CN112551366B - 一种提运架一体架楼机施工设备及其施工方法 - Google Patents

一种提运架一体架楼机施工设备及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提运架一体架楼机施工设备，在第一层建筑施工完成后，用于将在地面预制完成的房屋预制单元提升运输至第n层作业楼层的对应位置，n＝2,3,…,N，N为建筑的总楼层数，其特征在于，包括提运架一体架楼机、顶升设备及轨道梁。本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的提运架一体架楼机施工设备的施工方法。本发明的提运架一体架楼机施工设备及其施工方法颠覆了传统的房屋施工的方法，提高了房屋建造的效率，变高空作业施工全部为地面施工，具有良好的市场应用前景。

Description

一种提运架一体架楼机施工设备及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种提运架一体架楼机施工设备及其施工方法，用于提高房屋建造的施工效率，减少高空作业，降低施工成本。
背景技术
目前我国房屋建造的传统施工方法是一层施工完成后，在地面开始搭设脚手架，用塔吊作为起重设备，完成二层以上的施工作业。每一层施工完成后，塔吊都需要相应升高。二层以上的施工作业均是在高空完成，具有一定危险性且施工成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：传统房屋建造的所有施工作业均在高空完成。
为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种提运架一体架楼机施工设备，在第一层建筑施工完成后，用于将在地面预制完成的房屋预制单元提升运输至第n层作业楼层的对应位置，n＝2,3,…,N，N为建筑的总楼层数，其特征在于，包括提运架一体架楼机、顶升设备及轨道梁，其中：
顶升设备顶面及已完成施工的房屋预制单元的顶面设有轨道梁，提运架一体架楼机架设在顶升设备上；
顶升设备用于将提运架一体架楼机顶升至目标作业楼层；顶升设备的状态在打开状态与闭合状态之间变换：当顶升设备处于打开状态时，在地面预制完成的房屋预制单元连接在提运架一体架楼机上后，由提运架一体架楼机将房屋预制单元通过处于打开状态的顶升设备后提升至与目标作业楼层相当的高度；当顶升设备处于闭合状态时，悬吊有房屋预制单元的提运架一体架楼机沿顶升设备顶面的轨道梁运行至目标作业楼层的预定位置后，将房屋预制单元落放至目标位置。
优选地，所述顶升设备包括顶升平台，顶升平台的状态可在打开状态与闭合状态之间变换，所述轨道梁设于顶升平台的顶面，所述提运架一体架楼机架设在顶升平台上，在顶升平台的前部及后部分别设有前立柱及后立柱，由设于前立柱及后立柱上的前顶升设备及后顶升设备驱动顶升平台沿前立柱及后立柱上下移动。
优选地，所述顶升平台包括前固定段、翻转段及后固定段，前固定段及后固定段分别在所述前顶升设备及所述后顶升设备驱动下沿所述前立柱及所述后立柱上下移动；
当所述顶升平台处于所述闭合状态时，翻转段的前后两端分别通过可拆卸的连接销轴与前固定段及后固定段连接固定；翻转段与前固定段或后固定段之间还连接有一铰接结构及一翻转油缸，当所述顶升平台由所述闭合状态向所述打开状态变化时，连接销轴拆卸后的翻转段在翻转油缸驱动下绕铰接结构的铰接轴向下翻转直至在前固定段与后固定段之间形成容许所述房屋预制单元通过的通道；当所述顶升平台由所述打开状态向所述闭合状态变化时，翻转段在翻转油缸驱动下绕铰接结构的铰接轴向上翻转直至与前固定段及后固定段对接。
