CN113073839A - 一种重载自爬施工装置及其爬升方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重载自爬施工装置及其爬升方法，能够实现塔柱和支撑架的互爬，避免频繁倒运支承梁的问题。该施工装置包括支撑架、塔柱、顶升系统。顶升系统包括第一顶升承重梁和第二顶升承重梁，以及用于调节第一顶升承重梁和第二顶升承重梁之间距离大小的驱动装置，第一顶升承重梁设置有第一调节机构，第二顶升承重梁设置有第二调节机构；支撑架与第二顶升承重梁固连，且能够与建筑结构可拆卸连接；塔柱沿竖直方向设置有多个梯档；第一调节机构处于第一工作状态时可与梯档卡接，第一调节机构处于第二工作状态时与梯档脱离；第二调节机构处于第三工作状态时可与梯档卡接，第二调节机构处于第四工作状态时与梯档脱离。

Description

一种重载自爬施工装置及其爬升方法

本申请要求于2021年3月4日提交中国专利局、申请号为202110238609.2、发明名称为“一种重载自爬施工装置及其爬升方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及高空作业技术领域，特别涉及一种重载自爬施工装置及其爬升方法。

背景技术

随着社会的高速发展，在建筑施工领域，尤其在超高层、桥梁H型塔、大坝等施工过程中，新工艺、新设备的逐渐增多，对施工要求也逐渐提高，为满足施工需求，越来越多的施工现场开始使用自爬模、顶模、自爬塔吊等设备，解决结构高、塔吊任务重、人工成本高、倒用量大的问题。但依然存在不少问题。

例如，在超高层、桥梁H型塔、大坝等施工过程中液压自爬模的使用已经非常成熟，液压自爬模在施工和爬升工况下，至少保证2层挂座附着，1层挂座倒用，但挂座需通过人工倒运，比较麻烦，且有安全隐患。液压自爬模的动力系统也需人工倒运至下一层，周转使用，其顶升力不会太大，一般在20T以下，为保证顶升安全，实现整体提升，设置机位较多，控制难度大，安全隐患多。

此外，在超高层施工中，也越来越多的开始使用自爬塔吊等技术，一般内爬塔吊运用比较广泛，是一种安装在建筑物内部电梯井、楼梯间里的塔机，或经改造也可用作内爬塔。在爬升过程中需要支撑梁在空中解体，向预定楼层倒运、安装，从而实现塔吊的爬升，在倒运的过程中需要使用其他塔吊配合吊运，从而降低了塔吊利用率和施工效率，整体上常规的倒运爬升存在安全隐患大、效率低、质量控制难度大等缺点。而且，在现有的施工过程中，自爬升塔吊支承梁倒运不及时，存在施工过程中塔吊自由悬臂高度过高，塔身高度较大，抗风能力较低的问题，经济、安全性差；大多自爬升塔吊存在多层进行一次爬升，爬升周期较长，施工效率较低，影响施工进度。

因此，如何避免施工过程中频繁倒运支承梁，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种重载自爬施工装置及其爬升方法，能够实现塔柱和支撑架的互爬，避免施工过程中频繁倒运支承梁的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种重载自爬施工装置，包括支撑架、塔柱、顶升系统，其中：

所述顶升系统包括第一顶升承重梁和第二顶升承重梁，以及用于调节所述第一顶升承重梁和所述第二顶升承重梁之间距离大小的驱动装置，所述第一顶升承重梁设置有第一调节机构，所述第二顶升承重梁设置有第二调节机构；

所述支撑架与所述第二顶升承重梁固连，且能够与建筑结构可拆卸连接；

所述塔柱沿竖直方向设置有多个梯档；

所述第一调节机构处于第一工作状态时可与所述梯档卡接，所述第一调节机构处于第二工作状态时与所述梯档脱离；

所述第二调节机构处于第三工作状态时可与所述梯档卡接，所述第二调节机构处于第四工作状态时与所述梯档脱离。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述驱动装置为液压缸。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述塔柱包括彼此平行的第一立柱和第二立柱，所述第一立柱和所述第二立柱构成供所述顶升系统爬升的直线轨道，且分别沿轴向设置有多个所述梯档。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述第一调节机构和所述第二调节机构统称为调节机构，所述调节机构包括用于与所述梯档卡接的承重换向舌和用于调节所述承重换向舌的工作状态的操作机构。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述支撑架包括第一支撑梁、第二支撑梁、承重伸缩梁和支撑伸缩梁，其中：

