CN112267692A - 一种装配式建筑构件吊装综合装备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式建筑构件吊装综合装备及其施工方法，有效的解决了装配式建筑施工过程中存在的施工效率低、就位难度大的问题；解决的技术方案包括钢结构的专用起重平台，专用起重平台自下而上设置的第一轨道层、第二轨道层和第三轨道层，第一轨道层上设有水平预制构件吊装装置，用于吊装水平的预制楼板、阳台、空调板等，第二轨道层上设有竖向预制构件临时定位支架系统，用于临时夹持竖向预制构件并对竖向预制构件进行临时定位和调整，第三轨道层上设有竖向预制构件及楼梯吊装装置，用于吊装墙板、飘窗等竖向预制构件和楼梯；本发明能够使竖向构件的吊装和安装定位精确，大大提高了工作效率和安全性。

Description

一种装配式建筑构件吊装综合装备及其施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑施工领域，具体是一种装配式建筑构件吊装综合装备及其施工方法。

背景技术

装配式混凝土建筑是建筑产业现代化发展的必然趋势，现阶段，我国装配式建筑已进入高速发展期；但目前装配式建筑施工装备尚未突破，仍然采用塔式起重机等传统装备进行施工，存在自动化程度低、就位难度大、施工效率低、

劳动强度高、安全保障困难等问题；主要体现在因装备自身的晃动及微动控制性能不足，造成预制构件吊运寻位困难；预制构件就位困难、效率低下；预制构件姿态调整困难、安装精度差、用工量大、劳动强度大、安全风险高；竖向预制构件临时支撑作业效率低、可靠性差；已经成为制约装配式建筑发展的瓶颈之一。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种装配式建筑构件吊装综合装备及其施工方法，有效的解决了装配式建筑施工过程中存在的施工效率低、就位难度大等问题，该装备不仅能够提高施工效率与安全，而且也是我国建筑工业化发展的迫切需求。

该综合装备负责装配式建筑主体结构预制构件的吊装、安装以及浇筑工作，由专用起重平台、水平和竖向预制构件吊装装置、竖向预制构件临时定位支架系统、竖缝模板系统、混凝土布料系统、水平和竖向构件垂直运输系统和中控系统9大部分组成。

其解决的技术方案是，一种装配式建筑构件吊装综合装备及其施工方法，包括专用起重平台；专用起重平台下方设有布置于建筑体外围的支撑桅柱，桅柱支撑为钢结构，支撑桅柱设计成由不同尺寸的标准节，通过标准节的组配方式，实现不同层高装配式住宅施工需求，每个桅柱中心处设有同步顶升系统，用于专用起重平台的顶升，顶升系统设载荷及油缸行程监测装置实时监测油缸载荷及行程；专用起重平台为钢结构，包括自下而上设置的第一轨道层、第二轨道层和第三轨道层，第一轨道层上设有水平预制构件吊装装置，用于吊装水平的预制楼板、阳台、空调板等，第二轨道层上设有竖向预制构件临时定位支架系统，用于临时夹持竖向预制构件并对竖向预制构件进行临时定位和调整，竖向预制构包括墙板、飘窗等，第三轨道层上设有竖向预制构件及楼梯吊装装置，用于吊装墙板、飘窗等竖向预制构件和楼梯，水平预制构件吊装装置和竖向预制构件以及楼梯吊装装置均采用桁车形式；专用起重平台两端分别设有水平和竖向预制构件垂直运输系统，用于将预制构件运输至施工层后由吊装装置进行吊装；混凝土布料系统采用布料机或料斗的布料方式；中控系统操作室设置在竖向预制构件吊装装置的大梁梁端,方便观察整个施工情况。

施工的步骤如下：

步骤一：通过同步顶升系统将专用起重平台平稳爬升到施工位置，通过平台基准标定与校验装置对专用起重平台进行检测并将专用起重平台调整到稳定、正常可以工作的状态；

步骤二：将水平和竖向预制构件分别放置在水平和竖向预制构件垂直运输系统的物料平台上，在中控系统的控制作用下，水平和竖向预制构件垂直运输系统将预制构件运送至施工层；水平预制构件由第一轨道层上的水平预制构件吊装装置从水平预制构件垂直运输系统的物料平台自动取走，竖向预制构件由第三轨道层上的竖向预制构件及楼梯吊装装置从竖向预制构件垂直运输系统的物料平台自动取走；