优选地，所述提运架一体架楼机包括主框架，主框架的前端设有可伸缩的前支腿，当架设建筑端部的所述房屋预制单元时，前支腿伸长至支撑在位于建筑端部外的端部支架上，当架设除建筑端部的所述房屋预制单元外的其他所述房屋预制单元时，前支腿收缩至支撑在已完成架设的所述房屋预制单元的承载立柱上；主框架的中部设有中支腿，主框架的后端设有后支腿；中支腿及后支腿分别通过底部的下行走机构架设在所述前固定段及所述后固定段上，前支腿及后支腿为U形结构且中支腿为O形结构，以方便所述房屋预制单元通过；
起升机构通过设于底部的上行走机构架设在主框架顶面，所述房屋预制单元通过吊具与起升机构连接固定，由起升机构带动所述房屋预制单元上升、下降；
下行走机构带动主框架、上行走机构、起升机构及所述房屋预制单元沿所述顶升设备及已施工完成的建筑楼板移动；
上行走机构带动所述房屋预制单元沿主框架移动。
优选地，所述前支腿包括呈U形布置的两个支腿立柱及上横梁，两个支腿立柱分别位于上横梁的左右两侧，每个支腿立柱上设有一列位于不同高度的销轴孔，可拆卸的销轴一穿过目标高度的销轴孔后将支腿立柱与上横梁连接固定；上横梁上设有油缸，油缸驱动连接其上的导向框上升、下降，导向框的左右两端通过可拆卸的销轴二分别与两个支腿立柱连接固定，且可拆卸的销轴二与支腿立柱上目标高度的销轴孔相配合。
优选地，所述轨道梁包括设置于所述顶升平台顶面左、右两侧的H型钢，每根H型钢的顶面设有轨道方钢、底面与所述顶升平台之间设有垫板。
优选地，在所述顶升设备的底部设有滑移机构，从一幢建筑转移到另一幢建筑施工时，通过滑移机构将所述顶升设备及所述提运架一体架楼机一起滑移到施工位置。
本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的提运架一体架楼机施工设备的其施工方法，其特征在于，在完成建筑第一层施工后，自第二层开始采用以下方法进行施工，设待施工的楼层为第n层，n＝2,3,…,N，N为建筑的总楼层数，则有：
步骤1、顶升设备将提运架一体架楼机顶升至第n层楼层相当的高度；
步骤2、在地面预制完成第n层楼层的第一个房屋预制单元；
步骤3、当前房屋预制单元通过吊具与提运架一体架楼机的起升机构连接固定；
步骤4、拆除顶升设备的翻转段与前固定段或后固定段之间的连接销轴，随后翻转段在翻转油缸驱动下绕铰接结构的铰接轴向下翻转直至在前固定段与后固定段之间形成容许所述房屋预制单元通过的通道，顶升设备的状态变换至打开状态；
步骤5、起升机构将当前的房屋预制单元向上提升，房屋预制单元通过处于打开状态的顶升设备后被提升至与第n层楼层相当的高度；
步骤6、翻转段在翻转油缸驱动下绕铰接结构的铰接轴向上翻转直至与前固定段及后固定段对接，随后利用连接销轴将翻转段与前固定段及后固定段连接固定；
步骤7、若当前房屋预制单元为第n层楼层的第一个房屋预制单元，则进入步骤8，否则，进入步骤9；
步骤8、提运架一体架楼机在下行走机构的带动下从初始位置沿顶升设备顶面的轨道梁运行至其前支腿位于端部支架的上方，前支腿下降至支撑在端部支架上，进入步骤10；
步骤9、提运架一体架楼机在下行走机构的带动下沿顶升设备顶面的轨道梁运行至其前支腿第n层楼层已安装的最近的房屋预制单元的承载立柱的上方，前支腿下降至支撑在该承载立柱上，进入步骤10；
步骤10、上行走机构带动当前房屋预制单元沿主框架移动至目标位置后，由起升机构将当前的房屋预制单元落放至目标位置，完成当前房屋预制单元的安装，进入步骤11；
步骤11、前支腿上升至与端部支架或承载立柱脱离后，提运架一体架楼机在下行走机构的带动下回到初始位置，进入步骤12；
步骤12、在地面预制完成下一个房屋预制单元后，返回步骤3，直至完成第n层楼层的施工。
