CN111847197A - 重载运载设备及其施工方法 - Google Patents

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CN111847197A CN202010635484.2A CN202010635484A CN111847197A CN 111847197 A CN111847197 A CN 111847197A CN 202010635484 A CN202010635484 A CN 202010635484A CN 111847197 A CN111847197 A CN 111847197A
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Abstract

本发明提供一种重载运载设备及施工方法，骨架附着结构由下部承力桩框架结构和顶部支护结构组成，顶部支护结构可拆卸式周向连接在下部承力桩框架结构上；整体下移装置设置在顶部支护结构和重载提土设施之间；重载提土设施包括外围骨架架构、轿厢系统、主体升降系统和电控系统；外围骨架架构由底部支撑梁框架和在底部支撑梁框架上可拆卸式连接的标准节构成，标准节根据依托项目的深度叠加连接；标准节外侧的支架承力结构与下移机构相配合；通过升降装置的升降，和承重轴与支架承力结构的搭载，实现重载提土设施的整体下移。本发明实现了设备可重复周转使用于不同基坑项目，极大提升了提土设备的经济性和环保性。

Description

重载运载设备及其施工方法
技术领域
本发明属于深基坑技术领域，具体涉及一种重载运载设备及其施工方法。
背景技术
随着城市建设速度日趋加快，高层和超高层建筑已成为许多中心城市的主要建筑形式，同时也大量出现了地铁站房、高层、超高层构筑物，随着城市建筑和构筑物等基坑的深度越来越深，考虑到安全因素，内撑设置在深基坑中应用方式越来越普遍，在保证基坑安全的时候，深基坑出土效率会受到内周边环境狭小影响，基坑土方运输问题已经严重影响到了基坑施工进度。
目前土方运输主要是靠设置出土坡道或搭栈桥来实现，同时也出现一些升降机设备辅助完成。该升降设备内设升降平台，运土车通过升降平台将基坑中的土方运输到地面，它的安装均是现场拼接对准后焊接成整体，安装繁琐且安装精度不可控，随着基坑深度的下挖，整体下移主要靠吊装的方法将其分开下移，然后再组装焊接，繁琐的安装占用土方施工工期，非常耗时耗力，同时现场焊接也不环保，间接影响土方出土效率；同时该设备属于定制型一次性产品，仅仅适用于该项目，没有可周转重复使用功能，经济性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种重载运载设备及其施工方法，现场组装方便，且能够重复周转使用，经济环保。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种重载运载设备，其特征在于：它包括骨架附着结构、整体下移装置和重载提土设施；其中，
骨架附着结构由下部承力桩框架结构和顶部支护结构组成，顶部支护结构可拆卸式周向连接在下部承力桩框架结构上，并在项目结束后拆卸周转；
整体下移装置设置在顶部支护结构和重载提土设施之间，包括装配在顶部支护结构上的多组下移机构；
重载提土设施包括外围骨架架构、轿厢系统、主体升降系统和电控系统；所述的外围骨架架构由底部支撑梁框架和在底部支撑梁框架上可拆卸式连接的标准节构成，标准节根据依托项目的深度叠加连接，并在项目结束后拆卸周转，标准节由周向可拆卸式连接的框架构成，且标准节的外侧竖向均布有支架承力结构；主体升降系统和轿厢系统设置在所述的标准节中，且主体升降系统装配在底部支撑梁框架上，轿厢系统连接在主体升降系统上端，电控系统装配在轿厢系统内，用于控制下移机构和主体升降系统的联动；
