CN112320611B - 一种超重装配式预制楼梯吊装装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超重装配式预制楼梯吊装装置及施工方法，该预制楼梯吊装装置包括预制楼梯安装结构和起吊机构，预制楼梯安装结构包括：桁架结构轨道，两条桁架结构轨道平行设置，桁架结构轨道底部间隔设置有多个结构连接位；以及桁架结构，桁架结构包括桁架结构主梁和竖向支撑架，两个竖向支撑架对称地设置在两条桁架结构轨道中，并与桁架结构轨道滑动连接，桁架结构主梁设置在竖向支撑架的顶部，桁架结构主梁的两端分别与两个竖向支撑架的顶部固定连接，并且桁架结构主梁与桁架结构轨道相垂直；其中，起吊机构固定设置在桁架结构主梁底部的中间位置，起吊机构用于起吊预制楼梯或将预制楼梯下放至指定位置。

Description

一种超重装配式预制楼梯吊装装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种超重装配式预制楼梯吊装装置及施工方法。

背景技术

随着装配式建筑的不断推广和装配率要求的提高，高层建筑中使用装配式预制楼梯的比例逐渐上升。预制楼梯的应用省去了现浇楼梯施工中复杂的模板支设、钢筋绑扎以及混凝土浇筑等作业工序，并且可以弥补仅仅依靠预制墙、板装配率达不到要求的不足，具有安装速度快、施工便捷、缩短工期、节约成本的优点。但同时，由于装配式预制楼梯自重较大，也给吊装施工作业带来了很大难度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超重装配式预制楼梯吊装装置及施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种超重装配式预制楼梯吊装装置，包括预制楼梯安装结构和起吊机构，其中，预制楼梯安装结构包括：桁架结构轨道，两条桁架结构轨道平行设置，桁架结构轨道底部间隔设置有多个结构连接位；以及桁架结构，桁架结构包括桁架结构主梁和竖向支撑架，两个竖向支撑架对称地设置在两条桁架结构轨道中，并与桁架结构轨道滑动连接，桁架结构主梁设置在竖向支撑架的顶部，桁架结构主梁的两端分别与两个竖向支撑架的顶部固定连接，并且桁架结构主梁与桁架结构轨道相垂直；并且其中，起吊机构固定设置在桁架结构主梁底部的中间位置，起吊机构用于起吊预制楼梯或将预制楼梯下放至指定位置。

在一优选实施方式中，桁架结构轨道的顶部设置有槽钢轨道，桁架结构轨道的顶部且位于槽钢轨道的两个端部设置有竖向限位挡板，竖向限位挡板通过三角挡板斜撑与桁架结构轨道固定连接，并且两个竖向限位挡板的内侧面与槽钢轨道的两个端部相抵接。

在一优选实施方式中，桁架结构轨道沿长度方向两端及中部位置均设置有轨道防倾覆结构，轨道防倾覆结构包括轨道背板和防倾覆斜板，轨道背板为矩形钢板，轨道背板水平设置在桁架结构轨道底部的两侧，防倾覆斜板竖直设置，防倾覆斜板为直角梯形结构，防倾覆斜板的竖直方向的直角边与桁架结构轨道的侧面固定连接，防倾覆斜板的水平方向的直角边与轨道背板的上表面固定连接，桁架结构轨道为工字型结构，防倾覆斜板的顶部和底部分别与工字型的桁架结构轨道的顶部内侧和底部内侧固定连接，且轨道背板上位于防倾覆斜板的两侧对称地设置有螺栓孔，桁架结构轨道通过膨胀螺栓和螺栓孔与楼梯间位置结构固定连接。

在一优选实施方式中，起吊机构包括电动葫芦，电动葫芦与桁架结构主梁的底部固定连接，电动葫芦的吊钩上安装有手动葫芦，手动葫芦通过钢丝绳与预制楼梯相连接。

在一优选实施方式中，竖向支撑架的底部设置有定向轮定向轮设置在槽钢轨道的内部，并能够在槽钢轨道内定向滑动，两个竖向支撑架之间通过两组侧向加固方钢固定连接，每组侧向加固方钢为两条倾斜设置的方钢管。

在一优选实施方式中，每个竖向支撑架包括水平支撑钢板、架体、横向支撑和斜向支撑，其中架体为三角形结构，架体的竖向的两边框之间间隔设置有多个横向支撑，水平支撑钢板水平设置在架体的顶部，两个斜向支撑的两端分别与架体和水平支撑钢板固定连接，并构成三角形结构，桁架结构主梁与水平支撑钢板的顶部焊接连接。

