CN114634119A - 重载塔吊的免附着件自攀爬系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统及方法，该免附着件自攀爬系统包括塔机(1)、上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)、下层支撑梁(4)、核心筒(5)、伸缩梁组件6、爬升组件7和伸缩顶紧组件8；上、中层支撑梁贯穿装在塔机上，下层支撑梁连塔机下端，塔机装在核心筒内；核心筒上有若干个洞口(51)，上、中、下层支撑梁设有伸缩梁组件6，伸缩梁组件6伸缩插入洞口，使塔机架设在核心筒内；上、中、下层支撑梁设有爬升组件7并与核心筒滑动接触，上、中、下层支撑梁设有伸缩顶紧组件8，伸缩顶紧组件8水平伸长并垂直顶紧在核心筒内壁上。本发明无需在核心筒内设置附着件，大幅提升了塔机的爬升效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑施工设备及其运行方法，尤其涉及一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统及方法。
背景技术
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，又名“塔式起重机”，以一节一节的接长的标准节起吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料，塔吊是工地上一种必不可少的设备。随着建筑结构的施工，塔吊需要随之同步提升，目前，现有技术的塔吊主要通过顶升+倒梁的方式实现爬升，塔吊的爬升效率直接影响着建筑工程的施工进度和工期效益。
在现有塔吊倒梁的过程中，需要另外一台塔吊配合，此外，还需要安装大量的附着件，安装及高空焊接作业量大，工作效率低下，且爬升时间在2天以上，即1台塔吊的爬升会导致至少2台塔吊在2天内无法作业。现有技术的内爬式塔吊虽然能够通过顶升装置实现自爬升，已解决倒梁问题，但内爬式塔吊仍基于核心筒内部的大量附着件和核心筒加固措施实现爬升，存在以下缺点：
1、核心筒上需要安装大量附着件，例如预埋件、牛腿等，需要将预埋件预埋安装于核心筒上，并将牛腿通过焊接或螺接固定在预埋件上，爬升过程中需要将支撑梁通过焊接或螺接固定在牛腿上，施工繁琐、成本高昂、高空作业量大、作业效率低下。
2、现有技术的塔吊设备至少设有两道支撑梁，每道支撑梁在提升时都需要将各道支撑梁固定安装在牛腿上或从牛腿上解除固定，耗费大量的人力，根据爬升的次数和高度，核心筒上附着点的数量多，不利于核心筒的结构安全。
3、核心筒上附着点的受力复杂，内力集中，不利于安全，需要对核心筒进行加固，加固费用高；尤其对于核心筒筒径较大的情况，在核心筒墙体跨中附近的附着点受到的墙角约束较小，产生的内力大，需要对核心筒施加大量加固措施，导致加固成本骤增。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统及方法，无需在核心筒内设置附着件，大幅提升了塔机的爬升效率。
本发明是这样实现的：
一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统，包括塔机、上层支撑梁、中层支撑梁、下层支撑梁、核心筒、伸缩梁组件、爬升组件和伸缩顶紧组件；上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁均为矩形框架结构，上层支撑梁和中层支撑梁贯穿安装在塔机上，下层支撑梁固定安装在塔机的下端，塔机通过上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁安装在核心筒内；核心筒的两侧剪力墙上竖向间隔形成有若干个洞口，上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的底部均设有至少一组伸缩梁组件，伸缩梁组件的两端能伸缩并插入至两侧剪力墙的洞口内，使塔机架设在核心筒内；上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的边角处均设有爬升组件，且爬升组件与核心筒的内壁滑动接触，使上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁分别能通过爬升组件沿核心筒的内壁上下滑动；上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的边角处均设有伸缩顶紧组件，伸缩顶紧组件能水平伸长并垂直顶紧在核心筒的内壁上，使上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁能通过伸缩顶紧组件相对固定在核心筒内。