步骤三：在中控系统的操作下，水平预制构件由第一轨道层上水平预制构件吊装装置吊运至预定位置并自动摘挂；竖向预制构件由第三轨道层上竖向预制构件及楼梯吊装装置吊运至预定位置，竖向预制构件从竖向预制构件临时定位支架系统形成的安装通道内通过落至于预埋在楼层处的定位锥上，安装通道两侧的平面框架上设置的液压顶杆及垂直度调整装置向内伸出夹持竖向预制构件并对其进行调整和临时定位，同时竖向预制构件及楼梯吊装装置自动摘挂；水平与竖向预制构件的吊装顺序可根据装配式建筑的结构形式进行制定；在预制构件吊运过程中，中控系统对专用起重平台及预制构件吊运装置轨道的变化和预制构件的位置及姿态进行实施检测；

步骤四：在竖向预制构件吊装完成后，应及时进行竖缝和水平缝处的钢筋绑扎，钢筋绑扎完成后，将安装于临时定位支架上的混凝土专用模板落下，并完全展开，在模板内测涂刷脱模剂，脱模剂涂刷完成之后，采用混凝土布料系统开始浇筑接缝处混凝土；在达到脱模条件后，模板拆除可自动回收至临时定位支架系统上，以备下层施工使用；

步骤五：该层施工完成后，通过同步顶升系统使专用起重平台爬升至下一施工层；全部施工完成后，逐节拆除竖向预制构件临时定位支架系统的空间桁架，专用起重平台整体回落至地面，开展专用起重平台拆除工作，实现桅柱支撑整个装备的下降和平台的拆除。

本发明能够使竖向构件的吊装和安装定位精确，稳定可靠，大大提高了工作效率和安全性，具有较高的实用性和市场价值。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2第二轨道层的俯视图。

图3为图2中A位置的放大图。

图4为平面框架的侧视图。

图5为平面框架的主视图。

图6为几种常用的节点连接件的示意图。

图7为对楼梯间墙板进行临时定位时平面框架位置的主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图7给出，本发明包括专用起重平台；专用起重平台下方设有布置于建筑体外围的支撑桅柱1，桅柱支撑为钢结构，支撑桅柱1设计成由不同尺寸的标准节，通过标准节的组配方式，实现不同层高装配式住宅施工需求，每个桅柱中心处设有同步顶升系统，用于专用起重平台的顶升，顶升系统设载荷及油缸行程监测装置实时监测油缸载荷及行程；专用起重平台为钢结构，包括自下而上设置的第一轨道层2、第二轨道层3和第三轨道层4，第一轨道层2上设有水平预制构件吊装装置5，用于吊装水平的预制楼板、阳台、空调板等，第二轨道层3上设有竖向预制构件临时定位支架系统6，用于临时夹持竖向预制构件并对竖向预制构件进行临时定位和调整，竖向预制构包括墙板、飘窗等，第三轨道层4上设有竖向预制构件及楼梯吊装装置7，用于吊装墙板、飘窗等竖向预制构件和楼梯，水平预制构件吊装装置5和竖向预制构件以及楼梯吊装装置均采用桁车形式；专用起重平台两端分别设有水平和竖向预制构件垂直运输系统，用于将预制构件运输至施工层后由吊装装置进行吊装；因装配式建筑浇筑量少，混凝土布料系统采用料斗的布料方式；中控系统操作室设置在竖向预制构件吊装装置的大梁梁端,方便观察整个施工情况。

所述的竖向预制构件临时定位支架系统6采用双品桁架的结构形式，采用模数化设计，由竖向的平面框架8和节点连接件9组成，两个平面框架8相对形成一个截面为矩形的安装通道10，节点连接件9将平面框架8连接成若干成网格状分布的安装通道10，安装通道10与该层墙体位置对应，每个安装通道10两侧的平面框架8上均安装有与其垂直的液压顶杆11及垂直度调整装置，用于夹持和调整从安装通道10内穿过的竖向预制构件。

由于楼梯间墙体吊装的空间限制，竖向预制构件临时定位支架系统6位于楼梯间内侧的部分不能设置桁架，无法形成双品桁架形式，因此不能采用在竖向预制构件临时定位支架系统6的双品桁架两侧设置液压顶杆11及垂直度调整装置对楼梯间墙体进行临时夹持支撑的方式；因此楼梯间位置的竖向预制构件临时定位支架系统6采用单品桁架的结构形式，在该单品桁架上安装有拉钩12，楼梯间墙体上方预埋有挂钉13，当该处墙体落至预定位置时，拉钩12将在控制系统的控制下挂住墙体上方的挂钉13，通过这种拉挂的方式，调整墙体的垂直度，实现对楼梯间墙体的快速临时定位支撑。