本发明还提供了一种采用上述超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，包括如下步骤：

S1.根据工程施工的实际情况，结合现场施工条件，使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构；

S2.对施工过程进行模拟，包括模拟塔吊将预制楼梯吊至结构顶板、搬运车转运预制楼梯的全过程，并对桁架结构和桁架结构轨道在吊装过程的位置进行精准定位；

S3.对桁架结构和起吊机构进行现场组装，并进行加载试验；

S4. 对桁架结构、桁架结构轨道和起吊机构进行精确定位安装；

S5. 利用塔吊吊运预制楼梯并转运至楼梯间位置结构上方固定好的两条桁架结构轨道之间的结构顶板上；

S6. 利用超重装配式预制楼梯吊装装置起吊、移动预制楼梯；

S7. 对预制楼梯的角度和高度进行调节；

S8. 下放预制楼梯，并安装就位；

S9. 对预制楼梯连接处施工。

在一优选实施方式中，使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构包括如下步骤：将预制楼梯沿纵向平均分为两个独立的梯段，居中留设20mm施工缝，现场施工时将两个梯段拼接安装，并采用发泡聚苯乙烯棒填塞，表面使用建筑密封胶嵌缝，预制楼梯拆分之后根据相应尺寸设计吊点位置，每个拆分后的梯段上设置有四个吊点，吊点在预制楼梯生产时预埋完成；根据拆分后的预制楼梯自重、长度尺寸、楼梯间尺寸选择桁架结构主梁的规格型号，并根据拆分后的预制楼梯的自重及桁架结构主梁自重进行竖向支撑架的设计，根据预制楼梯的自重进行弯矩计算，从而确定桁架结构轨道的型号，根据预制楼梯的自重及吊装高度选择起吊机构中电动葫芦的规格，根据拆分后预制楼梯的自重及角度调节范围确定手动葫芦的规格，选择预制楼梯上端使用钢丝绳，下端使用手动葫芦搭配钢丝绳的方式起吊，并根据手动葫芦安装后，顶部挂钩与吊点之间的最小距离，设计两根钢丝绳的长度，以确保预制楼梯最初起吊时保持水平状态；根据竖向支撑架底部定向轮的高度及宽度，选择在桁架结构轨道顶部焊接槽钢轨道作为限制桁架结构移动方向的轨道；在桁架结构轨道上槽钢轨道的两个端部的位置处焊接竖向限位挡板；在桁架结构轨道沿长度方向两端及中部位置焊接轨道防倾覆结构，并通过膨胀螺栓与楼梯间位置结构固定连接。

在一优选实施方式中，其中，对桁架结构和起吊机构进行现场组装包括如下步骤：在轨道防倾覆结构的轨道背板上沿竖向和纵向各开两个孔；将竖向支撑架按照架体、横向支撑、水平支撑钢板、斜向支撑、定向轮的顺序焊接组装起来；将桁架结构主梁和竖向支撑架焊接在一起，两个竖向支撑架之间使用侧向加固方钢连接固定；将桁架结构轨道、轨道背板、防倾覆斜板、槽钢轨道、限位挡板、三角挡板斜撑依次焊接组装起来；测量定位以确定桁架结构轨道的位置，将桁架结构轨道摆放在楼梯间位置结构上，通过砂浆找平调整桁架结构轨道水平；通过膨胀螺栓和螺栓孔将桁架结构轨道与楼梯间位置结构固定连接；在桁架结构主梁的下方安装电动葫芦；并且其中，对桁架结构、桁架结构轨道和起吊机构进行精确定位安装包括如下步骤：定位出安装过程中桁架结构轨道的精准位置，进行桁架结构轨道的摆放；将桁架结构轨道与楼梯间位置结构使用膨胀螺栓连接起来；在楼梯间位置结构轨道定位摆放完成后，将桁架结构放入桁架结构轨道顶部的槽钢轨道内，将桁架结构沿槽钢轨道移动三个来回，确保槽钢轨道与桁架结构定向轮之间移动无阻碍，且竖向限位挡板能够起到限位效果。