所述承重伸缩梁的一端设置有用于与建筑结构可拆卸连接的埋件系统，另一端与所述第一支撑梁滑动连接；

所述支撑伸缩梁的一端设置有用于与建筑结构抵接或可拆卸连接的调节撑杆，另一端与所述第二支撑梁滑动连接。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述第二支撑梁沿轴向设置有多个与销轴适配的调节孔，以通过销轴固定所述支撑伸缩梁，且令所述支撑伸缩梁伸出所述第二支撑梁外的长度可调。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述调节撑杆包括与所述支撑伸缩梁连接的撑杆本体，以及与所述撑杆本体同轴且螺纹连接的调节端。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，还包括调节螺杆和/或调节斜杆，其中：

所述埋件系统包括与所述承重伸缩梁连接的埋件挂座，以及设置在所述埋件挂座上的埋件本体，所述调节螺杆的两端分别与所述埋件挂座、所述第一支撑梁连接；

所述调节斜杆的一端通过第一连接件与所述第二支撑梁铰接，所述调节斜杆的另一端通过第二连接件与所述埋件挂座和/或所述承重伸缩梁铰接，其中，所述调节斜杆与所述第一连接件的连接处为滑动连接，或者，所述调节斜杆与所述第二连接件的连接处为滑动连接。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，还包括操作平台，所述操作平台与所述支撑架固连。

可选地，在上述重载自爬施工装置中，所述塔柱沿轴向设置有至少两个支撑架，除了位于最下方的所述支撑架外，其余的所述支撑架上分别设置有所述顶升系统。

一种重载施工装置爬升方法，所述重载施工装置为上文中所述的重载自爬施工装置，所述重载施工装置爬升方法包括如下步骤：

步骤S101：所述顶升系统中的所述第二调节机构处于第三工作状态，以令所述第二顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档卡接；所述顶升系统中的所述第一调节机构处于第二工作状态，以令所述第一顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档脱离；

步骤S102：通过所述驱动装置令所述第一顶升承重梁相对塔柱爬升预设距离后，调节所述第一调节机构处于第一工作状态，以令所述第一顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档卡接；

步骤S103：调节所述第二调节机构处于第四工作状态，以令所述第二顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档脱离；

步骤S104：通过所述驱动装置令所述第二顶升承重梁带着所述支撑架相对塔柱爬升预设距离。

一种重载施工装置爬升方法，所述重载施工装置为上文中所述的重载自爬施工装置，所述重载施工装置爬升方法包括如下步骤：

步骤S201：所述顶升系统中的所述第一调节机构处于第一工作状态，以令所述第一顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档卡接；所述顶升系统中的所述第二调节机构处于第四工作状态，以令所述第二顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档脱离；

步骤S201：通过所述驱动装置令所述第一顶升承重梁带着所述塔柱相对所述支撑架爬升预设距离后，调节所述第二调节机构处于第三工作状态，以令所述第二顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档卡接；

步骤S203：调节所述第一调节机构处于第二工作状态，以令所述第一顶升承重梁与所述塔柱中的所述梯档脱离；

步骤S204：通过所述驱动装置令所述第一顶升承重梁下降预设距离。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的重载自爬施工装置及其爬升方法，能够实现塔柱和支撑架的互爬，从而带动支承梁一起爬升，避免现行自爬塔吊施工过程中频繁倒运支承梁的问题，爬升过程安全、高效。此外，本发明也可根据实际情况，通过调整支撑架和顶升系统的数量，实现支撑架和塔柱的互相爬升，可以降低塔柱自由悬臂高度，提高抗风能力，同时也可节约塔柱的投入量，安全、经济。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一具体实施例提供的重载自爬施工装置在建筑结构上的安装结构图；