每组所述的伸缩梁组件均包括主梁、伸缩梁和伸缩传动机；上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的底部均固定安装有主梁，且主梁的两端分别面向核心筒两侧剪力墙上的洞口设置；
一对伸缩梁的一端分别同轴套接在主梁的两端，一对伸缩传动机分别安装在主梁上，且一对伸缩传动机的输出端分别与一对伸缩梁对应连接，使伸缩梁通过伸缩传动机相对主梁同轴伸缩，且伸缩梁的另一端能插入至核心筒两侧剪力墙的洞口内并搁置在洞口底部的连梁上。
所述的主梁上设有润滑结构，使伸缩梁与主梁之间通过润滑结构相对滑动伸缩；润滑结构为联排滚动轴，联排滚动轴设置在伸缩梁的顶部和底部，且联排滚动轴的滚动轴轴向与伸缩梁的轴向垂直，使主梁的内壁通过联排滚动轴与伸缩梁的外壁滑动接触。
所述的上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的底部均对称安装有一对伸缩梁组件，一对伸缩梁组件之间设有防扭转次梁，防扭转次梁的两端分别通过转轴可转动式连接在一对主梁之间；
所述的伸缩梁的底部通过万向球铰可转动式安装有垂直调节支座，垂直调节支座能贴合在连梁上。
每组所述的爬升组件均包括爬升连接座和坦克轮，坦克轮通过爬升连接座安装在上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的边角处，且坦克轮与核心筒的内壁滑动接触。
每组所述的伸缩顶紧组件均包括驱动件、自锁油缸、自锁丝杆、自锁套筒和顶紧支座结构；自锁套筒安装在上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁的边角处，驱动件安装在自锁套筒的底部，自锁丝杆的一端旋接在自锁套筒内并与驱动件的输出端连接，自锁丝杆的另一端与自锁油缸螺纹旋接并与自锁油缸内的活塞连接；顶紧支座结构自锁油缸的活塞连接并通过自锁油缸顶紧在核心筒的内壁上。
所述的顶紧支座结构包括万向铰座、支顶板和防倾覆爪；支顶板的一个端面通过万向铰座与自锁油缸可转动式连接，支顶板的另一个端面能通过自锁油缸贴合在核心筒的内壁上；防倾覆爪的一端设置在自锁油缸上，防倾覆爪的另一端能顶紧在核心筒的内壁上且位于支顶板的上方，顶紧支座结构的支顶方向与伸缩梁组件的伸缩方向垂直。
一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统的免附着件自攀爬方法，包括以下步骤：
步骤1：上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁底部的伸缩梁组件的两端分别伸长并插入在核心筒的洞口内，使塔机架设在核心筒内；
步骤2：上层支撑梁、中层支撑梁和下层支撑梁四周的伸缩顶紧组件伸长并顶紧在核心筒的内壁上；
步骤3：上层支撑梁四周的伸缩顶紧组件缩回并与核心筒的内壁分离；
步骤4：上层支撑梁通过爬升组件向上提升，提升到位后将上层支撑梁底部的伸缩梁组件的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口内；
步骤5：上层支撑梁四周的伸缩顶紧组件伸出并顶紧在核心筒的内壁上；
步骤6：中层支撑梁四周的伸缩顶紧组件缩回并与核心筒的内壁分离，同时，中层支撑梁底部的伸缩梁组件的两端分别从洞口中缩回；
步骤7：中层支撑梁通过爬升组件向上提升，提升到位后将中层支撑梁底部的伸缩梁组件的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口内；
步骤8：中层支撑梁四周的伸缩顶紧组件伸出并顶紧在核心筒的内壁上；
步骤9：下层支撑梁四周的伸缩顶紧组件缩回并与核心筒的内壁分离，同时，下层支撑梁底部的伸缩梁组件的两端分别从洞口中缩回；
步骤10：下层支撑梁和塔机通过爬升组件同步向上提升，提升到位后将下层支撑梁底部的伸缩梁组件的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口内；
步骤11：下层支撑梁四周的伸缩顶紧组件伸出并顶紧在核心筒的内壁上；
步骤12：重复步骤6至步骤8，将中层支撑梁通过爬升组件向上提升至上层支撑梁的下方，完成一个塔机的爬升过程。
所述的伸缩顶紧组件顶紧在核心筒的内壁上时，通过自锁油缸向支顶板施加预紧力，且该预紧力为额定荷载的1.5倍；
从自锁油缸读取支顶板与核心筒的内壁之间的压力值，并实时监测预紧力变化，并在预紧力变化时利用自动化控制预紧力补偿，始终保持预紧力＝1.5*额定荷载。
所述的伸缩顶紧组件顶紧在核心筒的内壁上时，支顶板上设有压力传感器，通过压力传感器实时监测采集同一高度处所有支顶板对核心筒内壁的预紧力，并控制同一高度处所有支顶板的预紧力相相等，使同一高度处各伸缩顶紧组件的伸缩长度相同，将塔吊的垂直度偏差控制在0.2％内。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明由于设有伸缩梁组件，能通过伸缩梁的伸缩与核心筒上洞口的配合实现塔机在核心筒内的稳定支设和爬升，将洞口处的连梁作为支点承受重力，无需在核心筒内设置牛腿、埋件等附着件，避免了大量的安装和焊接作业，降低了高空作业量，有利于提高塔机提升的效率并降低塔机提升的成本。
