CN112627486B - 水泥预热器塔架结构爬升施工装备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水泥预热器塔架结构爬升施工装备，属于建筑施工技术领域。包括连续爬升装置、短跨梁模板支撑装置以及长跨梁模板支撑装置；所述连续爬升装置设置于所述水泥预热器塔架结构的混凝土立柱内外两侧，并与所述短跨梁模板支撑装置以及长跨梁模板支撑装置提升连接，形成一整体爬升施工装备。本发明有效解决了当前混凝土预热器结构施工工艺老旧状况下存在的施工效率低下、施工周期长、成本高、安全风险诸多等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种爬升装备，特别是一种水泥预热器塔架结构爬升施工装备，属于建筑施工技术领域。
背景技术
水泥预热器结构为水泥项目的核心工艺车间之一，受水泥生产工艺技术特点制约，该建筑整体高度达到120m，且具备层高过大，一般为12～15m，柱或者墙间梁体跨度在6～15m间不等。而当前传统预热器结构设计基本有两种结构型式，即钢结构及混凝土结构，但经对该项目整体费用进行测算，水泥预热器结构外围采用钢筋混凝土结构而内部采用钢结构型式时更为经济合理。也是当前水泥预热器结构设计选型的主要发展方向
当前无论是爬升、滑模或者其他高效施工工艺均对其有诸多不适用性，顾当前施工工艺仍停留在采用老旧施工工艺上，存在施工周期长、费用高、质量及安全风险大等诸多问题。如爬升/滑模等施工装备及工法均适合于竖向连续性构件，而对于此类具备大跨度梁体结构的框剪结构均不适用。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种水泥预热器塔架结构爬升施工装备，用以解决当前混凝土预热器结构施工工艺老旧状况下存在的施工效率低下、施工周期长、成本高、安全风险诸多等问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
水泥预热器塔架结构爬升施工装备，包括连续爬升装置、短跨梁模板支撑装置以及长跨梁模板支撑装置；所述连续爬升装置设置于所述水泥预热器塔架结构的混凝土立柱内外两侧，并与所述短跨梁模板支撑装置以及长跨梁模板支撑装置提升连接，形成一整体爬升施工装备；
所述连续爬升装置包括爬升机构及操作平台，若干爬升机构整体通过卡销固定在水泥预热器塔架混凝土立柱的支撑座上；爬升机构之间由钢框架相连，并形成操作平台，操作平台从上至下依次为布料平台、模板操作平台、爬升操作平台、拆装操作平台及下挂平台；所述爬升机构由固定座、导轨、支撑架及爬升液压装置组成，其整体通过螺栓固定在模板操作平台和爬升操作平台之间；多组所述固定座固定在导轨上，液压装置设置在导轨上，其顶部设置有所述支撑架；所述连续爬升装置顶端装有倒链葫芦，用于吊装梁底模板、短跨梁模板支撑装置以及长跨梁模板支撑装置；
所述短跨梁模板支撑装置包括可调节的短跨支撑装置和短跨调整千斤顶、支撑模板及脱模支撑装置：短跨支撑装置通过锚栓固定在混凝土立柱侧面，支撑模板为一体结构，方便吊装，其两端通过短跨调整千斤顶支撑在短跨支撑装置上，其整体高度可调，并可配合连续爬升装置上的倒链葫芦分步完成短跨梁模板支撑装置拆卸安装；所述脱模支撑装置固定在模板操作平台上；
所述长跨梁模板支撑装置包括模板桁架支撑装置、支撑调整装置、操作平台、长跨模板以及侧模支撑装置，支撑调整装置主要由支撑装置和调整千斤顶组成，所述支撑装置通过锚栓固定在墙上，所述调整千斤顶底部固定在所述支撑装置上，所述调整千斤顶顶部支撑所述模板桁架支撑装置；侧模支撑装置固定在操作平台上。
进一步地，所述布料平台、模板操作平台、爬升操作平台、拆装操作平台及下挂平台，各个平台外侧均设有防护屏障，防止意外及高空坠物。