图2为本发明第一具体实施例提供的重载自爬施工装置的轴测图；

图3为本发明第一具体实施例提供的支撑架的轴测图；

图4为本发明第一具体实施例提供的塔柱的局部结构轴测图；

图5为本发明第一具体实施例提供的顶升系统的轴测图；

图6为本发明第一具体实施例提供的埋件挂座的轴测图；

图7为本发明第一具体实施例提供的支撑架爬升原理图(即支撑架提升原理图)；

图8为本发明第一具体实施例提供的塔柱爬升原理图(即塔柱顶升原理图)；

图9为本发明第二具体实施例提供的塔柱顶升运用示意图(一个塔柱配置两个支撑架)；

图10为本发明第三具体实施例提供的塔柱顶升运用示意图(一个塔柱配置三个支撑架)；

图11为本发明第四具体实施例提供的塔柱顶升运用示意图(一个塔柱配置四个支撑架)。

具体实施方式

本发明公开了一种重载自爬施工装置及其爬升方法，能够实现塔柱和支撑架的互爬，避免施工过程中频繁倒运支承梁的问题。本文中的“互爬”是指：在一种情况下，塔柱固定不动，支撑架相对塔柱做爬升运动；在另一种情况下，支撑架固定不动，塔柱相对该支撑架做爬升运动。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

第一具体实施例

请参阅图1至图8，本发明第一具体实施例提供了一种重载自爬施工装置，可简称为施工装置。在施工场景中，可根据建筑结构形式及受力状态布置单个或多个施工装置，每个施工装置中至少设置有一个塔柱2、一个支撑架1、一个顶升系统3。本发明第一具体实施例以一个塔柱2配置一个支撑架1和一个顶升系统3为例，进行举例说明。

本发明第一具体实施例提供的重载自爬施工装置，包括支撑架1、塔柱2、顶升系统3。其中：

顶升系统3包括第一顶升承重梁3-1和第二顶升承重梁3-2，以及用于调节第一顶升承重梁3-1和第二顶升承重梁3-2之间距离大小的驱动装置3-3，第一顶升承重梁3-1设置有第一调节机构，第二顶升承重梁3-2设置有第二调节机构；

支撑架1是该施工装置的主要承重构件，与第二顶升承重梁3-2固连，且能够通过埋件系统与建筑结构可拆卸连接；

塔柱2为支撑架1和顶升系统3在竖直高度上爬升的直线轨道，塔柱2沿竖直方向设置有多个梯档2-1；

第一调节机构处于第一工作状态时可与梯档2-1卡接，以通过驱动装置3-3和第一顶升承重梁3-1令塔柱2做爬升运动；第一调节机构处于第二工作状态时与梯档2-1脱离，以令第一顶升承重梁3-1可相对塔柱2做爬升运动；

第二调节机构处于第三工作状态时可与梯档2-1卡接，以令支撑架1和塔柱2之间实现竖向限位连接；第二调节机构处于第四工作状态时与梯档2-1脱离，以令第二顶升承重梁3-2和支撑架1可相对塔柱2做爬升运动。

在施工过程中，当上述重载施工装置中的支撑架1相对塔柱2做爬升运动时，其爬升过程所采用的爬升方法如下(该过程中，塔柱2通过其它的支撑架或其它装置固定不动)：

一种适用于上述重载施工装置的重载施工装置爬升方法，其包括如下步骤：

步骤S101：顶升系统3中的第二调节机构处于第三工作状态，以令第二顶升承重梁3-2与塔柱2中的梯档2-1卡接；顶升系统3中的第一调节机构处于第二工作状态，以令第一顶升承重梁3-1与塔柱2中的梯档2-1脱离；

步骤S102：通过驱动装置3-3令第一顶升承重梁3-1相对塔柱2爬升预设距离后，调节第一调节机构处于第一工作状态，以令第一顶升承重梁3-1与塔柱2中的梯档2-1卡接；

步骤S103：调节第二调节机构处于第四工作状态，以令第二顶升承重梁3-2与塔柱2中的梯档2-1脱离；

步骤S104：通过驱动装置3-3令第二顶升承重梁3-2带着支撑架1相对塔柱2爬升预设距离。

重复上述步骤S101至步骤S104，即可实现支撑架1相对塔柱2的多次爬升运动，直到支撑架1爬升至目标位置。

此外，在施工过程中，当上述重载施工装置中的塔柱2相对支撑架1做爬升运动时，其爬升过程所采用的爬升方法如下(该过程中，支撑架1与建筑结构固连)：

一种适用于上述重载施工装置的重载施工装置爬升方法，其包括如下步骤：

步骤S201：顶升系统3中的第一调节机构处于第一工作状态，以令第一顶升承重梁3-1与塔柱2中的梯档2-1卡接；顶升系统3中的第二调节机构处于第四工作状态，以令第二顶升承重梁3-2与塔柱2中的梯档2-1脱离；