2、本发明由于设有伸缩顶紧组件，能通过水平伸缩并顶紧在核心筒内壁上，利用挤压接触保证塔机的平稳，为攀爬提供可靠的侧向支撑，无需焊接或螺栓固定，进一步提高了塔机提升的效率；爬升时通过两个支撑梁的伸缩梁组件提供竖向力以及伸缩顶紧组件提供水平力，保证另一个支撑梁的爬升稳定安全。
3、本发明由于设有爬升组件，利用上、中、下层支撑梁边角处的坦克轮保证了上、中、下层支撑梁的爬升平稳性和均匀性。
4、本发明将塔机工作时的弯矩和水平荷载转化为水平力及水平力力偶传递至核心筒的剪力墙，竖向荷载通过底部的伸缩梁组件传递至核心筒的连梁，核心筒的受力分工明确；同时，由于伸缩顶紧组件设置在上、中、下层支撑梁的边角处，将力传递至核心筒的墙角，远离跨中位置，大幅分散了剪力墙的受力，提高了核心筒的结构安全性，无需额外加固核心筒，大幅降低了加固成本。
5、本发明能利用自动化压力控制实现伸缩顶紧组件对核心筒内壁的预紧力控制和自动补偿以及伸缩梁组件在连梁上架设的自动调平，自动化程度高，易于操作和控制，提升了塔机爬升过程中的安全性。
附图说明
图1是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统的安装示意图；
图2是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统的安装平面图；
图3是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中伸缩梁组件的安装示意图；
图4是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中主梁与伸缩梁的伸缩示意图；
图5是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中防扭转次梁的安装示意图；
图6是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中伸缩梁组件脱离洞口的剖面图；
图7是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中伸缩梁组件插入洞口的剖面图；
图8是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中爬升组件的主视图；
图9是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中伸缩顶紧组件的安装示意图；
图10是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬系统中伸缩顶紧组件的剖视图；
图11是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬方法的提升过程示意图；
图12是本发明重载塔吊的免附着件自攀爬方法的提升原理图。
图中，1塔机，2上层支撑梁，3中层支撑梁，4下层支撑梁，5核心筒，51洞口，52连梁，6伸缩梁组件，61主梁，62伸缩梁，63伸缩传动机，64联排滚动轴，65防扭转次梁，66转轴，67万向球铰，68垂直调节支座，7爬升组件，71爬升连接座，72坦克轮，8伸缩顶紧组件，81驱动件，82自锁油缸，83自锁丝杆，84自锁套筒，85万向铰座，86支顶板，87防倾覆爪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1和附图2，一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统，包括塔机1、上层支撑梁2、中层支撑梁3、下层支撑梁4、核心筒5、伸缩梁组件6、爬升组件7和伸缩顶紧组件8；上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4均为矩形框架结构，上层支撑梁2和中层支撑梁3贯穿安装在塔机1上，下层支撑梁4固定安装在塔机1的下端，塔机1通过上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4安装在核心筒5内；核心筒5的两侧剪力墙上竖向间隔形成有若干个洞口51，上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的底部均设有至少一组伸缩梁组件6，伸缩梁组件6的两端能伸缩并插入至两侧剪力墙的洞口51内，如附图7所示，使塔机1架设在核心筒5内；上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的边角处均设有爬升组件7，且爬升组件7与核心筒5的内壁滑动接触，使上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4分别能通过爬升组件7沿核心筒5的内壁上下滑动；上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的边角处均设有伸缩顶紧组件8，伸缩顶紧组件8能水平伸长并垂直顶紧在核心筒5的内壁上，使上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4能通过伸缩顶紧组件8相对固定在核心筒5内。