进一步地，所述爬升机构通过液压同步系统控制，可使多台液压机构同步工作，保证连续爬升装置平稳提升。
进一步地，所述短跨梁模板支撑装置中，所述脱模支撑装置固定在模板操作平台上，由模板架、螺纹连杆、脱模滑轨及侧模板组成，模板架上支撑有侧模板，下侧支撑在脱模滑轨上，螺纹连杆支撑模板架用于调整模板的角度，脱模支撑装置整体可沿脱模滑轨移动，方便模板的拆装工作。
进一步地，所述长跨梁模板支撑装置中，所述支撑装置可调整安装高度，通过所述调整千斤顶可进行支设高度的调整及拆除，且所述操作平台为可伸缩平台；侧模支撑装置由连接底座、连杆支撑、浇筑平台及侧模模板组成，其整体通过连接底座固定在操作平台上，其中的连杆支撑为螺纹连杆，可调节侧模模板支撑角度，方便侧模模板的拆卸工作。
进一步地，所述长跨梁模板支撑装置还包括拆卸装置以及总控制箱，支撑调整装置设置在模板桁架支撑装置两端，用于支撑所述模板桁架支撑装置，所述总控制箱与所述模板桁架支撑装置、支撑调整装置以及拆卸装置电液连接，起到总体控制作用。
进一步地，所述模板桁架支撑装置主要由支撑桁架、梁底模板及操作平台一体化组成，便于整装整拆；所述操作平台包括平台板、栏杆、液压杆以及液压装置，安装和拆卸时平台板和栏杆可通过液压杆由液压装置控制升起和收起；所述支撑调整装置主要由支撑装置和调整千斤顶组成，所述支撑装置通过锚栓固定在墙上，所述调整千斤顶底部固定在所述支撑装置上，所述调整千斤顶顶部支撑所述模板桁架支撑装置；所述支撑装置可调整安装高度，通过所述调整千斤顶可进行支设高度的调整及拆除；所述拆卸装置由滑轨、滚轮、齿条、齿轮、驱动装置以及距离传感器组成，所述滚轮、齿轮、驱动装置及距离传感器均分别安装在模板垳架支撑装置两端，驱动装置驱动连接所述齿轮和滚轮，滑轨和齿条固定在支撑装置上；拆除时，调整千斤顶收缩，滚轮和齿轮下落并分别与滑轨、齿条接触，而后驱动装置可驱动齿轮使模板桁架支撑装置沿滑轨滑出，实现自动操作；所述总控制箱包括电驱动同步系统、液压控制同步系统、位置监测及关联系统，电驱动同步系统、液压控制同步系统可控制驱动装置、液压装置或调整千斤顶同步运动；所述位置监测及关联系统可同时接收距离传感器传过来的信号，实现紧急制动，防止意外。
进一步地，所述支撑桁架由上弦杆、下弦杆、竖杆、斜杆、上横杆、下横杆构成，上弦杆和下弦杆之间连接设置有竖杆和斜杆；两根上弦杆之间以及两根下弦杆之间分别设置有上横杆、下横杆；相邻竖杆之间连接设置有所述斜杆；所述液压杆一端铰接在竖杆中下部，一端铰接在所述平台板的中部，所述平台板的内端铰接设置在所述上弦杆上；所述栏杆底部与所述平台板外端铰接，所述栏杆中下部还铰接设置有一连杆，连杆另一端与所述液压杆端部在平台板位置处铰接，用于缩放控制所述栏杆。
进一步地，所述齿条设置在滑轨内侧，所述齿条与所述齿轮上下对应，所述滑轨与所述滚轮上下对应；所述距离传感器对称设置在所述滚轮两侧，并与滑轨上下对应；滚轮对称设置在所述齿轮两侧；所述滑轨和齿条向所述支撑调整装置一侧延伸。
进一步地，所述支撑装置一侧还设置有加强柱，加强柱与所述滑轨之间还分别设置有第一斜撑以及第二斜撑；所述第一斜撑两端分别与所述加强柱中部以及滑轨中部固定连接；所述第二斜撑两端分别与所述加强柱底部以及滑轨外端部固定连接，用于增强支撑力；所述第一斜撑以及第二斜撑平行设置。
相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：
1.施工效率得到本质提升，人员耗用量不足传统施工方案的30％。
2.对超高层结构，整体施工作业环境得到了大幅度改善。
3.施工周期短，与传统施工工艺相比较缩短3～4个月，并且能为后续安装工作尽早的提供工作面。
4.项目实施综合成本得以降低。