步骤S202：通过驱动装置3-3令第一顶升承重梁3-1带着塔柱2相对支撑架1爬升预设距离后，调节第二调节机构处于第三工作状态，以令第二顶升承重梁3-2与塔柱2中的梯档2-1卡接；

步骤S203：调节第一调节机构处于第二工作状态，以令第一顶升承重梁3-1与塔柱2中的梯档2-1脱离；

步骤S204：通过驱动装置3-3令第一顶升承重梁3-1下降预设距离。

重复上述步骤S201至步骤S204，即可实现塔柱2相对支撑架1的多次爬升运动，直到塔柱2爬升至目标位置。

可见，本发明第一具体实施例提供的重载自爬施工装置，能够实现支撑架1与塔柱2的互相爬升，从而带动支承梁一起爬升，免去现行自爬塔吊频繁倒支承梁的问题，爬升过程安全、高效。此外，本发明也可根据实际情况，通过调整支撑架1和顶升系统3的数量，实现支撑架1和塔柱2的互相爬升，可以降低塔柱2自由悬臂高度，提高抗风能力，同时也可节约塔柱2的投入量，安全、经济，该具体实施方式可参见下文中的第二具体实施例、第三具体实施例和第四具体实施例。

具体地，请参见图2和图5，第一顶升承重梁3-1与第二顶升承重梁3-2主要区别在于：第二顶升承重梁3-2设置有两对或更多个与支撑架1连接的耳板320，以通过耳板320、螺栓与支撑架1固连。一般情况下，顶升系统3中，第二顶升承重梁3-2位于第一顶升承重梁3-1的下方，支撑架1与第二顶升承重梁3-2固连，从而，顶升系统3位于支撑架1的上方，以令支撑架1与塔柱2通过顶升系统3实现互相爬升的功能，且便于工作人员对顶升系统3进行操作和检修。

具体地，驱动装置3-3为液压缸，该液压缸一般为液压油缸，具体如图5中所示，每个顶升系统3中并排设置有两个液压油缸，每个液压油缸分别通过销轴连接在第一顶升承重梁3-1和第二顶升承重梁3-2之间。从而能够通过液压油缸的伸缩，实现支撑架1和塔柱2的逐层顶升，顶升时间短，不影响施工，经济、高效。

具体地，请参见图1、图2和图4，塔柱2包括彼此平行的第一立柱201和第二立柱202，第一立柱201和第二立柱202构成供顶升系统3爬升的直线轨道，且分别沿轴向设置有多个梯档2-1。

请参见图2和图4，塔柱2为矩形截面，塔柱2中设置有四根型钢立柱，以及多个矩形钢管组成的桁架，多个标准桁架通过螺栓及插销进行连接。四根型钢立柱均为竖直立柱，彼此平行，且呈矩形阵列排布，每个立柱(或标准桁架)上设置多个沿竖向等距排布的梯档2-1，该梯档为互爬过程中的承重部件。其中，塔柱2的两侧分别设置有一个顶升系统3，两个顶升系统3处于同一高度且均与支撑架1连接，支撑架1套设在塔柱2的外侧。(或者，在其它实施例中，也可在塔柱2的两侧分别设置有多个顶升系统3，处于同一高度的两个顶升系统3连接一个支撑架1，具体可参见下文中的第二具体实施例、第三具体实施例和第四具体实施例。)

具体地，塔柱2中，相邻的两个立柱构成一组第一立柱201和第二立柱202，另外两个立柱构成另一组第一立柱201和第二立柱202，顶升系统3位于第一立柱201和第二立柱202之间，且可沿第一立柱201和第二立柱202构成的竖直轨道爬升。

具体地，如图5所示，顶升系统3中，第一顶升承重梁3-1的两端分别设置有第一调节机构；第二顶升承重梁3-2的两端分别设置有第二调节机构。第一调节机构和第二调节机构统称为调节机构，每个调节机构包括用于与梯档2-1卡接的承重换向舌3-4和用于调节承重换向舌3-4的工作状态的操作机构。

具体地，请参见图5，第一顶升承重梁3-1和第二顶升承重梁3-2的两端分别设置有用于安装调节机构的槽口。每人调节机构中，承重换向舌3-4通过操作机构可转动地设置在槽口内。优选地，操作机构包括换向把手3-5和复位器3-6，通过换向把手3-5可将承重换向舌3-4调节至与梯档2-1卡接的状态，复位器3-6用于将承重换向舌3-4自动调节至与梯档2-1脱离的状态。