在一优选实施方式中，利用超重装配式预制楼梯吊装装置起吊、移动预制楼梯包括如下步骤：利用搬运车将预制楼梯运输至两条桁架结构轨道之间的结构顶板上之后，将桁架结构沿桁架结构轨道移动至预制楼梯上方；起吊前检查起吊机构的吊钩情况，使吊绳受力呈绷紧状态后，检查卡环、吊绳的状态；在电动葫芦所搭配的吊钩上，安装手动葫芦，使用吊具固定预制楼梯吊点，搭配设计好的钢丝绳，水平缓慢起吊预制楼梯；等预制楼梯不再晃动时，推动桁架结构至预制楼梯楼梯间上空梯段对应安装位置，将定向轮刹车锁死；使用圆钢卡环将桁架结构与桁架结构轨道固定起来；并且其中，对预制楼梯的角度和高度进行调节包括如下步骤：利用起吊机构将预制楼梯吊装到楼梯间上方之后，伸长手动葫芦，使预制楼梯下端下落，预制楼梯与水平面所形成的角度逐渐增大，预制楼梯水平方向的长度逐渐减小，竖直方向的长度逐渐增大，等预制楼梯水平方向的长度小于预制楼梯安装时两端楼梯梁之间的水平距离时，预制楼梯开始下放安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）对周围施工影响小，通过塔吊+型钢桁架装置进行预制楼梯的吊装，减少了塔吊的占用时间，不影响其余分部分项施工，避免使用大型汽车吊吊装，减少对现场施工场地、施工道路的占用；

（2）安全性高。型钢桁架装置采用配套轨道，搭配可移动式固定卡环，解决了桁架结构在预制楼梯起吊、移动、下放安装过程中可桁架脱轨的安全隐患；

（3）安装速度快，效率高。本发明使用塔吊将拆分后的预制楼梯吊装至屋面搬运车上，使用搬运车将拆分后的预制楼梯从塔吊吊重允许范围内移动至楼梯间位置，最后使用桁架结构完成预制楼梯的垂直吊装。塔吊吊装与桁架结构安装可以按流水进行施工，整体安装速度较快，施工效率高；

（4）安装准确性高。采用电动葫芦与手动葫芦相结合的方式，实现了预制梯段的平吊、角度调整及下放安装，确保了施工过程的安全准确。

附图说明

图1为本发明的优选实施方式的超重装配式预制楼梯吊装装置（起吊机构未示出）的立体结构示意图。

图2为本发明的优选实施方式的超重装配式预制楼梯吊装装置（起吊机构未示出）的侧视图。

图3为本发明的竖向支撑架的结构示意图。

图4为本发明的桁架结构轨道的结构示意图。

图5为本发明一实施方式的预制楼梯安装结构示意图。

图6为本发明一实施方式的预制楼梯吊装施工方法流程图。

图7为本发明一实施方式的预制楼梯角度调节示意图。

图8为本发明一实施方式的预制楼梯高度调节示意图。

图9为本发明一实施方式的使用卡环固定桁架结构与桁架结构轨道结构示意图。

附图标记说明：

1-桁架结构主梁，2-竖向支撑架，21-水平支撑钢板，22-架体，23-横向支撑，24-斜向支撑，25-定向轮，3-侧向加固方钢，4-桁架结构轨道，41-三角挡板斜撑，42-竖向限位挡板，43-槽钢轨道，45-轨道背板46-防倾覆斜板，47-螺栓孔，5-楼梯间位置结构，6-膨胀螺栓，7-预制楼梯，81-电动葫芦，82-手动葫芦，83-钢丝绳，84-吊钩，9-圆钢卡环，10-结构顶板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-5所示，本发明优选实施方式的超重装配式预制楼梯吊装装置，包括预制楼梯安装结构和起吊机构，其中，预制楼梯安装结构包括：桁架结构轨道4和桁架结构。两条桁架结构轨道4平行设置，桁架结构轨道4底部间隔设置有多个结构连接位。桁架结构包括桁架结构主梁1和竖向支撑架2，两个竖向支撑架2对称地设置在两条桁架结构轨道4中，并与桁架结构轨道4滑动连接。桁架结构主梁1设置在竖向支撑架2的顶部，桁架结构主梁1的两端分别与两个竖向支撑架2的顶部固定连接，并且桁架结构主梁1与桁架结构轨道4相垂直。并且其中，起吊机构固定设置在桁架结构主梁1底部的中间位置，起吊机构用于起吊预制楼梯7或将预制楼梯7下放至指定位置。

在一优选实施方式中，桁架结构轨道4的顶部设置有槽钢轨道43，桁架结构轨道4的顶部且位于槽钢轨道43的两个端部设置有竖向限位挡板42，竖向限位挡板42通过三角挡板斜撑41与桁架结构轨道4固定连接，并且两个竖向限位挡板42的内侧面与槽钢轨道43的两个端部相抵接。