标准节外侧的支架承力结构与所述的下移机构相配合；每个下移机构包括升降装置，升降装置的底部通过承重支座固定在所述的顶部支护结构上，升降装置的顶部设有架体托座，架体托座上设有一个可移动的承重轴，所述的外围骨架架构通过支架承力结构搭载在承重轴上；通过升降装置的升降，和承重轴与支架承力结构的搭载，实现重载提土设施的整体下移。
按上述设备，所述的轿厢系统底部设有防坠安全装置，与所述的电控系统连接。
按上述设备，所述的标准节由若干框架周向组合螺纹连接。
按上述设备，所述的标准节的内侧设有导向限位轨道，所述的轿厢系统设有与所述的导向限位轨道匹配的导向滚轮。
按上述设备，所述的下部承力桩框架结构上对称设有第一侧向限位装置，第一侧向限位装置与所述的标准节间隙装配。
按上述设备，所述的主体升降系统的数量至少为4个，为多级液压式、链轮式或卷扬钢丝绳式。
按上述设备，所述的防坠安全装置包括可伸缩装置、导向杆和导向套，可伸缩装置与导向杆铰接，使得导向杆沿导向套伸缩；可伸缩装置为液压式或电动机械式。
按上述设备，所述的承重支座上也设有一个可移动的承重轴。
按上述设备，所述的架体托座和承重支座上均设有第二侧向限位装置，第二侧向限位装置包括沿下移方向滑动的导向滑块，导向滑块与所述的标准节间隙装配。
所述的重载运载设备的施工方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、在第一层基坑安装好重载运载设备，完成调试；主升降系统处于伸出状态，轿厢系统的底座上平面与地面同标高；
S2、土方车从地面入口进入轿厢，待土方车停好就位，轿厢入口门关闭后，启动主升降系统，主升降系统带动轿厢系统下移至最下方的标准节出口标高，主升降系统保持该状态，标准节出口门开启，土方车驶出；
S3、土方车载满土方后，从最下方的标准节出口门驶入停稳后，轿厢门关闭，主升降系统启动顶升，带动轿厢系统上升使得轿厢底座上平面与地面同标高处，主升降系统保持该状态，轿厢入口门完全打开，土方车驶出；
累计循环S2和S3，直至完成第一层基坑土方运输；
S4、待完成第一层土方运输工作后，利用整体下移装置将重载提土设施整体下移至第二层基坑安装位；在最上方的标准节上增加新的标准节；然后继续完成第二层基坑土方运输；
S5、完成所有基坑土方运输后，使轿厢处于最下方标准节出口位标高处，借助汽车吊从上到下依次拆除底层标准节以外的所有标准节；然后拆除轿厢和主升降系统；最后拆除底层标准节和顶部支护结构。本发明的有益效果为：在整体下移装置的基础上，通过采用可拆卸式连接的顶部支护结构和外围骨架架构，采用标准化和通用化的设计技术，不仅解决了现场安装需拼焊和临时匹配安装的弊端，实现了提土设备快速整体下移，节省人力物力，提高了土方的出土效率，大大缩短土方施工工期，还实现了设备可重复周转使用于不同基坑项目，极大提升了提土设备的经济性和环保性。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本发明一实施例的应用图。
图4为本发明一实施例的俯视图。
图5为标准节的结构示意图。
图6为下移机构结构细节图。
图7为下移机构的安装细节图。
图8为第二侧向限位装置结构细节图。
图中：1.1-下部承力桩框架结构，1.2-顶部支护结构，2-下移机构，2.1-上支座，2.2-下移油缸，2.3-下支座，2.4-斜角长圆孔，2.5-承力轴，3.1-标准节，3.2-底部支撑梁框架，3.3-螺栓，3.1.1-支架承力结构，3.1.2-第一框架，3.1.3-工字钢主梁框架，3.1.4-第二框架，3.1.5-第三框架，4-轿厢，4.1-防坠安全装置，5-第一侧向限位装置，6-主体升降系统，7-防坠支座，8-土方车，9-第二侧向限位装置，9.1-导向滑块。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
实施例一：
本发明提供一种重载运载设备，如图1至图4所示，它包括骨架附着结构、整体下移装置和重载提土设施。
骨架附着结构由下部承力桩框架结构1.1和顶部支护结构1.2组成，顶部支护结构1.2可拆卸式周向连接在下部承力桩框架结构1.1上，并在项目结束后拆卸周转。