由于塔柱上设置的多个梯档2-1等距布置，从而能够通过对各承重换向舌3-4的调节(使其与梯档2-1卡接或脱离)，并配合液压油缸的伸缩，从而能够实现塔柱2与支撑架1的相对移动，实现互相爬升的功能，解决施工过程中频繁倒运支承梁的问题。

现有技术中，大多数操作设备仅适用于截面固定的结构，对于墙厚发生突变的情况，需要进行架体的二次拆改，增加高空作业风险，施工效率低，安全隐患大。因此，本发明实施例提供的重载自爬施工装置做了进一步优化。具体请参见图3，支撑架1包括第一支撑梁111、第二支撑梁112、承重伸缩梁1-2和支撑伸缩梁1-6，其中：承重伸缩梁1-2的一端设置有用于与建筑结构可拆卸连接的埋件系统，另一端与第一支撑梁111滑动连接；支撑伸缩梁1-6的一端设置有用于与建筑结构抵接或可拆卸连接的调节撑杆1-5，另一端与第二支撑梁112滑动连接。在此需要说明的是，滑动连接是指两个物体接触,但不固定,二者可相对滑动。

优选地，第一支撑梁111为空心梁，从而与承重伸缩梁1-2通过内外套接的方式实现滑动连接，也就是说，承重伸缩梁1-2伸出第一支撑梁111外的长度可根据实际需要进行调节，以令埋件系统与塔柱2之间的距离满足实际情况，令埋件系统正好到达建筑结构所在的位置；第二支撑梁112为空心梁，从而与支撑伸缩梁1-6通过内外套接的方式实现滑动连接，也就是说，支撑伸缩梁1-6伸出第二支撑梁112外的长度可根据实际需要进行调节，以令调节撑杆1-5与塔柱2之间的距离满足实际情况，令调节撑杆1-5正好到达建筑结构所在的位置。

具体地，第二支撑梁112沿轴向设置有多个与销轴适配的调节孔，以通过销轴固定支撑伸缩梁1-6，且令支撑伸缩梁1-6伸出第二支撑梁112外的长度可调。进一步地，调节撑杆1-5包括与支撑伸缩梁1-6连接的撑杆本体，以及与撑杆本体同轴且螺纹连接的调节端。从而，施工过程中，支撑架1中的第二支撑梁112与支撑伸缩梁1-6通过销轴连接，通过调整销轴的位置，对支撑架1下部与建筑结构之间的距离进行粗调；然后通过调节撑杆1-5的长度，可以对支撑架1下部与建筑结构之间的距离进行微调。

进一步地，支撑架1中还包括调节螺杆1-3。请参见图3，支撑架1通过埋件系统与建筑结构固连，埋件系统包括与承重伸缩梁1-2连接的埋件挂座4，以及设置在埋件挂座4上的埋件本体5，调节螺杆1-3的两端分别与埋件挂座4、第一支撑梁111连接。从而，通过调节螺杆1-3可以对埋件系统与塔柱2之间的距离进行微调，以令埋件系统正好达到建筑结构所在的位置。具体地，调节螺杆1-3的一端与承重桁架1-1上的连接板通过螺栓固定连接，另一端与埋件挂座4的侧板通过螺栓固定连接；调节斜杆1-4、埋件挂座4、承重桁架1-1通过销轴连接。

进一步地，支撑架1中还包括调节斜杆1-4。请参见图3，调节斜杆1-4的一端通过第一连接件与第二支撑梁112铰接，调节斜杆1-4的另一端通过第二连接件与埋件挂座4和/或承重伸缩梁1-2铰接，其中，调节斜杆1-4与第一连接件的连接处为滑动连接，或者，调节斜杆1-4与第二连接件的连接处为滑动连接。

可见，支撑架1为稳定可调的框架结构，在施工过程中，通过调整支撑架1中承重伸缩梁1-2、调节螺杆1-3、调节斜杆1-4、调节撑杆1-5和支撑伸缩梁1-6的长度，即可灵活调整支撑架1与建筑结构之间的距离，能够很好地适应超高层墙厚突变，经济、实用，通用性高。