上述方案中，桁架结构轨道4沿长度方向两端及中部位置均设置有轨道防倾覆结构，轨道防倾覆结构包括轨道背板45和防倾覆斜板46，轨道背板45为矩形钢板，轨道背板45水平设置在桁架结构轨道4底部的两侧。防倾覆斜板46竖直设置，防倾覆斜板46为直角梯形结构，防倾覆斜板46的竖直方向的直角边与桁架结构轨道4的侧面固定连接，防倾覆斜板46的水平方向的直角边与轨道背板45的上表面固定连接。桁架结构轨道4为工字型结构，防倾覆斜板46的顶部和底部分别与工字型的桁架结构轨道4的顶部内侧和底部内侧固定连接，且轨道背板45上位于防倾覆斜板46的两侧对称地设置有螺栓孔47，桁架结构轨道4通过膨胀螺栓6和螺栓孔47与楼梯间位置结构5固定连接。

在一优选实施方式中，起吊机构包括电动葫芦81，电动葫芦81与桁架结构主梁1的底部固定连接，电动葫芦81的吊钩84上安装有手动葫芦82，手动葫芦82通过钢丝绳83与预制楼梯7相连接。

在一优选实施方式中，竖向支撑架2的底部设置有定向轮25定向轮25设置在槽钢轨道43的内部，并能够在槽钢轨道43内定向滑动，两个竖向支撑架2之间通过两组侧向加固方钢3固定连接，每组侧向加固方钢3为两条倾斜设置的方钢管。

在一优选实施方式中，每个竖向支撑架2包括水平支撑钢板21、架体22、横向支撑23和斜向支撑24，其中架体22为三角形结构，架体22的竖向的两边框之间间隔设置有多个横向支撑23，水平支撑钢板21水平设置在架体22的顶部，两个斜向支撑24的两端分别与架体22和水平支撑钢板21固定连接，并构成三角形结构，桁架结构主梁1与水平支撑钢板21的顶部焊接连接。

实施例2

在另一优选实施方式中，如图9所示，预制楼梯安装结构还包括圆钢卡环9，其用于将桁架结构与桁架结构轨道固定起来，防止在预制楼梯吊装过程中，由于加速度过大导致定滑轮跳出桁架结构轨道4。

在本实施例中，水平支撑钢板21的规格为800mm×300mm，厚度为10mm。

侧向加固方钢3的规格为40mm×40mm×3mm。轨道背板45为规格为200mm×500mm×10mm的钢板，防倾覆斜板46为10mm厚的梯形钢板。竖向限位挡板42为规格为150mm×100mm×10mm的钢板，三角挡板斜撑41为10mm厚的直角三角形钢板。

实施例3：

如图6所示，本发明还提供了一种采用上述超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，包括如下步骤：

步骤S1.根据工程施工的实际情况，结合现场施工条件，使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构；

步骤S2.对施工过程进行模拟，包括模拟塔吊将预制楼梯吊至结构顶板、搬运车转运预制楼梯的全过程，并对桁架结构和桁架结构轨道在吊装过程的位置进行精准定位；

步骤S3.对桁架结构和起吊机构进行现场组装，并进行加载试验；

步骤S4. 对桁架结构、桁架结构轨道和起吊机构进行精确定位安装；

步骤S5. 利用塔吊吊运预制楼梯，并将预制楼梯转运至楼梯间位置结构上方固定好的两条桁架结构轨道之间的结构顶板上；

步骤S6. 利用超重装配式预制楼梯吊装装置起吊、移动预制楼梯；

步骤S7. 对预制楼梯的角度和高度进行调节；

步骤S8. 下放预制楼梯，并安装就位；

步骤S9. 在预制楼梯连接处施工。

具体的，在步骤S1中，使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构包括如下步骤：步骤S11、将原预制楼梯沿纵向平均分为两个独立的梯段，居中留设20mm施工缝，现场施工时将两个梯段拼接安装，并采用发泡聚苯乙烯棒填塞，表面使用建筑密封胶嵌缝，预制楼梯拆分之后根据相应尺寸设计吊点位置，每个拆分后的梯段上设置有四个吊点，吊点在预制楼梯生产时预埋完成；步骤S12、根据拆分后的预制楼梯自重、长度尺寸、楼梯间尺寸选择桁架结构主梁的规格型号，并根据拆分后的预制楼梯的自重及桁架结构主梁自重进行竖向支撑架的设计，桁架结构各构件、焊缝受力的安全系数需≥2，设计完成后需经钢结构工作室验算。根据预制楼梯的自重进行弯矩计算，从而确定桁架结构轨道的型号，根据预制楼梯的自重及吊装高度选择起吊机构中电动葫芦的规格；步骤S13、根据拆分后预制楼梯的自重及角度调节范围确定手动葫芦的规格，选择预制楼梯上端使用钢丝绳，下端使用手动葫芦搭配钢丝绳的方式起吊，并根据手动葫芦安装后，顶部挂钩与吊点之间的最小距离，设计两根钢丝绳的长度，以确保预制楼梯最初起吊时保持水平状态；步骤S14、根据竖向支撑架底部定向轮的高度及宽度，选择在桁架结构轨道顶部焊接槽钢轨道作为限制桁架结构移动方向的轨道；步骤S15、在桁架结构轨道上槽钢轨道的两个端部的位置处焊接竖向限位挡板；步骤S16、在桁架结构轨道沿长度方向两端及中部位置焊接轨道防倾覆结构，并通过膨胀螺栓与楼梯间位置结构固定连接。