通过对水泥预热器结构专用爬升施工装备开发，即解决了当前采用的老旧施工工艺的各种弊端，同时也解决了当前相对先进装备对水泥预热器结构施工的各种不适用，从而形成了水泥行业或者类似结构的专用施工装备。
附图说明
图1为本发明水泥预热器塔架结构爬升施工装备俯视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
图4为图1的C-C剖视图；
图5为图1的D-D剖视图；
图6为图1的E-E剖视图；
图7为图1的G-G剖视图；
图8为图1的F-F剖视图；
图9为本发明的操作平台分层示意图；
图10为本发明的爬升机构示意图；
图11为本发明的短跨梁模板支撑装置示意图；
图12为本发明的脱模支撑装置示意图；
图13为本发明的侧模支撑装置示意图；
图14为本发明的短跨梁模板支撑装置示意图；
图15为图14的A1-A1剖示图；
图16为图14的B1-B1剖示图；
图17为本发明模板桁架支撑装置移出示意图；
图18为本发明拆卸装置行走驱动部分示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-18对本发明进行详细说明。
如图1-3所示，本实施例的水泥预热器塔架结构爬升施工装备，包括连续爬升装置400、短跨梁模板支撑装置200以及长跨梁模板支撑装置300。连续爬升装置400设置于水泥预热器塔架结构的混凝土立柱40内外两侧，并与短跨梁模板支撑装置200以及长跨梁模板支撑装置300提升连接，形成一整体爬升施工装备。
本实施例中，如图5-9所示，连续爬升装置400包括爬升机构401及操作平台，若干爬升机构401整体通过卡销固定在水泥预热器塔架混凝土立柱40的支撑座上。爬升机构401之间由钢框架相连，并形成操作平台，操作平台从上至下依次为布料平台404、模板操作平台405、爬升操作平台406、拆装操作平台407及下挂平台408。如图10所示，爬升机构401由固定座402、导轨403、支撑架409及爬升液压装置410组成，其整体通过螺栓固定在模板操作平台405和爬升操作平台406之间。多组所述固定座402固定在导轨403上，液压装置410设置在导轨403上，其顶部设置有所述支撑架409。连续爬升装置400顶端装有倒链葫芦，用于吊装梁底模板、短跨梁模板支撑装置200以及长跨梁模板支撑装置300。布料平台404、模板操作平台405、爬升操作平台406、拆装操作平台407及下挂平台408，各个平台外侧均设有防护屏障，防止意外及高空坠物。爬升机构401通过液压同步系统控制，可使多台液压机构同步工作，保证连续爬升装置400平稳提升。
如图11-12所示，短跨梁模板支撑装置200包括可调节的短跨支撑装置201和短跨调整千斤顶202、支撑模板203及脱模支撑装置204：短跨支撑装置201通过锚栓固定在混凝土立柱40侧面，支撑模板203为一体结构，方便吊装，其两端通过短跨调整千斤顶202支撑在短跨支撑装置201上，其整体高度可调。待完成浇筑工作后，可配合连续爬升装置400上的倒链葫芦分步完成短跨梁模板支撑装置200拆卸安装。脱模支撑装置204固定在模板操作平台405上。短跨梁模板支撑装置200中，脱模支撑装置204固定在模板操作平台405上，由模板架2031、螺纹连杆2032、脱模滑轨2033及侧模板2034组成，模板架2031上支撑有侧模板2034，下侧支撑在脱模滑轨2033上，螺纹连杆2032支撑模板架2031用于调整模板2034的角度，脱模支撑装置204整体可沿脱模滑轨2033移动，方便模板2034的拆装工作。