具体地，承重伸缩梁1-2与埋件挂座4通过销轴等连接件或其他连接方式连接。埋件挂座4由挂座底板、挂座侧板及加强板焊接而成，其中，挂座侧板与承重伸缩梁1-2、调节螺杆1-3、调节斜杆1-4通过销轴进行连接；挂座底板通过埋件本体5与建筑结构固定；支撑架1和塔柱2互相爬升的过程中，通过支撑架1的爬升带动埋件挂座4的爬升，从而实现免倒运的效果，安全、经济、高效。埋件系统5是该施工装置与建筑结构固定的主要承重构件，由多根可周转的高强螺杆、预埋件、垫片和螺母组成，也可根据实际需要选择其他组成结构。可见，该埋件系统可周转使用，周转效率高，经济节约。

现有技术中，埋件拆装、支承梁拆装、架体调节等操作都是在无平台情况下作业，施工效率低，安全隐患大。因此，本发明实施例提供的重载自爬施工装置做了进一步优化。具体请参见图3，在支撑架1的位置可灵活设置由操作平台1-7，操作平台1-7与支撑架1中的第二支撑梁112固连。从而令支撑架1自带平台，操作平台1-7可随支撑架1整体提升，为附墙装置、埋件系统和支承梁等的拆装操作，以及架体调节操作等提供安全作业平台及防护，提高了作业的高效性和安全性。

具体地，支撑架1的主体框架由两个承重桁架1-1和两个连接桁架1-8构成，每个承重桁架1-1和连接桁架1-8均为矩形桁架结构。其中：两个承重桁架1-1分别位于塔柱2的两侧，两个承重桁架1-1分别连接一套用于与建筑结构固连的埋件挂座4和埋件本体5；一个连接桁架1-8位于塔柱2靠近建筑结构的一侧，另一个连接桁架1-8位于塔柱2远离建筑结构的一侧，每个连接桁架1-8的两端分别与一个承重桁架1-1固连，从而构成套设在塔柱2外的环形框架结构。

优选地，每个承重桁架1-1的上侧分别连接一个顶升系统3，每个承重桁架1-1的下侧分别设置有一个操作平台1-7。

综上，支撑架1的爬升过程请参见图7：拆除支撑架1上与建筑结构连接的埋件系统，收回承重伸缩梁1-2和调节撑杆1-5，在驱动装置3-3(优选采用液压油缸)的推动下，第一顶升承重梁3-1上升，顶升前调整第一顶升承重梁3-1和第二顶升承重梁3-2中承重换向舌3-4使其可顺利通过塔柱2中的梯档2-1向上爬升，油缸顶升一个行程到位后，第一顶升承重梁3-1中承重换向舌3-4落在塔柱2中的梯档2-1上，梯档2-1承受支撑架1爬升过程中的竖向力；油缸收回时，第二顶升承重梁3-2带动支撑架1爬升，油缸收回一个行程到位后，第二顶升承重梁3-2中承重换向舌3-4落在塔柱2中的梯档2-1上，梯档2-1承受支撑架1爬升过程中的竖向力；依次交替，支撑架爬升。

塔柱2的爬升过程请参见图8：调整承重伸缩梁1-2和调节撑杆1-5到位，安装埋件系统5，在驱动装置3-3(优选采用液压油缸)的推动下，第一顶升承重梁3-1上升，顶升前调整第一顶升承重梁3-1和第二顶升承重梁3-2中承重换向舌3-4使其支撑在梯档2-1下方，推动塔柱2向上爬升，油缸顶升一个行程到位后，第二顶升承重梁3-1中承重换向舌3-4支撑在塔柱2中的梯档2-1下方，承重换向舌3-4承受塔柱2爬升过程中的竖向力，通过第二顶升承重梁3-1传递给支撑架1，最终传递给建筑结构；油缸收回时，第一顶升承重梁3-1回落至初始状态，油缸收回一个行程到位后，第二顶升承重梁3-2中承重换向舌3-4支撑在塔柱2中的梯档2-1下方，梯档2-1承受塔柱2爬升过程中的竖向力；依次交替，塔柱爬升。