具体的，步骤S2中，施工过程模拟具体为：依据现场结构平面布置图、屋面设备基础布置图，结构顶板预留洞图中的实际尺寸，塔吊布置图中塔吊的位置，将塔吊可用吊重的覆盖范围、桁架结构轨道、桁架结构、搬运车等器具按照相应的比例在绘制成形，模拟塔吊将预制楼梯吊至结构顶板、搬运车转运预制楼梯的全过程，对桁架结构与轨道在吊装过程的位置进行精准定位，并对整个安装过程进行可行性深入研究分析，确定方便、快捷、可行的搬运车转运路线。

具体的，步骤S3中，对桁架结构和起吊机构进行现场组装包括如下步骤：在轨道防倾覆结构的轨道背板上沿竖向和纵向各开两个孔；将竖向支撑架按照架体、横向支撑、水平支撑钢板、斜向支撑、定向轮的顺序焊接组装起来；将桁架结构主梁和竖向支撑架焊接在一起，两个竖向支撑架之间使用侧向加固方钢连接固定；将桁架结构轨道、轨道背板、防倾覆斜板、槽钢轨道、限位挡板、三角挡板斜撑依次焊接组装起来；测量定位以确定桁架结构轨道的位置，将桁架结构轨道摆放在楼梯间位置结构上，通过砂浆找平调整桁架结构轨道水平；通过膨胀螺栓和螺栓孔将桁架结构轨道与楼梯间位置结构固定连接；在桁架结构组装完成后，将电动葫芦固定在桁架结构主梁上。电动葫芦安装完成后，需首先对电动葫芦进行检查调试，包括限位开关、钢丝绳、吊钩等。在投入施工前需模拟施工环境进行加载试验：将轨道下方焊接钢板处（设计中与结构连接处）垫高，使桁架与移动轨道整体离地。将桁架结构移动至设计原定预制楼梯起吊位置，吊起质量大于预制楼梯的物体，进行多次起落，并将物体吊起后静置30min，观察整个过程中桁架结构、桁架结构轨道及电动葫芦的变化，根据试验情况进行桁架结构的加固与调整。依据优化后的搬运车转运路线，确定下方回顶区域及上方钢板铺设范围；回顶时使用盘扣架体，在搬运车移动路线下方区域内满跨搭设（搬运车移动路线所经的每一块顶板下方都需满布架体），回顶支撑设置三层。搬运车使用过程中应在移动路线上方铺设废模板，增大受力面积，防止压碎楼板。根据现场安装进度计划要求，提前在预制梯段与主体梯梁搭接位置处铺水泥砂浆找平层，找平层标高要控制准确。

具体的，步骤S4中，对桁架结构、桁架结构轨道和起吊机构进行精确定位安装包括如下步骤：定位出安装过程中桁架结构轨道的精准位置，进行桁架结构轨道的摆放；将桁架结构轨道与楼梯间位置结构使用膨胀螺栓连接起来；在楼梯间位置结构轨道定位摆放完成后，将桁架结构放入桁架结构轨道顶部的槽钢轨道内，将桁架结构沿槽钢轨道移动三个来回，确保槽钢轨道与桁架结构定向轮之间移动无阻碍，且竖向限位挡板能够起到限位效果。

具体的，步骤S5中，利用塔吊吊运预制楼梯，并将预制楼梯转运至楼梯间位置结构上方固定好的两条桁架结构轨道之间的结构顶板上包括如下步骤：步骤S51 、利用塔吊将预制楼梯段从地面上的预制楼梯材料堆场转移至结构顶板上，在塔吊吊重的允许范围内，将预制楼梯直接放在转运用的搬运车上。步骤S52 、在塔吊吊装过程中注意轻起轻放，将预制楼梯吊起地面约200mm高度进行试吊，沿转移场地至搬运车位置的直线路径移动，应先上升，后移动，避免造成碰撞，且抬高过程中，处于超重状态，待吊至规定高度时调整速率，保证预制楼梯保持平稳状态。步骤S53、根据模拟好的搬运车转运移动路线，拖拽搬运车将预制楼梯运送至楼梯间上方固定好的桁架结构轨道之间、结构顶板上。步骤S54、当搬运车所经过的区域内存在预留洞时，预留洞上方铺设20mm厚钢板，钢板下使用盘扣架体回顶。搬运车在移动过程中注意多人协作，不可蛮力拖拉，以免损坏搬运车。转运过程中需注意周围建筑物，避免搬运车或预制楼梯与其他建筑物发生碰撞，造成不可修复的损坏。