本领域技术人员采用本发明提供的一种提运架一体架楼机施工设备及其施工方法后：所有的房屋预制单元均在地面的预制场地进行预制，不需要高空作业，施工人员作业安全、效率高；不需要辅助起重设备，降低施工成本；提运架一体架楼机的中支腿及后支腿的行走机构可以90度转向，提运架一体架楼机可以走行到一层楼房的任意位置；中支腿为O形结构，房屋预制单元可以穿过中支腿到达主框架的前跨；提运架一体架楼机在提升房屋预制单元时，顶升平台的中间部位可向下翻转，提升房屋预制单元在顶升平台高度以上时，顶升平台的中间部位向上翻转，与端部的固定段可靠连接，作为提运架一体架楼机走行时的轨道梁。顶升设备下部设计有滑移机构，在一个楼群中施工时，从一幢建筑转移到另一幢建筑施工时，只需要将顶升设备及顶升平台上的架楼机一起滑移到施工位置即可。
本发明的提运架一体架楼机施工设备及其施工方法颠覆了传统的房屋施工的方法，提高了房屋建造的效率，变高空作业施工全部为地面施工，具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的提运架一体架楼机施工设备的主视图；
图2为提运架一体架楼机的中支腿断面图；
图3为提运架一体架楼机的前支腿支撑断面图；
图4为提运架一体架楼机的前支腿脱空断面图；
图5为提运架一体架楼机的后支腿断面图；
图6为顶升平台闭合断面图；
图7为顶升平台向下翻转断面图；
图8及图9为轨道梁示意图；
图10为端部单元架设示意图；
图11为其他单元架设示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供的一种提运架一体架楼机施工设备包括提运架一体架楼机1、顶升设备2及轨道梁3。
在第一层建筑施工完成后，从第二层开始，由顶升设备2将提运架一体架楼机1顶升至待施工的目标楼层高度。结合图6及图7，顶升设备包括顶升平台201，轨道梁3位于顶升平台201的顶面，提运架一体架楼机1架设在顶升平台201上。在顶升平台201的前部及后部分别设有前立柱202-1及后立柱202-2，由设于前立柱202-1及后立柱202-2上的前顶升设备203-1及后顶升设备203-2驱动顶升平台201沿前立柱202-1及后立柱202-2上下移动，从而实现将提运架一体架楼机1顶升至待施工的目标楼层高度。
顶升平台201包括前固定段201-1、翻转段201-5及后固定段201-6。前固定段201-1及后固定段201-6分别在前顶升设备203-1及后顶升设备203-2驱动下沿前立柱202-1及后立柱202-2上、下移动。翻转段201-5与前固定段201-1之间连接有一铰接结构及一翻转油缸210-4。当顶升平台201闭合时，翻转段201-5的前后两端分别通过可拆卸的连接销轴201-2与前固定段201-1及后固定段201-6连接固定。当顶升平台201需要打开时，拆除连接销轴201-2，随后翻转段201-5在翻转油缸210-4驱动下绕铰接结构的铰接轴201-3向下翻转直至在前固定段201-1与后固定段201-6之间形成容许房屋预制单元4通过的通道，此时，房屋预制单元4可以顺利通过顶升平台201。当需要将打开的顶升平台201闭合时，翻转段201-5在翻转油缸210-4驱动下绕铰接结构的铰接轴201-3向上翻转直至与前固定段201-1及后固定段201-6对接，随后再安装上连接销轴201-2，使翻转段201-5与前固定段201-1及后固定段201-6连接固定。
提运架一体架楼机1包括主框架101，主框架101的前端设有可伸长、收缩的前支腿102。结合图3及图4，前支腿102为U形结构，包括呈U形布置的两个支腿立柱102-1及上横梁102-2。两个支腿立柱102-1分别位于上横梁102-2的左、右两侧。每个支腿立柱102-1上设有一列位于不同高度的销轴孔。可拆卸的销轴一102-5穿过目标高度的销轴孔后将支腿立柱102-1与上横梁102-2连接固定。上横梁102-2上设有油缸102-4，油缸102-4驱动连接其上的导向框102-3上升、下降。导向框102-3的左、右两端通过可拆卸的销轴二102-6分别与两个支腿立柱102-1连接固定，且可拆卸的销轴二102-6与支腿立柱102-1上目标高度的销轴孔相配合。