伸缩梁组件6通过伸缩将上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4设在核心筒5的洞口51处，无需在核心筒5内设置预埋件、附着件等，避免了大量的高空安装和焊接作业，塔机1工作时的弯矩和水平荷载转化为水平力和水平力力偶直接传递至核心筒5的剪力墙，塔机1工作时的竖向荷载直接传递至洞口51处的连梁52。爬升过程中，伸缩顶紧组件8通过水平伸长并垂直顶紧核心筒5的内壁边角处，远离跨中位置，大幅减小核心筒5剪力墙的受力，几乎不需要进行额外加固，大幅降低加固成本。
请参见附图3、附图4、附图6和附图7，每组所述的伸缩梁组件6均包括主梁61、伸缩梁62和伸缩传动机63；上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的底部均固定安装有主梁61，且主梁61的两端分别面向核心筒5两侧剪力墙上的洞口51设置；一对伸缩梁62的一端分别同轴套接在主梁61的两端，一对伸缩传动机63分别安装在主梁61上，且一对伸缩传动机63的输出端分别与一对伸缩梁62对应连接，使伸缩梁62通过伸缩传动机63相对主梁61同轴伸缩，且伸缩梁62的另一端能插入至核心筒5两侧剪力墙的洞口51内并搁置在洞口51底部的连梁52上。塔机1在运行时，其竖向荷载直接通过伸缩梁组件6传递至连梁52上，通过连梁52承载重力，减小核心筒5剪力墙的受力。优选的，在主梁61上设置滑槽，便于伸缩传动机63的输出端贯穿主梁61后与伸缩梁62的连接，同时能使输出端带动伸缩梁62沿滑槽滑动伸缩。
所述的主梁61上设有润滑结构，使伸缩梁62与主梁61之间通过润滑结构相对滑动伸缩，确保伸缩梁62的伸缩灵活性。
优选的，所述的润滑结构为润滑油，例如黄油等，润滑油均匀涂抹在伸缩梁62的表面上，确保伸缩梁62与主梁61之间的相对伸缩灵活性。
请参见附图4，优选的，所述的润滑结构为联排滚动轴64，联排滚动轴64设置在伸缩梁62的顶部和底部，且联排滚动轴64的滚动轴轴向与伸缩梁62的轴向垂直，使主梁61的内壁通过联排滚动轴64与伸缩梁62的外壁滑动接触，确保伸缩梁62与主梁61之间的相对伸缩灵活性。
请参见附图5，所述的上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的底部均对称安装有一对伸缩梁组件6，一对伸缩梁组件6之间设有防扭转次梁65，防扭转次梁65的两端分别通过转轴66可转动式连接在一对主梁61之间。可通过转轴66实现防扭转次梁65相对主梁61的小幅度转动，防止一对主梁61的局部扭转。
请参见附图5，所述的伸缩梁62的底部通过万向球铰67可转动式安装有垂直调节支座68，垂直调节支座68能贴合在连梁52上，利用万向球铰67在各个方向上的转动，确保伸缩梁62能完全贴合架设在连梁52上，能适应连梁52的误差。
请参见附图8，每组所述的爬升组件7均包括爬升连接座71和坦克轮72，坦克轮72通过爬升连接座71安装在上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的边角处，且坦克轮72与核心筒5的内壁滑动接触。通过坦克轮72在上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4边角处的配置，能保证上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4提升过程中的平稳性。
请参见附图9和附图10，每组所述的伸缩顶紧组件8均包括驱动件81、自锁油缸82、自锁丝杆83、自锁套筒84和顶紧支座结构；自锁套筒84安装在上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的边角处，驱动件81安装在自锁套筒84的底部，自锁丝杆83的一端旋接在自锁套筒84内并与驱动件81的输出端连接，自锁丝杆83的另一端与自锁油缸82螺纹旋接并与自锁油缸82内的活塞连接；顶紧支座结构自锁油缸82的活塞连接并通过自锁油缸82顶紧在核心筒5的内壁上。驱动件81可采用液压马达，可以实现“伺服”效果，利用液压马达带动自锁丝杆83转动，自锁丝杆83通过螺纹旋入或旋出自锁油缸82，将自锁油缸82内的活塞顶出或收回，从而顶出或缩回顶紧支座结构，使其顶紧在核心筒5的内壁上实现预紧，或与核心筒5的内壁分离。利用自锁丝杆83与自锁油缸82之间的机械自锁避免油缸的“拉缸失力”等现象的发生，确保了伸长顶紧的安全性，同时，自锁油缸82的端部通过压力感应监测荷载压力。