整体下移装置设置在顶部支护结构1.2和重载提土设施之间，包括装配在顶部支护结构1.2上的多组下移机构2。整体下移装置的详细结构见专利申请CN201911029544.X。
重载提土设施包括外围骨架架构、轿厢系统、主体升降系统6和电控系统；所述的外围骨架架构由底部支撑梁框架3.2和在底部支撑梁框架3.2上可拆卸式连接的标准节3.1构成，标准节3.1根据依托项目的深度叠加连接，并在项目结束后拆卸周转，标准节3.1由周向可拆卸式连接的框架构成，且标准节3.1的外侧竖向均布有支架承力结构3.1.1；主体升降系统6和轿厢系统设置在所述的标准节3.1中，且主体升降系统6装配在底部支撑梁框架3.2上，轿厢系统连接在主体升降系统6上端，包括轿厢4，电控系统装配在轿厢系统内，用于控制下移机构2和主体升降系统6的联动。
标准节3.1外侧的支架承力结构3.1.1与所述的下移机构2相配合；每个下移机构2包括升降装置，升降装置的底部通过承重支座固定在所述的顶部支护结构1.2上，升降装置的顶部设有架体托座，架体托座上设有一个可移动的承重轴，所述的外围骨架架构通过支架承力结构3.1.1搭载在承重轴上；所有下移机构2至少分为两批进行升降，满足在部分下移机构2正在升降时，其它下移机构2能够承载重载提土设施；通过升降装置的升降，和承重轴与支架承力结构3.1.1的搭载，实现重载提土设施的整体下移。
本实施例在整体下移装置的基础上进行了改进。CN201911029544.X中的支撑梁改进为本发明中的骨架附着结构；CN201911029544.X中的重载提土设施支架改进为本发明中的外围骨架架构。整体下移装置的原理和结构不变。
本实施例中，所述的标准节3.1由若干框架周向组合通过螺栓3.3连接。具体的，一个标准节3.1包括两个半片标准节。如图5所示，半片标准节包含两个工字钢主梁框架3.1.3、两个第一框架3.1.2、一个第二框架3.1.4、一个第三框架3.1.5；两个第一框架3.1.2并排水平连接；两个工字钢主梁框架3.1.3左、右对称设置在两个第一框架3.1.2并排结构两侧；所述第二框架3.1.4设置在左侧工字钢主梁框架3.1.3的左侧；第三框架3.1.5设置在右侧工字钢主梁框架3.1.3的右侧。底部支承梁框架3.2分别连接最下部的标准节3.1对称的工字钢主梁框架3.1.3；所述工字钢主梁框架3.1.3外侧竖向均布支架承力结构3.1.1，相邻的支架承力结构3.1.1间距500mm，本实施例中支架承力结构3.1.1为挂爪。
标准节3.1.1的内侧设有导向限位轨道。
主体升降系统6的数量至少为4个，为多级液压式、链轮式或卷扬钢丝绳式。本实施例中，所述主体升降系统6包括多组多级油缸和多组竖向导向装置，所述多级油缸底端连接在底部支承梁框架3.2上；所述多级油缸的油缸之间两侧均设竖向导向装置；所述多级油缸最外侧也设竖向导向装置，且该处竖向导向装置与外围骨架结构内侧的导向限位轨道装配接触。
所述轿厢系统包括轿厢4、轿厢顶部支承框架、水平导向滚轮和防坠安全装置4.1，所述轿厢4顶部支承框架连接多级油缸顶部。水平导向滚轮与标准节的内侧的导向限位轨道相匹配。防坠安全装置4.1与所述的电控系统连接。本实施例中，防坠安全装置4.1包括可伸缩装置、导向杆和导向套，可伸缩装置与导向杆铰接，使得导向杆沿导向套伸缩；可伸缩装置为液压式或电动机械式。
所述的下部承力桩框架结构1.1上对称设有第一侧向限位装置5，第一侧向限位装置5与所述的标准节3.1间隙装配，间距不大于2mm。
顶部支护结构1.2上还设有防坠支座7。
所述的重载运载设备的施工方法，包括以下步骤：
S1、在第一层基坑安装好重载运载设备，完成调试；主升降系统处于伸出状态，轿厢系统的底座上平面与地面同标高；
S2、土方车从地面入口进入轿厢，待土方车停好就位，轿厢入口门关闭后，启动主升降系统，主升降系统带动轿厢系统下移至最下方的标准节出口标高，主升降系统保持该状态，标准节出口门开启，土方车驶出；