具体实施时，上述重载自爬施工装置的安装步骤如下：

将焊接好的承重桁架与支撑伸缩梁通过销轴按照设计位置连接；

将调节撑杆与组装好的架体连接到位；

将焊接好的承重桁架与承重伸缩梁通过上调节螺杆和螺栓等可靠连接；

将组装好的架体与调节斜杆通过销轴可靠连接；

将上述部件连接成单榀架体，再通过连接桁架将其组装成支撑架；

将组装好的支撑架与埋件挂座通过销轴可靠连接。

将焊接好的塔柱标准节按照设计要求，通过螺栓和销轴连接成塔柱桁架。

将承重换向舌、换向把手、承重轴、复位器分别与第二顶升承重梁和第一顶升承重梁组装在一起，再将其与液压油缸通过销轴连接成液压顶升系统。

将组装好的液压顶升系统依靠第二顶升承重梁与组装好的支撑架通过螺栓可靠连接。

第二具体实施例

本发明第二具体实施例提供了一种重载自爬施工装置，其在上述第一具体实施例提供的重载自爬施工装置的基础上，增设一个支撑架(即下支撑架1”)。

具体如图9所示，本发明第二具体实施例提供的重载自爬施工装置中，沿塔柱2的轴向设置有两个支撑架，位于上方的支撑架为上支撑架1’，位于下方的支撑架为下支撑架1”，上支撑架1’与顶升系统3连接。

该重载自爬施工装置的爬升过程可参见图9。

第三具体实施例

本发明第三具体实施例提供了一种重载自爬施工装置，其在上述第二具体实施例提供的重载自爬施工装置的基础上，增设一个支撑架(即中间支撑架1”’)和一个顶升系统(即第二顶升系统3”’)。

具体如图10所示，本发明第三具体实施例提供的重载自爬施工装置中，沿塔柱2的轴向设置有三个支撑架，分别为：位于上方上支撑架1’、位于下方的下支撑架1”，以及位于二者之间的中间支撑架1”’。其中，上支撑架1’与第一顶升系统3’连接，中间支撑架1”’与第二顶升系统3”’连接。

该重载自爬施工装置的爬升过程可参见图10。

第四具体实施例

本发明第四具体实施例提供了一种重载自爬施工装置，其在上述第三具体实施例提供的重载自爬施工装置的基础上，增设一个支撑架(即第四支撑架1””)和一个顶升系统(即第三顶升系统3””)。

具体如图11所示，本发明第四具体实施例提供的重载自爬施工装置中，沿塔柱2的轴向设置有四个支撑架，分别为：位于上方的上支撑架1’、位于下方的下支撑架1”，以及位于二者之间的中间支撑架1”’和第四支撑架1””。其中，上支撑架1’与第一顶升系统3’连接，中间支撑架1”’与第二顶升系统3”’连接，第四支撑架1””与第三顶升系统3””连接。

该重载自爬施工装置的爬升过程可参见图11。

通过上述第二、第三、第四具体实施例可见，本发明提供的重载自爬施工装置中，可根据实际需要增加支撑架、顶升系统的数量，进一步满足支撑架和塔柱的爬升需求。而且，支撑架的设置位置比较灵活，可灵活控制塔柱的自由悬臂高度，提高抗风能力，也可减少塔柱的高度。此外，也可逐层附着和逐层爬升，每层爬升时间较短，有利于提高施工效率。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种重载自爬施工装置，其特征在于，包括支撑架(1)、塔柱(2)、顶升系统(3)，其中：

所述顶升系统(3)包括第一顶升承重梁(3-1)和第二顶升承重梁(3-2)，以及用于调节所述第一顶升承重梁(3-1)和所述第二顶升承重梁(3-2)之间距离大小的驱动装置(3-3)，所述第一顶升承重梁(3-1)设置有第一调节机构，所述第二顶升承重梁(3-2)设置有第二调节机构；

所述支撑架(1)与所述第二顶升承重梁(3-2)固连，且能够与建筑结构可拆卸连接；

所述塔柱(2)沿竖直方向设置有多个梯档(2-1)；

所述第一调节机构处于第一工作状态时可与所述梯档(2-1)卡接，所述第一调节机构处于第二工作状态时与所述梯档(2-1)脱离；

所述第二调节机构处于第三工作状态时可与所述梯档(2-1)卡接，所述第二调节机构处于第四工作状态时与所述梯档(2-1)脱离。

2.根据权利要求1所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述驱动装置(3-3)为液压缸。

3.根据权利要求1所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述塔柱(2)包括彼此平行的第一立柱(201)和第二立柱(202)，所述第一立柱(201)和所述第二立柱(202)构成供所述顶升系统(3)爬升的直线轨道，且分别沿轴向设置有多个所述梯档(2-1)。

4.根据权利要求1所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述第一调节机构和所述第二调节机构统称为调节机构，所述调节机构包括用于与所述梯档(2-1)卡接的承重换向舌(3-4)和用于调节所述承重换向舌(3-4)的工作状态的操作机构。