所述的每个平面框架8均由左右两部分组成，两部分之间用液压伸缩杆14连接，根据墙板的尺寸，可通过液压伸缩杆14调节平面框架8的长度，从而与墙板尺寸适应。

所述的节点连接件9由中心部15和多个连接爪16组成，多个连接爪16均从中心部15上向外伸出，每个连接爪16的外端均设有连接销孔17，用于与平面框架8通过销轴连接，相邻的两个连接爪16的内端之间由向内凹陷的弧线过渡；根据不同连接位置的墙板走向，连接爪16的数量和伸出方向相应改变，使其与墙板走向相同，从而形成适应与十字节点、阳角节点、阴角节点、凹进外墙体节点、凸出外墙体节点等多种节点的节点连接件9；该类型的节点连接件9体积小，能为注浆管让出空间，注浆管可从连接爪16之间的弧形过渡处伸下进行浇筑，同时可以最大限度的减少竖向预制构件的现浇竖缝尺寸，增大预制率。

还包括：竖缝模板系统和混凝土布料系统，竖缝模板系统是装配式建筑构件高效吊装综合装备中的接缝施工专用模板系统，固定在竖向预制构件临时定位支架系统6的双品桁架上，可随专用起重平台同时爬升，当需要进行竖缝浇筑时，模板从竖向预制构件临时定位支架系统6的双品桁架上放下，开展支模工作；由于竖向预制构件临时定位支架系统6系统空间桁架的高度限制，竖缝模板采用折叠式模板，折叠数可根据层高的需求设计，模板的宽度根据竖缝宽度设计，模板的下放与收叠根据需求可采用电动，也可采用手动，如采用电动模式，需在针对模板安装电动驱动装置；混凝土布料系统采用料仓式浇筑系统，用于对现浇连接缝处浇筑混凝土。

中控系统位于竖向预制构件吊装装置大梁的梁端一面，是预制构件吊装综合装备运行的调度中心，具有构件吊运路径自动规划、构件位置与姿态实时监控、运行安全实时监测预警等功能的。

所述桅柱支撑1的上部设有平台爬升套架，平台爬升套架与专用起重平台固定连接，用于专用起重平台的爬升，桅柱支撑1通过附墙杆与建筑体相连接。

所述的第一轨道层2为两条纵梁和四条横梁组成的目字形框架结构，纵横梁均为矩形桁架结构；第二轨道层3和第三轨道层4各由两条纵梁和两条横梁组成口字形框架；第二轨道层3纵梁与横梁都为矩形桁架结构，第三轨道层4纵梁为正三角桁架结构，横梁为矩形桁架结构；专用起重平台采用模数化设计，纵梁与横梁都由基本节和可拆换节组成，通过不同组合方式实现模数化拼装，可组合成与预制构件吊装装置跨距及桅柱支撑间距相协调的长度。

使用该平台进行施工的步骤如下：

步骤一：通过同步顶升系统将专用起重平台平稳爬升到施工位置，通过平台基准标定与校验装置对专用起重平台进行检测并将专用起重平台调整到稳定、正常可以工作的状态；

步骤二：将水平和竖向预制构件分别放置在水平和竖向预制构件垂直运输系统的物料平台上，在中控系统的控制作用下，水平和竖向预制构件垂直运输系统将预制构件运送至施工层；水平预制构件由第一轨道层2上的水平预制构件吊装装置5从水平预制构件垂直运输系统的物料平台自动取走，竖向预制构件由第三轨道层4上的竖向预制构件及楼梯吊装装置7从竖向预制构件垂直运输系统的物料平台自动取走；

步骤三：在中控系统的操作下，水平预制构件由第一轨道层2上水平预制构件吊装装置5吊运至预定位置并自动摘挂；竖向预制构件由第三轨道层4上竖向预制构件及楼梯吊装装置7吊运至预定位置，竖向预制构件从竖向预制构件临时定位支架系统6形成的安装通道10内通过落至于预埋在楼层处的定位锥上，安装通道10两侧的平面框架8上设置的液压顶杆11及垂直度调整装置向内伸出夹持竖向预制构件并对其进行调整和临时定位，同时竖向预制构件及楼梯吊装装置7自动摘挂；水平与竖向预制构件的吊装顺序可根据装配式建筑的结构形式进行制定；在预制构件吊运过程中，中控系统对专用起重平台及预制构件吊运装置轨道的变化和预制构件的位置及姿态进行实施检测；

步骤四：在竖向预制构件吊装完成后，应及时进行竖缝和水平缝处的钢筋绑扎，钢筋绑扎完成后，将安装于临时定位支架上的混凝土专用模板落下，并完全展开，在模板内测涂刷脱模剂，脱模剂涂刷完成之后，采用混凝土布料系统开始浇筑接缝处混凝土；在达到脱模条件后，模板拆除可自动回收至临时定位支架系统上，以备下层施工使用；

步骤五：该层施工完成后，通过同步顶升系统使专用起重平台爬升至下一施工层；全部施工完成后，逐节拆除竖向预制构件临时定位支架系统6的空间桁架，专用起重平台整体回落至地面，开展专用起重平台拆除工作，实现桅柱支撑整个装备的下降和平台的拆除。