S3、土方车载满土方后，从最下方的标准节出口门驶入停稳后，轿厢门关闭，主升降系统启动顶升，带动轿厢系统上升使得轿厢底座上平面与地面同标高处，主升降系统保持该状态，轿厢入口门完全打开，土方车驶出；
累计循环S2和S3，直至完成第一层基坑土方运输；
S4、待完成第一层土方运输工作后，利用整体下移装置将重载提土设施整体下移至第二层基坑安装位；在最上方的标准节上增加新的标准节；然后继续完成第二层基坑土方运输；
S5、完成所有基坑土方运输后，使轿厢处于最下方标准节出口位标高处，借助汽车吊从上到下依次拆除底层标准节以外的所有标准节；然后拆除轿厢和主升降系统；最后拆除底层标准节和顶部支护结构。
具体的，使轿厢处于最下方标准节出口位标高处，借助汽车吊吊住顶层标准节，松开顶层标准节和第二层标准节的螺栓连接，汽车吊吊装顶层标准节至指定场地，然后再在场地上松开顶层标准节片状结构之间的螺栓连接，分为可运输的多片结构；以此方法依次拆卸除底层标准节以外的标准节；然后，汽车吊吊住轿厢整体，松开轿厢和主升降系统之间的连接螺栓，吊装轿厢至指定场地，同时在场地上将轿厢拆分为对称两部分，便于周转运输；主升降系统全部回收就位，汽车吊分别吊住每个升降系统，松开相应升降系统与底层标准节之间的连接螺栓，依次吊装每个升降系统至指定场地；最后汽车吊分别依次吊装底层标准节和顶部支护结构至指定场地，均在场地现场进行相应结构分拆。
实施例二：
本实施例的原理和结构与实施例一相似，其不同之处在于：如图6和图7所示，下移机构2包括上支座2.1（等同于架体托座）、下移油缸2.2（也可以是其它升降装置）、下支座2.3（等同于承重支座）和承力轴2.5。上下支座上均设有斜角长圆孔2.4，每个斜角长圆孔2.4中均设有所述的承力轴2.5。斜角长圆孔2.4的位置使得承力轴2.5位于下半部分时与支架承力结构3.1.1匹配搭载，承力轴2.5位于斜角长圆孔2.4的上半部分时与支架承力结构3.1.1脱离搭载。承力轴2.5可在下移时长圆孔2.4内转换后自动就位于承力点，上、下支座在设备整体下移时交替转换承载力，实现设备整体步履式下移。
具体的，初始状态下，上支座2.1和下支座2.3的承力轴2.5均与支架承力结构3.1.1配合搭载，共同支撑重载提土设施。本实施例中，支架承力结构3.1.1为挂爪。
当需要整体下移时，先将下支座2.3内的承力轴2.5抽出，插入下支座2.3的斜角长圆孔2.4的上半部分，这样下支座2.3便脱离了与挂爪的搭载，上支座2.1担任起全部的重载提土设施支撑任务。
所有的下移油缸2.2同时收缩一个行程，重载提土设施和上支座2.1一起随下移油缸2.2下移一个行程，下支座2.3内的承力轴受重力作用滚入斜角长圆孔24的下半部分，位于原搭载挂爪的上一个挂爪下移后搭载在下支座2.3的承力轴2.5上，此时上下支座共同支撑重载提土设施。
然后抽出上支座内的承力轴2.5，插入上支座2.1的斜角长圆孔2.4的上半部分，这样上支座2.1便脱离了与挂爪的搭载，下支座2.3担任起全部的重载提土设施支撑任务。
所有的下移油缸2.2同时伸长一个行程，上支座2.1随下移油缸2.2一起上升，上支座2.1内的承力轴2.5受重力作用滚入斜角长圆孔2.4的下半部分，重新与原搭载挂爪的上一个挂爪搭载承力。
如此交替转换承载力，实现设备整体步履式下移。
在上下支座中设有第二侧向限位装置9，如图8所示，第二侧向限位装置9包括沿下移方向滑动的导向滑块9.1，导向滑块9.1与所述的标准节3.1间隙装配。
在深基坑技术领域，本发明解决了现场安装需拼焊和临时匹配安装的弊端，实现了提土设备的快速整体下移，节省了人力物力，提升了土方出土效率，大大缩短了土方施工工期；提土设备的设计采用标准化和通用化设计技术，实现了设备可重复周转使用于不同基坑项目，极大提升了提土设备的经济性和环保性。本发明安装、拆卸方便，能够高效、平稳地保证重载运载设备整体下移至基坑设定位置；通过下移液压系统方案设计，通过上、下支座交替承载方式，确保始终保证有一层支座承力，为本发明整体提供双重保障，避免事故的发生。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重载运载设备，其特征在于：它包括骨架附着结构、整体下移装置和重载提土设施；其中，