如图13-18所示，长跨梁模板支撑装置300包括模板桁架支撑装置、支撑调整装置、操作平台3、长跨模板301以及侧模支撑装置302，支撑调整装置主要由支撑装置5和调整千斤顶4组成，支撑装置5通过锚栓固定在墙上，调整千斤顶4底部固定在支撑装置5上，调整千斤顶4顶部支撑模板桁架支撑装置。侧模支撑装置302固定在操作平台3上。长跨梁模板支撑装置300中，支撑装置5可调整安装高度，通过调整千斤顶4可进行支设高度的调整及拆除，且操作平台3为可伸缩平台。侧模支撑装置302由连接底座3021、连杆支撑3022、浇筑平台3023及侧模模板3024组成，其整体通过连接底座3021固定在操作平台3上，其中的连杆支撑3022为螺纹连杆，可调节侧模模板3024支撑角度，方便侧模模板3024的拆卸工作。
长跨梁模板支撑装置300还包括拆卸装置以及总控制箱14，支撑调整装置设置在模板桁架支撑装置两端，用于支撑模板桁架支撑装置，总控制箱与模板桁架支撑装置、支撑调整装置以及拆卸装置电液连接，起到总体控制作用。如图1-2所示，模板桁架支撑装置主要由支撑桁架1、梁底模板2及操作平台3一体化组成，便于整装整拆。
如图15-16所示，操作平台3包括平台板31、栏杆32、液压杆11以及液压装置10，安装和拆卸时平台板和栏杆可通过液压杆11由液压装置10控制升起和收起。支撑桁架1由上弦杆101、下弦杆102、竖杆103、斜杆104、上横杆107、下横杆108构成，上弦杆101和下弦杆102之间连接设置有竖杆103和斜杆104。两根上弦杆101之间以及两根下弦杆102之间分别设置有上横杆107、下横杆108。相邻竖杆103之间连接设置有斜杆104。液压杆11一端铰接在竖杆103中下部，一端铰接在平台板31的中部，平台板31的内端铰接设置在上弦杆101上。栏杆32底部与平台板31外端铰接，栏杆32中下部还铰接设置有一连杆321，连杆321另一端与液压杆11端部在平台板31位置处铰接，用于缩放控制栏杆32。
如图15和图17所示，支撑调整装置主要由支撑装置5和调整千斤顶4组成，支撑装置5通过锚栓固定在墙上，调整千斤顶4底部固定在支撑装置5上，调整千斤顶4顶部支撑模板桁架支撑装置。支撑装置5可调整安装高度，通过调整千斤顶4可进行支设高度的调整及拆除。
如图17-18所示，拆卸装置由滑轨6、滚轮7、齿条8、齿轮9、驱动装置13以及距离传感器12组成，滚轮7、齿轮9、驱动装置13及距离传感器12均分别安装在模板垳架支撑装置两端，驱动装置13驱动连接齿轮9和滚轮7，滑轨6和齿条8固定在支撑装置5上。拆除时，调整千斤顶4收缩，滚轮7和齿轮9下落并分别与滑轨6、齿条8接触，而后驱动装置13可驱动齿轮9使模板桁架支撑装置沿滑轨6滑出，实现自动操作。本实施例中，滑轨6和齿条8向支撑调整装置一侧延伸。其中，齿条8设置在滑轨6内侧，齿条8与齿轮9上下对应，滑轨6与滚轮7上下对应。距离传感器12对称设置在滚轮7两侧，并与滑轨6上下对应。滚轮7对称设置在齿轮9两侧。支撑装置5一侧还设置有加强柱501，加强柱501与滑轨6之间还分别设置有第一斜撑502以及第二斜撑503。第一斜撑502两端分别与加强柱501中部以及滑轨6中部固定连接。第二斜撑503两端分别与加强柱501底部以及滑轨6外端部固定连接，用于增强支撑力。本实施例中，第一斜撑502以及第二斜撑503平行设置。
总控制箱14包括电驱动同步系统、液压控制同步系统、位置监测及关联系统，电驱动同步系统、液压控制同步系统可控制驱动装置13、液压装置10或调整千斤顶4同步运动。位置监测及关联系统可同时接收距离传感器12传过来的信号，实现紧急制动，防止意外。
上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。
Claims (6)
1.水泥预热器塔架结构爬升施工装备，其特征在于：包括连续爬升装置(400)、短跨梁模板支撑装置(200)以及长跨梁模板支撑装置(300)；所述连续爬升装置(400)设置于所述水泥预热器塔架结构的混凝土立柱(40)内外两侧，并与所述短跨梁模板支撑装置(200)以及长跨梁模板支撑装置(300)提升连接，形成一整体爬升施工装备；