具体的，步骤S6中，利用超重装配式预制楼梯吊装装置起吊、移动预制楼梯包括如下步骤：步骤S61、利用搬运车将预制楼梯运输至两条桁架结构轨道之间的结构顶板上之后，将桁架结构沿桁架结构轨道移动至预制楼梯上方；步骤S62、起吊前检查起吊机构的吊钩情况，使吊绳受力呈绷紧状态后，检查卡环、吊绳的状态；步骤S63、在电动葫芦所搭配的吊钩上，安装手动葫芦，使用吊具固定预制楼梯吊点，搭配设计好的钢丝绳，水平缓慢起吊预制楼梯；步骤S64、等预制楼梯不再晃动时，推动桁架结构至预制楼梯楼梯间上空梯段对应安装位置，将定向轮刹车锁死，防止在预制楼梯吊装过程中，由于加速度过大导致桁架定滑轮跳出工字钢轨道；步骤S65、使用圆钢卡环将桁架结构与桁架结构轨道固定起来。

具体的，步骤S7中，对预制楼梯的角度和高度进行调节包括如下步骤：利用起吊机构将预制楼梯吊装到楼梯间上方之后，伸长手动葫芦，使预制楼梯下端下落，预制楼梯与水平面所形成的角度逐渐增大，预制楼梯水平方向的长度逐渐减小，竖直方向的长度逐渐增大，等预制楼梯水平方向的长度小于预制楼梯安装时两端楼梯梁之间的水平距离时，预制楼梯开始下放安装，如图7-8所示。

具体的，步骤S8中，预制楼梯安装下方过程中需注意保持匀速下落，避免在下落过程中多次停止、启动。预制楼梯就位之前，使用水准仪校核梯梁上水泥砂浆找平层的平整度。就位时楼梯板要从上垂直向下吊放，在作业层上空30cm左右处略作停顿，施工人员手扶楼梯板调整方向，将楼梯板的边线与梯梁上的安放位置线对准，放下时要停稳慢放，严禁快速猛放，以避免冲击力过大造成板面震折裂缝。由于楼梯拆分吊装，安装时注意两部分预制楼梯板的相对位置，既要避免相互破坏，又要保证能够完全连接。

具体的，步骤S9中，预制楼梯连接处施工包括如下步骤：在预制楼梯吊装完成后，预制楼梯与楼梯梁之间的拼缝使用PE棒进行填塞，PE棒上方使用建筑密封胶进行封堵。预制楼梯与销键连接处的销键预留洞，在预制楼梯安装完成后使用C40级CGM灌浆料进行灌浆。施工时首先要根据供应商提供的灌浆料的使用说明，安排专人定量取料、定量加水进行搅拌，搅拌好的混合料必须在30min以内注入楼梯段预留的圆孔内。灌浆材料填灌操作结束4小时内应加强养护，不得施加有害的振动、冲击等影响。现场施工时将两个梯段拼接安装后，预制梯段之间连接位置采用发泡聚苯乙烯棒填塞预制楼梯之间的接缝，楼段表面使用建筑密封胶嵌缝。

本发明通过采用塔吊将预制楼梯吊运至屋面顶板，利用搬运车将预制楼梯移动至待安装的楼梯间位置；将型钢桁架结构沿桁架结构轨道移动至预制楼梯上方，然后使用固定在桁架结构上的电动葫芦将预制楼梯吊起，移动桁架结构，将预制楼梯转移至安装位置正上方；采用手动葫芦调节预制楼梯与水平面的角度，调节电动葫芦使预制楼梯逐渐下放直至满足安装要求，整体采用从下往上的吊装顺序，最终实现了预制楼梯的安全高质量安装。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：其中，所述吊装装置包括：预制楼梯安装结构和起吊机构，其中，所述预制楼梯安装结构包括：