本发明采用三层结构的专用起重平台，保证了吊装装置能直接在专用起重平台纵向桁架梁上行走，安全性稳定性更高，通过中间层的竖向预制构件临时定位支架系统6，使竖向构件的吊装和安装定位精确，稳定可靠，大大提高了工作效率和安全性，具有较高的实用性和市场价值；另外，通过设计新形式的节点连接件9，大大减小了连接节点的体积，为注浆管让出了施工空间，大大提高了注浆便利性和施工效率。

Claims (8)

1.一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，包括专用起重平台；专用起重平台下方设有布置于建筑体外围的支撑桅柱（1），桅柱支撑为钢结构，每个桅柱中心处设有同步顶升系统，用于专用起重平台的顶升；专用起重平台为钢结构，包括自下而上设置的第一轨道层（2）、第二轨道层（3）和第三轨道层（4），第一轨道层（2）上设有水平预制构件吊装装置（5），用于吊装水平的预制楼板、阳台、空调板等，第二轨道层（3）上设有竖向预制构件临时定位支架系统（6），用于临时夹持竖向预制构件并对竖向预制构件进行临时定位和调整，第三轨道层（4）上设有竖向预制构件及楼梯吊装装置（7），用于吊装墙板、飘窗等竖向预制构件和楼梯，水平预制构件吊装装置（5）和竖向预制构件以及楼梯吊装装置均采用桁车形式；专用起重平台两端分别设有水平和竖向预制构件垂直运输系统，用于将预制构件运输至施工层后由吊装装置进行吊装。

2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，所述的竖向预制构件临时定位支架系统（6）采用双品桁架的结构形式，采用模数化设计，由竖向的平面框架（8）和节点连接件（9）组成，两个平面框架（8）相对形成一个截面为矩形的安装通道（10），节点连接件（9）将平面框架（8）连接成若干成网格状分布的安装通道（10），安装通道（10）与该层墙体位置对应，每个安装通道（10）两侧的平面框架（8）上均安装有与其垂直的液压顶杆（11）及垂直度调整装置，用于夹持和调整从安装通道（10）内穿过的竖向预制构件。

3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，楼梯间位置的所述的竖向预制构件临时定位支架系统（6）采用单品桁架的结构形式，在该单品桁架上安装有拉钩（12），楼梯间墙体上方预埋有挂钉（13），当该处墙体落至预定位置时，拉钩（12）将在控制系统的控制下挂住墙体上方的挂钉（13），通过这种拉挂的方式，调整墙体的垂直度，实现对楼梯间墙体的快速临时定位支撑。

4.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，所述的每个平面框架（8）均由左右两部分组成，两部分之间用液压伸缩杆（14）连接，根据墙板的尺寸，可通过液压伸缩杆（14）调节平面框架（8）的长度，从而与墙板尺寸适应。

5.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，所述的节点连接件（9）由中心部（15）和多个连接爪（16）组成，多个连接爪（16）均从中心部（15）上向外伸出，每个连接爪（16）的外端均设有连接销孔（17），用于与平面框架（8）通过销轴连接，相邻的两个连接爪（16）的内端之间由向内凹陷的弧线过渡；根据不同连接位置的墙板走向，连接爪（16）的数量和伸出方向相应改变，使其与墙板走向相同，从而形成适应与十字节点、阳角节点、阴角节点、凹进外墙体节点、凸出外墙体节点等多种节点的节点连接件（9）。

6.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，还包括：竖缝模板系统和混凝土布料系统，竖缝模板系统是装配式建筑构件高效吊装综合装备中的接缝施工专用模板系统，固定在竖向预制构件临时定位支架系统（6）的双品桁架上，可随专用起重平台同时爬升，当需要进行竖缝浇筑时，模板从竖向预制构件临时定位支架系统（6）的双品桁架上放下，开展支模工作；混凝土布料系统采用料仓式浇筑系统，用于对现浇连接缝处浇筑混凝土。

7.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，所述桅柱支撑（1）的上部设有平台爬升套架，平台爬升套架与专用起重平台固定连接，用于专用起重平台的爬升，桅柱支撑（1）通过附墙杆与建筑体相连接。

8.根据权利要求1所述的一种装配式建筑构件吊装综合装备，其特征在于，所述的第一轨道层（2）为两条纵梁和四条横梁组成的目字形框架结构，纵横梁均为矩形桁架结构；第二轨道层（3）和第三轨道层（4）各由两条纵梁和两条横梁组成口字形框架；第二轨道层（3）纵梁与横梁都为矩形桁架结构，第三轨道层（4）纵梁为正三角桁架结构，横梁为矩形桁架结构；专用起重平台采用模数化设计，纵梁与横梁都由基本节和可拆换节组成，通过不同组合方式实现模数化拼装，可组合成与预制构件吊装装置跨距及桅柱支撑间距相协调的长度。

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