所述连续爬升装置(400)包括爬升机构(401)及操作平台，若干爬升机构(401)整体通过卡销固定在水泥预热器塔架混凝土立柱(40)的支撑座上；爬升机构(401)之间由钢框架相连，并形成操作平台，操作平台从上至下依次为布料平台(404)、模板操作平台(405)、爬升操作平台(406)、拆装操作平台(407)及下挂平台(408)；所述爬升机构(401)由固定座(402)、导轨(403)、支撑架(409)及爬升液压装置(410)组成，其整体通过螺栓固定在模板操作平台(405)和爬升操作平台(406)之间；所述连续爬升装置(400)顶端装有倒链葫芦，用于吊装梁底模板、短跨梁模板支撑装置(200)以及长跨梁模板支撑装置(300)；
所述短跨梁模板支撑装置(200)包括可调节的短跨支撑装置(201)和短跨调整千斤顶(202)、支撑模板(203)及脱模支撑装置(204)：短跨支撑装置(201)通过锚栓固定在混凝土立柱(40)侧面，支撑模板(203)为一体结构，方便吊装，其两端通过短跨调整千斤顶(202)支撑在短跨支撑装置(201)上，其整体高度可调，并可配合连续爬升装置(400)上的倒链葫芦分步完成短跨梁模板支撑装置(200)拆卸安装；所述脱模支撑装置(204)固定在模板操作平台(405)上；
所述长跨梁模板支撑装置(300)包括模板桁架支撑装置、支撑调整装置、操作平台(3)、长跨模板(301)以及侧模支撑装置(302)，支撑调整装置主要由第一支撑装置(5)和第一调整千斤顶(4)组成，所述第一支撑装置(5)通过锚栓固定在墙上，所述第一调整千斤顶(4)底部固定在所述第一支撑装置(5)上，所述第一调整千斤顶(4)顶部支撑所述模板桁架支撑装置；侧模支撑装置(302)固定在操作平台(3)上；
所述短跨梁模板支撑装置(200)中，所述脱模支撑装置(204)固定在模板操作平台(405)上，由模板架(2031)、螺纹连杆(2032)、脱模滑轨(2033)及侧模板(2034)组成，模板架(2031)上支撑有侧模板(2034)，下侧支撑在脱模滑轨(2033)上，螺纹连杆(2032)支撑模板架(2031)用于调整侧模板(2034)的角度，脱模支撑装置(204)整体可沿脱模滑轨(2033)移动，方便侧模板(2034)的拆装工作；
所述长跨梁模板支撑装置(300)中，所述第一支撑装置(5)可调整安装高度，通过所述第一调整千斤顶(4)可进行支设高度的调整及拆除，且所述操作平台(3)为可伸缩平台；侧模支撑装置(302)由连接底座(3021)、连杆支撑(3022)、浇筑平台(3023)及侧模模板(3024)组成，其整体通过连接底座(3021)固定在操作平台(3)上，其中的连杆支撑(3022)为螺纹连杆，可调节侧模模板(3024)支撑角度，方便侧模模板(3024)的拆卸工作；
所述长跨梁模板支撑装置(300)还包括拆卸装置以及总控制箱(14)，支撑调整装置设置在模板桁架支撑装置两端，用于支撑所述模板桁架支撑装置，所述总控制箱与所述模板桁架支撑装置、支撑调整装置以及拆卸装置电液连接，起到总体控制作用；
所述模板桁架支撑装置主要由支撑桁架(1)、梁底模板(2)及操作平台(3)一体化组成，便于整装整拆；所述操作平台(3)包括平台板(31)、栏杆(32)、液压杆(11)以及液压装置(10)，安装和拆卸时平台板和栏杆可通过液压杆(11)由液压装置(10)控制升起和收起；所述支撑调整装置主要由第一支撑装置(5)和第一调整千斤顶(4)组成，所述第一支撑装置(5)通过锚栓固定在墙上，所述第一调整千斤顶(4)底部固定在所述第一支撑装置(5)上，所述第一调整千斤顶(4)顶部支撑所述模板桁架支撑装置；所述第一支撑装置(5)可调整安装高度，通过所述第一调整千斤顶(4)可进行支设高度的调整及拆除；所述拆卸装置由滑轨(6