桁架结构轨道（4），两条所述桁架结构轨道（4）平行设置，所述桁架结构轨道（4）底部间隔设置有多个结构连接位；以及

桁架结构，所述桁架结构包括桁架结构主梁（1）和竖向支撑架（2），两个所述竖向支撑架（2）对称地设置在两条所述桁架结构轨道（4）中，并与所述桁架结构轨道（4）滑动连接，桁架结构主梁（1）设置在所述竖向支撑架（2）的顶部，所述桁架结构主梁（1）的两端分别与两个所述竖向支撑架（2）的顶部固定连接，并且所述桁架结构主梁（1）与所述桁架结构轨道（4）相垂直；

并且其中，所述起吊机构固定设置在所述桁架结构主梁（1）底部的中间位置，所述起吊机构用于起吊预制楼梯（7）或将所述预制楼梯（7）下放至指定位置；

所述预制楼梯吊装施工方法包括如下步骤：

S1.根据工程施工的实际情况，结合现场施工条件，使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构；

S2.对施工过程进行模拟，包括模拟塔吊将预制楼梯吊至结构顶板、搬运车转运预制楼梯的全过程，并对桁架结构和桁架结构轨道在吊装过程的位置进行精准定位；

S3.对所述桁架结构和起吊机构进行现场组装，并进行加载试验；

S4. 对桁架结构、桁架结构轨道和起吊机构进行精确定位安装；

S5. 利用塔吊吊运预制楼梯并转运至楼梯间位置结构上方固定好的两条桁架结构轨道之间的结构顶板上；

S6. 利用超重装配式预制楼梯吊装装置起吊、移动预制楼梯；

S7. 对预制楼梯的角度和高度进行调节；

S8. 下放所述预制楼梯，并安装就位；

S9. 对预制楼梯连接处施工，

其中，使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构，包括如下步骤：

将预制楼梯沿纵向平均分为两个独立的梯段；

根据拆分后的预制楼梯自重、长度尺寸、楼梯间尺寸选择桁架结构主梁的规格型号，并根据拆分后的预制楼梯的自重及桁架结构主梁自重进行竖向支撑架的设计，根据预制楼梯的自重进行弯矩计算，从而确定桁架结构轨道的型号，根据预制楼梯的自重及吊装高度选择起吊机构中电动葫芦的规格，根据拆分后预制楼梯的自重及角度调节范围确定手动葫芦的规格，选择预制楼梯上端使用钢丝绳，下端使用手动葫芦搭配钢丝绳的方式起吊，并根据手动葫芦安装后，顶部挂钩与吊点之间的最小距离，设计两根钢丝绳的长度，以确保预制楼梯最初起吊时保持水平状态；

根据竖向支撑架底部定向轮的高度及宽度，选择在桁架结构轨道顶部焊接槽钢轨道作为限制桁架结构移动方向的轨道；

在桁架结构轨道上槽钢轨道的两个端部的位置处焊接竖向限位挡板；

在桁架结构轨道沿长度方向两端及中部位置焊接轨道防倾覆结构，并通过膨胀螺栓与楼梯间位置结构固定连接，

其中，对所述桁架结构和起吊机构进行现场组装包括如下步骤：

在轨道防倾覆结构的轨道背板上沿竖向和纵向各开两个孔；

将竖向支撑架按照架体、横向支撑、水平支撑钢板、斜向支撑、定向轮的顺序焊接组装起来；

将桁架结构主梁和竖向支撑架焊接在一起，两个竖向支撑架之间使用侧向加固方钢连接固定；

将桁架结构轨道、轨道背板、防倾覆斜板、槽钢轨道、限位挡板、三角挡板斜撑依次焊接组装起来；

测量定位以确定桁架结构轨道的位置，将桁架结构轨道摆放在楼梯间位置结构上，通过砂浆找平调整桁架结构轨道水平；

通过膨胀螺栓和螺栓孔将桁架结构轨道与楼梯间位置结构固定连接；

在桁架结构主梁的下方安装电动葫芦；

并且其中，对桁架结构、桁架结构轨道和起吊机构进行精确定位安装包括如下步骤：

定位出安装过程中桁架结构轨道的精准位置，进行桁架结构轨道的摆放；

将桁架结构轨道与楼梯间位置结构使用膨胀螺栓连接起来；

在楼梯间位置结构轨道定位摆放完成后，将桁架结构放入桁架结构轨道顶部的槽钢轨道内，将桁架结构沿槽钢轨道移动三个来回，确保槽钢轨道与桁架结构定向轮之间移动无阻碍，且竖向限位挡板能够起到限位效果，