优选的，伸缩顶紧组件8可尽量靠近核心筒5的墙角处设置，可将弯矩和水平荷载传递至核心筒5的墙角位置，分散核心筒5剪力墙的受力，确保核心筒5的结构安全。上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的每个边角处两头均可设置伸缩顶紧组件8，伸缩顶紧组件8可根据需要安装在上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的底面上或侧面上。
所述的顶紧支座结构包括万向铰座85、支顶板86和防倾覆爪87；支顶板86的一个端面通过万向铰座85与自锁油缸82可转动式连接，支顶板86的另一个端面能通过自锁油缸82贴合在核心筒5的内壁上；防倾覆爪87的一端设置在自锁油缸82上，防倾覆爪87的另一端能顶紧在核心筒5的内壁上且位于支顶板86的上方，顶紧支座结构的支顶方向与伸缩梁组件6的伸缩方向垂直。利用万向铰座85在各个方向上的转动适应上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4不同位置处的受力变化，以保证上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的水平稳定性，起到一定的缓冲作用，同时通过防倾覆爪87进一步提高其水平稳定性。
请参见附图1至附图12，一种重载塔吊的免附着件自攀爬方法，包括以下步骤：
步骤1：上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4底部的伸缩梁组件6的两端分别伸长并插入在核心筒5的洞口51内，使塔机1架设在核心筒5内。
在正常工作状态下，伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向外水平延伸，上伸缩梁62插入在洞口51内并搁置在洞口51底部的连梁52上，使塔机1稳定的架设在核心筒5内，确保塔机1的正常运行。
此时，各组伸缩梁组件6通过垂直调节支座68架设在连梁52上，提高上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4的稳定性。
步骤2：上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4四周的伸缩顶紧组件8伸长并顶紧在核心筒5的内壁上。
具体的，上层支撑梁2、中层支撑梁3和下层支撑梁4四周的各组伸缩顶紧组件8的驱动件81带动自锁丝杆83转动，使自锁油缸82的活塞推出，使支顶板86和防倾覆爪87顶紧在核心筒5的内壁上，确保中层支撑梁3和下层支撑梁4水平支撑在核心筒5内，塔机1可用于辅助建筑施工。
需要爬升时：
步骤3：上层支撑梁2四周的伸缩顶紧组件8缩回并与核心筒5的内壁分离。
具体的，上层支撑梁2底部的伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向内水平缩回，伸缩梁62从洞口51中脱出，使上层支撑梁2能通过提升设备提升。
步骤4：上层支撑梁2通过爬升组件7向上提升，提升到位后将上层支撑梁2底部的伸缩梁组件6的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口51内。
具体的，上层支撑梁2通过提升设备提升，提升的过程中，爬升组件7的坦克轮72沿核心筒5的内壁向上滑动，确保上层支撑梁2的提升稳定性和受力均匀性。提升到位后，上层支撑梁2底部的伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向外水平延伸，使伸缩梁62插入在洞口51内并搁置在洞口51底部的连梁52上。
步骤5：上层支撑梁2四周的伸缩顶紧组件8伸出并顶紧在核心筒5的内壁上。
具体的，上层支撑梁2四周的各组伸缩顶紧组件8的驱动件81带动自锁丝杆83转动，使自锁油缸82的活塞推出，使支顶板86和防倾覆爪87顶紧在核心筒5的内壁上，确保上层支撑梁2水平支撑在核心筒5内。由于自锁油缸82与自锁丝杆83通过螺纹旋动连接，利用螺纹咬合起到自锁的作用，能有效避免控制失效导致的坠落事故。
步骤6：中层支撑梁3四周的伸缩顶紧组件8缩回并与核心筒5的内壁分离，同时，中层支撑梁3底部的伸缩梁组件6的两端分别从洞口51中缩回。
具体的，中层支撑梁3四周的各组伸缩顶紧组件8的驱动件81带动自锁丝杆83转动，使自锁油缸82的活塞缩回，使支顶板86和防倾覆爪87与核心筒5的内壁分离；中层支撑梁3底部的伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向内水平缩回，伸缩梁62从洞口51中脱出，使中层支撑梁3能通过提升设备提升，使中层支撑梁3能在核心筒5内做升降运动。