如图3所示，前支腿102需要伸长时，先将支腿立柱102-1与上横梁102-2通过销轴一102-5连接固定，并拆除支腿立柱102-1与导向框102-3的销轴二102-6。随后油缸102-4伸长，带动导向框102-3向下移动。拆除支腿立柱102-1与上横梁102-2的销轴一102-5，并安装支腿立柱102-1与导向框102-3的销轴二102-6。如图4所示，前支腿102需要收缩时，先将支腿立柱102-1与上横梁102-2通过销轴一102-5连接固定，并拆除支腿立柱102-1与导向框102-3的销轴二102-6。随后油缸102-4收缩，带动导向框102-3向上移动。拆除支腿立柱102-1与上横梁102-2的销轴一102-5，并安装支腿立柱102-1与导向框102-3的销轴二102-6。
主框架101的中部设有中支腿103，主框架101的后端设有后支腿104。中支腿103及后支腿104分别通过底部的下行走机构110架设在前固定段201-1及后固定段201-6上。下行走机构110可以90度转向，使得提运架一体架楼机1可以走行到一层建筑的任意位置。下行走机构110带动主框架101、上行走机构107、起升机构105及房屋预制单元4沿顶升设备2及已施工完成的建筑楼板移动。如图2所示，中支腿103为O形结构。如图5所示，后支腿104为U形结构。使得起升机构105及房屋预制单元4可以穿过中支腿103到达主框架101的前跨。
起升机构105通过设于底部的上行走机构107架设在主框架101顶面，房屋预制单元4通过吊具106与起升机构105连接固定，由起升机构105带动所述房屋预制单元4上升、下降。本实施例中，起升机构105包括液压系统108，由液压系统108驱动绳索，使得悬吊在绳索上的房屋预制单元4上升、下降。上行走机构107带动房屋预制单元4沿主框架101移动。
提运架一体架楼机1走行时，在已完成施工的房屋预制单元4的顶面铺设轨道梁3，轨道梁3支撑在房屋预制单元4的主要承载立柱上，已完成施工的房屋预制单元4能够承受架楼机施工时的荷载。结合图8及图9，轨道梁3由轨道方钢301、H型钢302、垫板303组成。轨道方钢301作为下行走机构110走行时的轨道。轨道梁下方设计有垫板303，确保轨道梁3支撑在房屋预制单元4的主要承载立柱上。
顶升设备2下部设计有滑移机构，在一个楼群中施工时，从一幢建筑转移到另一幢建筑施工时，只需要将顶升设备2及顶升设备2上的提运架一体架楼机1一起滑移到施工位置即可。
所有的房屋预制单元4均在地面的预制场地进行预制，不需要高空作业。房屋预制单元4在一层地面整体预制完成后运输到提运架一体架楼机1的提升位置，并通过吊具106与起升机构105连接固定。顶升平台201的翻转段201-5向下翻转到位后，提运架一体架楼机1的起升机构105提升房屋预制单元4。房屋预制单元4提升到顶升平台201以上高度时，顶升平台201的翻转段201-5向上翻转。提运架一体架楼机1沿顶升平台201以及已经施工完成的房屋预制单元4前行到当前房屋预制单元4的安装位置。若当前房屋预制单元4为端部单元时，如图10所示，前支腿102伸长至支撑到端部支架109上。若当前房屋预制单元4不是端部单元时，如图11所示，前支腿102伸长至支撑到当前楼层已经架设完成的房屋预制单元4的主支撑立柱上。起升机构105前行至前跨后，落放房屋预制单元4。随后，起升机构105走行到后跨，前支腿102收缩，使其与端部支架109或主支撑立柱脱空，提运架一体架楼机1后退到顶升平台201上。一层建筑的所有预制单元4提升完毕后，顶升平台201再将提运架一体架楼机1顶升一层楼房高度，开始下一层楼房的施工。

Claims (3)

1.一种提运架一体架楼机施工设备，在第一层建筑施工完成后，用于将在地面预制完成的房屋预制单元提升运输至第n层作业楼层的对应位置，n＝2,3,…,N，N为建筑的总楼层数，其特征在于，包括提运架一体架楼机(1)、顶升设备(2)及轨道梁(3)，其中：