其中，利用超重装配式预制楼梯吊装装置起吊、移动预制楼梯包括如下步骤：

利用搬运车将预制楼梯运输至两条桁架结构轨道之间的结构顶板上之后，将桁架结构沿桁架结构轨道移动至预制楼梯上方；

起吊前检查起吊机构的吊钩情况，使吊绳受力呈绷紧状态后，检查卡环、吊绳的状态；

在电动葫芦所搭配的吊钩上，安装手动葫芦，使用吊具固定预制楼梯吊点，搭配设计好的钢丝绳，水平缓慢起吊预制楼梯；

等预制楼梯不再晃动时，推动桁架结构至预制楼梯楼梯间上空梯段对应安装位置，将定向轮刹车锁死；

使用圆钢卡环将桁架结构与桁架结构轨道固定起来；

并且其中，所述对预制楼梯的角度和高度进行调节包括如下步骤：

利用起吊机构将预制楼梯吊装到楼梯间上方之后，伸长手动葫芦，使预制楼梯下端下落，预制楼梯与水平面所形成的角度逐渐增大，预制楼梯水平方向的长度逐渐减小，竖直方向的长度逐渐增大，等预制楼梯水平方向的长度小于预制楼梯安装时两端楼梯梁之间的水平距离时，预制楼梯开始下放安装。

2.根据权利要求1所述的超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：使用BIM软件进行预制楼梯拆分深化设计，并根据拆分后预制楼梯的自重、长度尺寸和楼梯间尺寸选择预制楼梯安装结构和起吊机构，还包括如下步骤：

两个独立的梯段居中留设20mm施工缝，现场施工时将两个所述梯段拼接安装，并采用发泡聚苯乙烯棒填塞，表面使用建筑密封胶嵌缝，预制楼梯拆分之后根据相应尺寸设计吊点位置，每个拆分后的梯段上设置有四个吊点，所述吊点在预制楼梯生产时预埋完成。

3.根据权利要求2所述的超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：所述桁架结构轨道（4）的顶部设置有槽钢轨道（43），所述桁架结构轨道（4）的顶部且位于所述槽钢轨道（43）的两个端部设置有竖向限位挡板（42），所述竖向限位挡板（42）通过三角挡板斜撑（41）与所述桁架结构轨道（4）固定连接，并且两个所述竖向限位挡板（42）的内侧面与所述槽钢轨道（43）的两个端部相抵接。

4.根据权利要求3所述的超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：所述桁架结构轨道（4）沿长度方向两端及中部位置均设置有轨道防倾覆结构，所述轨道防倾覆结构包括轨道背板（45）和防倾覆斜板（46），所述轨道背板（45）为矩形钢板，所述轨道背板（45）水平设置在所述桁架结构轨道（4）底部的两侧，所述防倾覆斜板（46）竖直设置，所述防倾覆斜板（46）为直角梯形结构，所述防倾覆斜板（46）的竖直方向的直角边与所述桁架结构轨道（4）的侧面固定连接，所述防倾覆斜板（46）的水平方向的直角边与所述轨道背板（45）的上表面固定连接，所述桁架结构轨道（4）为工字型结构，所述防倾覆斜板（46）的顶部和底部分别与工字型的所述桁架结构轨道（4）的顶部内侧和底部内侧固定连接，且所述轨道背板（45）上位于防倾覆斜板（46）的两侧对称地设置有螺栓孔（47），所述桁架结构轨道（4）通过膨胀螺栓（6）和所述螺栓孔（47）与楼梯间位置结构（5）固定连接。

5.根据权利要求4所述的超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：所述起吊机构包括电动葫芦（81），所述电动葫芦（81）与所述桁架结构主梁（1）的底部固定连接，所述电动葫芦（81）的吊钩上安装有手动葫芦（82），所述手动葫芦（82）通过钢丝绳（83）与预制楼梯（7）相连接。

6.根据权利要求5所述的超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：所述竖向支撑架（2）的底部设置有定向轮（25）所述定向轮（25）设置在所述槽钢轨道（43）的内部，并能够在所述槽钢轨道（43）内定向滑动，两个所述竖向支撑架（2）之间通过两组侧向加固方钢（3）固定连接，每组所述侧向加固方钢（3）为两条倾斜设置的方钢管。

7.根据权利要求6所述的超重装配式预制楼梯吊装装置的预制楼梯吊装施工方法，其特征在于：每个所述竖向支撑架（2）包括水平支撑钢板（21）、架体（22）、横向支撑（23）和斜向支撑（24），其中所述架体（22）为三角形结构，所述架体（22）的竖向的两边框之间间隔设置有多个横向支撑（23），所述水平支撑钢板（21）水平设置在所述架体（22）的顶部，两个所述斜向支撑（24）的两端分别与所述架体（22）和所述水平支撑钢板（21）固定连接，并构成三角形结构，所述桁架结构主梁（1）与所述水平支撑钢板（21）的顶部焊接连接。