步骤7：中层支撑梁3通过爬升组件7向上提升，提升到位后将中层支撑梁3底部的伸缩梁组件6的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口51内。
具体的，在中层支撑梁3向上提升的过程中，中层支撑梁3四周的各组爬升组件7的坦克轮72沿核心筒5的内壁向上滑动，确保中层支撑梁3的提升稳定性和受力均匀性。提升到位后，中层支撑梁3底部的伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向外水平延伸，使伸缩梁62插入在洞口51内并搁置在洞口51底部的连梁52上。
步骤8：中层支撑梁3四周的伸缩顶紧组件8伸出并顶紧在核心筒5的内壁上。
具体的，中层支撑梁3四周的各组伸缩顶紧组件8的驱动件81带动自锁丝杆83转动，使自锁油缸82的活塞推出，使支顶板86和防倾覆爪87顶紧在核心筒5的内壁上，确保中层支撑梁3水平支撑并锁定在核心筒5内，避免坠落。
步骤9：下层支撑梁4四周的伸缩顶紧组件8缩回并与核心筒5的内壁分离，同时，下层支撑梁4底部的伸缩梁组件6的两端分别从洞口51中缩回。
具体的，下层支撑梁4四周的各组伸缩顶紧组件8的驱动件81带动自锁丝杆83转动，使自锁油缸82的活塞缩回，使支顶板86和防倾覆爪87与核心筒5的内壁分离；下层支撑梁4底部的伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向内水平缩回，伸缩梁62从洞口51中脱出，使下层支撑梁4能通过提升设备提升，使下层支撑梁4能在核心筒5内做升降运动。
步骤10：下层支撑梁4和塔机1通过爬升组件7同步向上提升，提升到位后将下层支撑梁4底部的伸缩梁组件6的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口51内。
具体的，在下层支撑梁4和塔机1向上提升的过程中，下层支撑梁4四周的各组爬升组件7的坦克轮72沿核心筒5的内壁向上滑动，确保下层支撑梁4的提升稳定性和受力均匀性。提升到位后，下层支撑梁4底部的伸缩梁组件6的伸缩梁62通过伸缩传动机63向外水平延伸，使伸缩梁62插入在洞口51内并搁置在洞口51底部的连梁52上。
步骤11：下层支撑梁4四周的伸缩顶紧组件8伸出并顶紧在核心筒5的内壁上。
具体的，下层支撑梁4四周的各组伸缩顶紧组件8的驱动件81带动自锁丝杆83转动，使自锁油缸82的活塞推出，使支顶板86和防倾覆爪87顶紧在核心筒5的内壁上，确保下层支撑梁4水平支撑并锁定在核心筒5内，避免坠落。
步骤12：重复步骤6至步骤8，将中层支撑梁3通过爬升组件7向上提升至上层支撑梁2的下方，完成一个塔机1的爬升过程，塔机1即可进入正常运行状态，塔机1的提升可从2天降至3小时左右，大大提高了塔机1的提升效率。
优选的，所述的伸缩顶紧组件8顶紧在核心筒5的内壁上时，通过自锁油缸82向支顶板86施加预紧力，且该预紧力为额定荷载的1.5倍。可从自锁油缸82直接读取支顶板86与核心筒5的内壁之间的压力值(即施加的预紧力)，从而确保顶紧使预紧力的施加可靠性。同时，可利用自锁油缸82实时监测支顶板86对核心筒5内壁的预紧力变化，并在预紧力变化时利用PLC程序等自动化控制手段实现预紧力的自动补偿，始终保持预紧力F＝1.5*额定荷载。在监测过程中若出现数据异常，可通过安装报警设备实现报警提醒。
优选的，所述的伸缩顶紧组件8顶紧在核心筒5的内壁上时，支顶板86上设有压力传感器(图中未示出)，通过PLC程序等自动化控制手段经压力传感器实时监测采集同一高度处所有支顶板86对核心筒5内壁的预紧力，并控制同一高度处所有支顶板86的预紧力相相等，从而保证同一高度处各伸缩顶紧组件8的伸缩长度相同，使各点受力均匀，达到自动调平的目的，进而保证对上层支撑梁2、中层支撑梁3、下层支撑梁4的支撑平稳性，将塔吊的垂直度偏差控制在0.2％内。在监测过程中若出现数据异常，可通过安装报警设备实现报警提醒。
优选的，上层支撑梁2、中层支撑梁3、下层支撑梁4可采用链轮等现有提升方式进行提升，提升速度为V，提升方向为竖直向上，如附图10所示，提升高度可根据施工需求确定，此处不再赘述。同理，本发明也可实现塔机1的下降。