顶升设备(2)顶面及已完成施工的房屋预制单元(4)的顶面设有轨道梁(3)，提运架一体架楼机(1)架设在顶升设备(2)上；
顶升设备(2)用于将提运架一体架楼机(1)顶升至目标作业楼层；顶升设备(2)的状态在打开状态与闭合状态之间变换：当顶升设备(2)处于打开状态时，在地面预制完成的房屋预制单元(4)连接在提运架一体架楼机(1)上后，由提运架一体架楼机(1)将房屋预制单元(4)通过处于打开状态的顶升设备后提升至与目标作业楼层相当的高度；当顶升设备(2)处于闭合状态时，悬吊有房屋预制单元(4)的提运架一体架楼机(1)沿顶升设备(2)顶面的轨道梁(3)运行至目标作业楼层的预定位置后，将房屋预制单元(4)落放至目标位置；
所述顶升设备包括顶升平台(201)，顶升平台(201)的状态可在打开状态与闭合状态之间变换，所述轨道梁(3)设于顶升平台(201)的顶面，所述提运架一体架楼机(1)架设在顶升平台(201)上，在顶升平台(201)的前部及后部分别设有前立柱(202-1)及后立柱(202-2)，由设于前立柱(202-1)及后立柱(202-2)上的前顶升设备(203-1)及后顶升设备(203-2)驱动顶升平台(201)沿前立柱(202-1)及后立柱(202-2)上下移动；
所述顶升平台(201)包括前固定段(201-1)、翻转段(201-5)及后固定段(201-6)，前固定段(201-1)及后固定段(201-6)分别在所述前顶升设备(203-1)及所述后顶升设备(203-2)驱动下沿所述前立柱(202-1)及所述后立柱(202-2)上下移动；
当所述顶升平台(201)处于所述闭合状态时，翻转段(201-5)的前后两端分别通过可拆卸的连接销轴(201-2)与前固定段(201-1)及后固定段(201-6)连接固定；翻转段(201-5)与前固定段(201-1)或后固定段(201-6)之间还连接有一铰接结构及一翻转油缸(210-4)，当所述顶升平台(201)由所述闭合状态向所述打开状态变化时，连接销轴(201-2)拆卸后的翻转段(201-5)在翻转油缸(210-4)驱动下绕铰接结构的铰接轴(201-3)向下翻转直至在前固定段(201-1)与后固定段(201-6)之间形成容许所述房屋预制单元(4)通过的通道；当所述顶升平台(201)由所述打开状态向所述闭合状态变化时，翻转段(201-5)在翻转油缸(210-4)驱动下绕铰接结构的铰接轴(201-3)向上翻转直至与前固定段(201-1)及后固定段(201-6)对接；
所述提运架一体架楼机(1)包括主框架(101)，主框架(101)的前端设有可伸缩的前支腿(102)，当架设建筑端部的所述房屋预制单元(4)时，前支腿(102)伸长至支撑在位于建筑端部外的端部支架(109)上，当架设除建筑端部的所述房屋预制单元(4)外的其他所述房屋预制单元(4)时，前支腿(102)收缩至支撑在已完成架设的所述房屋预制单元(4)的承载立柱上；主框架(101)的中部设有中支腿(103)，主框架(101)的后端设有后支腿(104)；中支腿(103)及后支腿(104)分别通过底部的下行走机构(110)架设在所述前固定段(201-1)及所述后固定段(201-6)上，前支腿(102)及后支腿(104)为U形结构且中支腿(103)为O形结构，以方便所述房屋预制单元(4)通过；
起升机构(105)通过设于底部的上行走机构(107)架设在主框架(101)顶面，所述房屋预制单元(4)通过吊具(106)与起升机构(105)连接固定，由起升机构(105)带动所述房屋预制单元(4)上升、下降；
下行走机构(110)带动主框架(101)、上行走机构(107)、起升机构(105)及所述房屋预制单元(4)沿所述顶升设备(2)及已施工完成的建筑楼板移动；
上行走机构(107)带动所述房屋预制单元(4)沿主框架(101)移动；