)、滚轮(7)、齿条(8)、齿轮(9)、驱动装置(13)以及距离传感器(12)组成，所述滚轮(7)、齿轮(9)、驱动装置(13)及距离传感器(12)均分别安装在模板垳架支撑装置两端，驱动装置(13)驱动连接所述齿轮(9)和滚轮(7)，滑轨(6)和齿条(8)固定在第一支撑装置(5)上；拆除时，第一调整千斤顶(4)收缩，滚轮(7)和齿轮(9)下落并分别与滑轨(6)、齿条(8)接触，而后驱动装置(13)可驱动齿轮(9)使模板桁架支撑装置沿滑轨(6)滑出，实现自动操作；所述总控制箱(14)包括电驱动同步系统、液压控制同步系统、位置监测及关联系统，电驱动同步系统、液压控制同步系统可控制驱动装置(13)、液压装置(10)或第一调整千斤顶(4)同步运动；所述位置监测及关联系统可同时接收距离传感器(12)传过来的信号，实现紧急制动，防止意外。
2.根据权利要求1所述的水泥预热器塔架结构爬升施工装备，其特征在于：所述布料平台(404)、模板操作平台(405)、爬升操作平台(406)、拆装操作平台(407)及下挂平台(408)，各个平台外侧均设有防护屏障，防止意外及高空坠物。
3.根据权利要求1所述的水泥预热器塔架结构爬升施工装备，其特征在于：所述爬升机构(401)通过液压同步系统控制，可使多台液压机构同步工作，保证连续爬升装置(400)平稳提升。
4.根据权利要求3所述的水泥预热器塔架结构爬升施工装备，其特征在于：所述支撑桁架(1)由上弦杆(101)、下弦杆(102)、竖杆(103)、斜杆(104)、上横杆(107)、下横杆(108)构成，上弦杆(101)和下弦杆(102)之间连接设置有竖杆(103)和斜杆(104)；两根上弦杆(101)之间以及两根下弦杆(102)之间分别设置有上横杆(107)、下横杆(108)；相邻竖杆(103)之间连接设置有所述斜杆(104)；所述液压杆(11)一端铰接在竖杆(103)中下部，一端铰接在所述平台板(31)的中部，所述平台板(31)的内端铰接设置在所述上弦杆(101)上；所述栏杆(32)底部与所述平台板(31)外端铰接，所述栏杆(32)中下部还铰接设置有一连杆(321)，连杆(321)另一端与所述液压杆(11)端部在平台板(31)位置处铰接，用于缩放控制所述栏杆(32)。
5.根据权利要求4所述的水泥预热器塔架结构爬升施工装备，其特征在于：所述齿条(8)设置在滑轨(6)内侧，所述齿条(8)与所述齿轮(9)上下对应，所述滑轨(6)与所述滚轮(7)上下对应；所述距离传感器(12)对称设置在所述滚轮(7)两侧，并与滑轨(6)上下对应；滚轮(7)对称设置在所述齿轮(9)两侧；所述滑轨(6)和齿条(8)向所述支撑调整装置一侧延伸。
6.根据权利要求5所述的水泥预热器塔架结构爬升施工装备，其特征在于：所述第一支撑装置(5)一侧还设置有加强柱(501)，加强柱(501)与所述滑轨(6)之间还分别设置有第一斜撑(502)以及第二斜撑(503)；所述第一斜撑(502)两端分别与所述加强柱(501)中部以及滑轨(6)中部固定连接；所述第二斜撑(503)两端分别与所述加强柱(501)底部以及滑轨(6)外端部固定连接，用于增强支撑力；所述第一斜撑(502)以及第二斜撑(503)平行设置。
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Citations (6)
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2020
- 2020-12-18 CN CN202011507654.5A patent/CN112627486B/zh active Active
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