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：包括塔机(1)、上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)、下层支撑梁(4)、核心筒(5)、伸缩梁组件(6)、爬升组件(7)和伸缩顶紧组件(8)；上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)均为矩形框架结构，上层支撑梁(2)和中层支撑梁(3)贯穿安装在塔机(1)上，下层支撑梁(4)固定安装在塔机(1)的下端，塔机(1)通过上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)安装在核心筒(5)内；核心筒(5)的两侧剪力墙上竖向间隔形成有若干个洞口(51)，上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的底部均设有至少一组伸缩梁组件(6)，伸缩梁组件(6)的两端能伸缩并插入至两侧剪力墙的洞口(51)内，使塔机(1)架设在核心筒(5)内；上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的边角处均设有爬升组件(7)，且爬升组件(7)与核心筒(5)的内壁滑动接触，使上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)分别能通过爬升组件(7)沿核心筒(5)的内壁上下滑动；上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的边角处均设有伸缩顶紧组件(8)，伸缩顶紧组件(8)能水平伸长并垂直顶紧在核心筒(5)的内壁上，使上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)能通过伸缩顶紧组件(8)相对固定在核心筒(5)内。
2.根据权利要求1所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：每组所述的伸缩梁组件(6)均包括主梁(61)、伸缩梁(62)和伸缩传动机(63)；上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的底部均固定安装有主梁(61)，且主梁(61)的两端分别面向核心筒(5)两侧剪力墙上的洞口(51)设置；
一对伸缩梁(62)的一端分别同轴套接在主梁(61)的两端，一对伸缩传动机(63)分别安装在主梁(61)上，且一对伸缩传动机(63)的输出端分别与一对伸缩梁(62)对应连接，使伸缩梁(62)通过伸缩传动机(63)相对主梁(61)同轴伸缩，且伸缩梁(62)的另一端能插入至核心筒(5)两侧剪力墙的洞口(51)内并搁置在洞口(51)底部的连梁(52)上。
3.根据权利要求2所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：所述的主梁(61)上设有润滑结构，使伸缩梁(62)与主梁(61)之间通过润滑结构相对滑动伸缩；润滑结构为联排滚动轴(64)，联排滚动轴(64)设置在伸缩梁(62)的顶部和底部，且联排滚动轴(64)的滚动轴轴向与伸缩梁(62)的轴向垂直，使主梁(61)的内壁通过联排滚动轴(64)与伸缩梁(62)的外壁滑动接触。
4.根据权利要求2所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：所述的上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的底部均对称安装有一对伸缩梁组件(6)，一对伸缩梁组件(6)之间设有防扭转次梁(65)，防扭转次梁(65)的两端分别通过转轴(66)可转动式连接在一对主梁(61)之间；
所述的伸缩梁(62)的底部通过万向球铰(67)可转动式安装有垂直调节支座(68)，垂直调节支座(68)能贴合在连梁(52)上。
5.根据权利要求1所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：每组所述的爬升组件(7)均包括爬升连接座(71)和坦克轮(72)，坦克轮(72)通过爬升连接座(71)安装在上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的边角处，且坦克轮(72)与核心筒(5)的内壁滑动接触。
6.根据权利要求1所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：每组所述的伸缩顶紧组件(8)均包括驱动件(81)、自锁油缸(82)、自锁丝杆(83)、自锁套筒(84)和顶紧支座结构；自锁套筒(84)安装在上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)的边角处，驱动件(81)安装在自锁套筒(84)的底部，自锁丝杆(83)的一端旋接在自锁套筒(84)内并与驱动件(81)的输出端连接，自锁丝杆(83)的另一端与自锁油缸(82)螺纹旋接并与自锁油缸(82)内的活塞连接；顶紧支座结构自锁油缸(82)的活塞连接并通过自锁油缸(82)顶紧在核心筒(5)的内壁上。