所述前支腿(102)包括呈U形布置的两个支腿立柱(102-1)及上横梁(102-2)，两个支腿立柱(102-1)分别位于上横梁(102-2)的左右两侧，每个支腿立柱(102-1)上设有一列位于不同高度的销轴孔，可拆卸的销轴一(102-5)穿过目标高度的销轴孔后将支腿立柱(102-1)与上横梁(102-2)连接固定；上横梁(102-2)上设有油缸(102-4)，油缸(102-4)驱动连接其上的导向框(102-3)上升、下降，导向框(102-3)的左右两端通过可拆卸的销轴二(102-6)分别与两个支腿立柱(102-1)连接固定，且可拆卸的销轴二(102-6)与支腿立柱(102-1)上目标高度的销轴孔相配合；
在完成建筑第一层施工后，自第二层开始采用以下方法进行施工，设待施工的楼层为第n层，n＝2,3,…,N，N为建筑的总楼层数，则有：
步骤1、顶升设备(2)将提运架一体架楼机(1)顶升至第n层楼层相当的高度；
步骤2、在地面预制完成第n层楼层的第一个房屋预制单元(4)；
步骤3、当前房屋预制单元(4)通过吊具(106)与提运架一体架楼机(1)的起升机构(105)连接固定；
步骤4、拆除顶升设备(2)的翻转段(201-5)与前固定段(201-1)或后固定段(201-6)之间的连接销轴(201-2)，随后翻转段(201-5)在翻转油缸(210-4)驱动下绕铰接结构的铰接轴(201-3)向下翻转直至在前固定段(201-1)与后固定段(201-6)之间形成容许所述房屋预制单元(4)通过的通道，顶升设备(2)的状态变换至打开状态；
步骤5、起升机构(105)将当前的房屋预制单元(4)向上提升，房屋预制单元(4)通过处于打开状态的顶升设备(2)后被提升至与第n层楼层相当的高度；
步骤6、翻转段(201-5)在翻转油缸(210-4)驱动下绕铰接结构的铰接轴(201-3)向上翻转直至与前固定段(201-1)及后固定段(201-6)对接，随后利用连接销轴(201-2)将翻转段(201-5)与前固定段(201-1)及后固定段(201-6)连接固定；
步骤7、若当前房屋预制单元(4)为第n层楼层的第一个房屋预制单元(4)，则进入步骤8，否则，进入步骤9；
步骤8、提运架一体架楼机(1)在下行走机构(110)的带动下从初始位置沿顶升设备(2)顶面的轨道梁(3)运行至其前支腿(102)位于端部支架(109)的上方，前支腿(102)下降至支撑在端部支架(109)上，进入步骤10；
步骤9、提运架一体架楼机(1)在下行走机构(110)的带动下沿顶升设备(2)顶面的轨道梁(3)运行至其前支腿(102)第n层楼层已安装的最近的房屋预制单元(4)的承载立柱的上方，前支腿(102)下降至支撑在该承载立柱上，进入步骤10；
步骤10、上行走机构(107)带动当前房屋预制单元(4)沿主框架(101)移动至目标位置后，由起升机构(105)将当前的房屋预制单元(4)落放至目标位置，完成当前房屋预制单元(4)的安装，进入步骤11；
步骤11、前支腿(102)上升至与端部支架(109)或承载立柱脱离后，提运架一体架楼机(1)在下行走机构(110)的带动下回到初始位置，进入步骤12；
步骤12、在地面预制完成下一个房屋预制单元(4)后，返回步骤3，直至完成第n层楼层的施工。
2.如权利要求1所述的一种提运架一体架楼机施工设备，其特征在于，所述轨道梁(3)包括设置于所述顶升平台(201)顶面左、右两侧的H型钢(302)，每根H型钢(302)的顶面设有轨道方钢(301)、底面与所述顶升平台(201)之间设有垫板(303)。
3.如权利要求1所述的一种提运架一体架楼机施工设备，其特征在于，在所述顶升设备(2)的底部设有滑移机构，从一幢建筑转移到另一幢建筑施工时，通过滑移机构将所述顶升设备(2)及所述提运架一体架楼机(1)一起滑移到施工位置。
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