骨架附着结构由下部承力桩框架结构和顶部支护结构组成，顶部支护结构可拆卸式周向连接在下部承力桩框架结构上，并在项目结束后拆卸周转；
整体下移装置设置在顶部支护结构和重载提土设施之间，包括装配在顶部支护结构上的多组下移机构；
重载提土设施包括外围骨架架构、轿厢系统、主体升降系统和电控系统；所述的外围骨架架构由底部支撑梁框架和在底部支撑梁框架上可拆卸式连接的标准节构成，标准节根据依托项目的深度叠加连接，并在项目结束后拆卸周转，标准节由周向可拆卸式连接的框架构成，且标准节的外侧竖向均布有支架承力结构；主体升降系统和轿厢系统设置在所述的标准节中，且主体升降系统装配在底部支撑梁框架上，轿厢系统连接在主体升降系统上端，电控系统装配在轿厢系统内，用于控制下移机构和主体升降系统的联动；
标准节外侧的支架承力结构与所述的下移机构相配合；每个下移机构包括升降装置，升降装置的底部通过承重支座固定在所述的顶部支护结构上，升降装置的顶部设有架体托座，架体托座上设有一个可移动的承重轴，所述的外围骨架架构通过支架承力结构搭载在承重轴上；通过升降装置的升降，和承重轴与支架承力结构的搭载，实现重载提土设施的整体下移。
2.根据权利要求1所述的重载运载设备，其特征在于：所述的轿厢系统底部设有防坠安全装置，与所述的电控系统连接。
3.根据权利要求1所述的重载运载设备，其特征在于：所述的标准节由若干框架周向组合螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的重载运载设备，其特征在于：所述的标准节的内侧设有导向限位轨道，所述的轿厢系统设有与所述的导向限位轨道匹配的导向滚轮。
5.根据权利要求1所述的重载运载设备，其特征在于：所述的下部承力桩框架结构上对称设有第一侧向限位装置，第一侧向限位装置与所述的标准节间隙装配。
6.根据权利要求1所述的重载运载设备，其特征在于：所述的主体升降系统的数量至少为4个，为多级液压式、链轮式或卷扬钢丝绳式。
7.根据权利要求2所述的重载运载设备，其特征在于：所述的防坠安全装置包括可伸缩装置、导向杆和导向套，可伸缩装置与导向杆铰接，使得导向杆沿导向套伸缩；可伸缩装置为液压式或电动机械式。
8.根据权利要求1所述的重载运载设备，其特征在于：所述的承重支座上也设有一个可移动的承重轴。
9.根据权利要求8所述的重载运载设备，其特征在于：所述的架体托座和承重支座上均设有第二侧向限位装置，第二侧向限位装置包括沿下移方向滑动的导向滑块，导向滑块与所述的标准节间隙装配。
10.权利要求1所述的重载运载设备的施工方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、在第一层基坑安装好重载运载设备，完成调试；主升降系统处于伸出状态，轿厢系统的底座上平面与地面同标高；
S2、土方车从地面入口进入轿厢，待土方车停好就位，轿厢入口门关闭后，启动主升降系统，主升降系统带动轿厢系统下移至最下方的标准节出口标高，主升降系统保持该状态，标准节出口门开启，土方车驶出；
S3、土方车载满土方后，从最下方的标准节出口门驶入停稳后，轿厢门关闭，主升降系统启动顶升，带动轿厢系统上升使得轿厢底座上平面与地面同标高处，主升降系统保持该状态，轿厢入口门完全打开，土方车驶出；
累计循环S2和S3，直至完成第一层基坑土方运输；
S4、待完成第一层土方运输工作后，利用整体下移装置将重载提土设施整体下移至第二层基坑安装位；在最上方的标准节上增加新的标准节；然后继续完成第二层基坑土方运输；
S5、完成所有基坑土方运输后，使轿厢处于最下方标准节出口位标高处，借助汽车吊从上到下依次拆除底层标准节以外的所有标准节；然后拆除轿厢和主升降系统；最后拆除底层标准节和顶部支护结构。
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