5.根据权利要求1所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述支撑架(1)包括第一支撑梁(111)、第二支撑梁(112)、承重伸缩梁(1-2)和支撑伸缩梁(1-6)，其中：

所述承重伸缩梁(1-2)的一端设置有用于与建筑结构可拆卸连接的埋件系统，另一端与所述第一支撑梁(111)滑动连接；

所述支撑伸缩梁(1-6)的一端设置有用于与建筑结构抵接或可拆卸连接的调节撑杆(1-5)，另一端与所述第二支撑梁(112)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述第二支撑梁(112)沿轴向设置有多个与销轴适配的调节孔，以通过销轴固定所述支撑伸缩梁(1-6)，且令所述支撑伸缩梁(1-6)伸出所述第二支撑梁(112)外的长度可调。

7.根据权利要求5所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述调节撑杆(1-5)包括与所述支撑伸缩梁(1-6)连接的撑杆本体，以及与所述撑杆本体同轴且螺纹连接的调节端。

8.根据权利要求5所述的重载自爬施工装置，其特征在于，还包括调节螺杆(1-3)和/或调节斜杆(1-4)，其中：

所述埋件系统包括与所述承重伸缩梁(1-2)连接的埋件挂座(4)，以及设置在所述埋件挂座(4)上的埋件本体(5)，所述调节螺杆(1-3)的两端分别与所述埋件挂座(4)、所述第一支撑梁(111)连接；

所述调节斜杆(1-4)的一端通过第一连接件与所述第二支撑梁(112)铰接，所述调节斜杆(1-4)的另一端通过第二连接件与所述埋件挂座(4)和/或所述承重伸缩梁(1-2)铰接，其中，所述调节斜杆(1-4)与所述第一连接件的连接处为滑动连接，或者，所述调节斜杆(1-4)与所述第二连接件的连接处为滑动连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的重载自爬施工装置，其特征在于，还包括操作平台(1-7)，所述操作平台(1-7)与所述支撑架(1)固连。

10.根据权利要求1至8任一项所述的重载自爬施工装置，其特征在于，所述塔柱(2)沿轴向设置有至少两个支撑架(1)，除了位于最下方的所述支撑架(1)外，其余的所述支撑架(1)上分别设置有所述顶升系统(3)。

11.一种重载施工装置爬升方法，其特征在于，所述重载施工装置为如权利要求1至10任一项所述的重载自爬施工装置，所述重载施工装置爬升方法包括如下步骤：

步骤S101：所述顶升系统(3)中的所述第二调节机构处于第三工作状态，以令所述第二顶升承重梁(3-2)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)卡接；所述顶升系统(3)中的所述第一调节机构处于第二工作状态，以令所述第一顶升承重梁(3-1)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)脱离；

步骤S102：通过所述驱动装置(3-3)令所述第一顶升承重梁(3-1)相对塔柱(2)爬升预设距离后，调节所述第一调节机构处于第一工作状态，以令所述第一顶升承重梁(3-1)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)卡接；

步骤S103：调节所述第二调节机构处于第四工作状态，以令所述第二顶升承重梁(3-2)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)脱离；

步骤S104：通过所述驱动装置(3-3)令所述第二顶升承重梁(3-2)带着所述支撑架(1)相对塔柱(2)爬升预设距离。

12.一种重载施工装置爬升方法，其特征在于，所述重载施工装置为如权利要求1至10任一项所述的重载自爬施工装置，所述重载施工装置爬升方法包括如下步骤：

步骤S201：所述顶升系统(3)中的所述第一调节机构处于第一工作状态，以令所述第一顶升承重梁(3-1)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)卡接；所述顶升系统(3)中的所述第二调节机构处于第四工作状态，以令所述第二顶升承重梁(3-2)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)脱离；

步骤S202：通过所述驱动装置(3-3)令所述第一顶升承重梁(3-1)带着所述塔柱(2)相对所述支撑架(1)爬升预设距离后，调节所述第二调节机构处于第三工作状态，以令所述第二顶升承重梁(3-2)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)卡接；

步骤S203：调节所述第一调节机构处于第二工作状态，以令所述第一顶升承重梁(3-1)与所述塔柱(2)中的所述梯档(2-1)脱离；

步骤S204：通过所述驱动装置(3-3)令所述第一顶升承重梁(3-1)下降预设距离。

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