7.根据权利要求6所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统，其特征是：所述的顶紧支座结构包括万向铰座(85)、支顶板(86)和防倾覆爪(87)；支顶板(86)的一个端面通过万向铰座(85)与自锁油缸(82)可转动式连接，支顶板(86)的另一个端面能通过自锁油缸(82)贴合在核心筒(5)的内壁上；防倾覆爪(87)的一端设置在自锁油缸(82)上，防倾覆爪(87)的另一端能顶紧在核心筒(5)的内壁上且位于支顶板(86)的上方，顶紧支座结构的支顶方向与伸缩梁组件(6)的伸缩方向垂直。
8.一种权利要求1所述的重载塔吊的免附着件自攀爬系统的免附着件自攀爬方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)底部的伸缩梁组件(6)的两端分别伸长并插入在核心筒(5)的洞口(51)内，使塔机(1)架设在核心筒(5)内；
步骤2：上层支撑梁(2)、中层支撑梁(3)和下层支撑梁(4)四周的伸缩顶紧组件(8)伸长并顶紧在核心筒(5)的内壁上；
步骤3：上层支撑梁(2)四周的伸缩顶紧组件(8)缩回并与核心筒(5)的内壁分离；
步骤4：上层支撑梁(2)通过爬升组件(7)向上提升，提升到位后将上层支撑梁(2)底部的伸缩梁组件(6)的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口(51)内；
步骤5：上层支撑梁(2)四周的伸缩顶紧组件(8)伸出并顶紧在核心筒(5)的内壁上；
步骤6：中层支撑梁(3)四周的伸缩顶紧组件(8)缩回并与核心筒(5)的内壁分离，同时，中层支撑梁(3)底部的伸缩梁组件(6)的两端分别从洞口(51)中缩回；
步骤7：中层支撑梁(3)通过爬升组件(7)向上提升，提升到位后将中层支撑梁(3)底部的伸缩梁组件(6)的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口(51)内；
步骤8：中层支撑梁(3)四周的伸缩顶紧组件(8)伸出并顶紧在核心筒(5)的内壁上；
步骤9：下层支撑梁(4)四周的伸缩顶紧组件(8)缩回并与核心筒(5)的内壁分离，同时，下层支撑梁(4)底部的伸缩梁组件(6)的两端分别从洞口(51)中缩回；
步骤10：下层支撑梁(4)和塔机(1)通过爬升组件(7)同步向上提升，提升到位后将下层支撑梁(4)底部的伸缩梁组件(6)的两端分别伸长并插入在相应高度的洞口(51)内；
步骤11：下层支撑梁(4)四周的伸缩顶紧组件(8)伸出并顶紧在核心筒(5)的内壁上；
步骤12：重复步骤6至步骤8，将中层支撑梁(3)通过爬升组件(7)向上提升至上层支撑梁(2)的下方，完成一个塔机(1)的爬升过程。
9.根据权利要求8所述的免附着件自攀爬方法，其特征是：所述的伸缩顶紧组件(8)顶紧在核心筒(5)的内壁上时，通过自锁油缸(82)向支顶板(86)施加预紧力，且该预紧力为额定荷载的1.5倍；
从自锁油缸(82)读取支顶板(86)与核心筒(5)的内壁之间的压力值，并实时监测预紧力变化，并在预紧力变化时利用自动化控制预紧力补偿，始终保持预紧力＝1.5*额定荷载。
10.根据权利要求8所述的免附着件自攀爬方法，其特征是：所述的伸缩顶紧组件(8)顶紧在核心筒(5)的内壁上时，支顶板(86)上设有压力传感器，通过压力传感器实时监测采集同一高度处所有支顶板(86)对核心筒(5)内壁的预紧力，并控制同一高度处所有支顶板(86)的预紧力相相等，使同一高度处各伸缩顶紧组件(8)的伸缩长度相同，将塔吊的垂直度偏差控制在0.2％内。
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| CN202210292035.1A CN114634119A (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 重载塔吊的免附着件自攀爬系统及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115196559A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-10-18 | 秦皇岛优益重工科技有限公司 | 一种新型步履式液压顶升的安装提升架及提升方法 |
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2022
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| CN115196559B (zh) * | 2022-09-16 | 2022-12-13 | 秦皇岛优益重工科技有限公司 | 一种步履式液压顶升的安装提升架及提升方法 |
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