CN115478674A - 一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢结构焊接技术领域的一种高空焊接作业平台，包括平台板；U型连接架，两个U型连接架的开口朝向平台板设置，U型连接架的上支脚与平台板一侧固定连接；限位销，限位销插接固定于平台板的插接孔中，限位销的底端位于平台板的下方，且限位销与U型连接架的下支脚的水平距离为S,0.5L＜S＜1L；吊耳，多个吊耳与平台板固定连接，且每个吊耳到悬挑平台重心的距离相等；护栏，护栏整体呈U型，且护栏固定连接于平台板的余下三侧的上方。本发明不仅具有结构简单，加工材料易得，拆装灵活，连接牢固，可多次重复使用的优点，还可以降低施工成本，也可减小安全隐患，同时还能提高工作效率与质量，加快施工进度、节约资源和成本。

Description

一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台

技术领域

本发明涉及钢结构焊接技术领域，具体涉及一种高空焊接作业平台。

背景技术

钢结构是由钢制材料组成的结构，它是主要的建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻和施工简单的优点，广泛应用于大型厂房、场馆和超高层等领域。

随着钢结构建筑的广泛应用，钢结构建筑在高层和超高层建筑上的运用日益成熟，逐渐成为主流的建筑工艺，是未来建筑的发展方向。在钢结构建筑施工时，需要对钢结构的立柱柱头进行焊接作业，对于低层建筑而言，可以采用搭建脚手架的方式，为焊接工人提供作业站点，但对于高层和超高层建筑而言，由于搭建脚手架存在工作量大和工作效率低的缺点，是不宜搭建脚手架的。所以，在实际生产活动中，焊接工人普遍采用以钢结构的横梁为站点，将身子向外探出钢结构的方式，对立柱柱头进行焊接作业。但该焊接方式由于焊接工人的重心不在站点的正上方，导致安全系数较低，容易出现高空作业安全事故，同时，由于在焊接时不便于焊接工人移动，也导致焊接效率低下，越来越难以满足生产需求。

因此，如何提高钢结构的高空焊接效率并降低高空焊接风险，就成为了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用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，以解决现有焊接方式存在的安全风险高和焊接效率低的技术问题。

本发明所采用的技术方案为：一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，所述悬挑平台包括：

平台板；

U型连接架，两个所述U型连接架的开口朝向平台板设置，且所述U型连接架的上支脚与平台板一侧固定连接；

限位销，所述限位销由上到下插接固定于平台板的插接孔中，所述限位销的底端位于平台板的下方，且所述限位销与U型连接架的下支脚的水平距离为S,0.5L＜S＜1L；

吊耳，多个所述吊耳与平台板固定连接，且每个所述吊耳到悬挑平台重心的距离相等；

护栏，所述护栏整体呈U型，且所述护栏固定连接于平台板的余下三侧的上方；

其中，L为钢结构的横梁的宽度。

优选的，所述平台板包括纵向梁、横向梁和扁钢，两个所述纵向梁平行设置，所述横向梁和扁钢垂直连接在两个纵向梁之间，且所述插接孔设置在纵向梁的一端，并竖向贯穿所述纵向梁。

优选的，所述U型连接架的上支脚与纵向梁一体成型或焊接连接。

优选的，所述U型连接架的内侧和下支脚的端面设有柔性材料层。

优选的，所述限位销包括插销和连接绳，所述插销插接于插接孔中，所述连接绳的一端与插销顶端固定连接，另一端与所述平台板的纵向梁固定连接。

优选的，所述护栏包括横向支杆和竖向支杆，所述竖向支杆的底端与平台板固定连接，所述横向支杆设置在平台板的三侧，并与所述竖向支杆固定连接。

优选的，所述护栏的高度为1200mm，长度为800mm，宽度为800mm。

优选的，所述平台板、U型连接架和护栏的表面喷涂有防锈层。

优选的，所述防锈层包括环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和氯化橡胶面漆的三层涂层。

优选的，所述防锈层包括黄色油漆和黑色油漆的混合涂层。

本发明的有益效果：

本发明采用卡接悬挂结构，先在平台板上设置多个与重心等距的吊耳，用于将悬挑平台水平起吊至钢结构一侧；然后在平台板的一侧固定连接有两个的U型连接架，可通过U型连接架与横梁的翼缘板卡接连接，将悬挑平台与钢结构的水平连接；最后在平台板靠近U型连接架的一侧插接连接有限位销，通过限位销与横梁的翼缘板的止挡配合，限制U型连接架和横梁的相对水平移动，进而使得悬挑平台能够水平固定连接于钢结构的一侧，便于焊接人员站位和移动，从而保证焊接人员的人身安全，并提高焊接人员的焊接作业效率。

附图说明

图1为本发明的用于柱头高空焊接作业的悬挑平台的结构示意图；

图2为本发明的用于柱头高空焊接作业的悬挑平台的主视图；

图3为本发明的用于柱头高空焊接作业的悬挑平台拆除护栏后的俯视图；

图4为U型连接架的受力分析图；

图5为平台板110的受力分析图；

图6为H型槽钢的主视图。

图中附图标记说明：

100、悬挑平台；

110、平台板；

111、纵向梁；112、横向梁；113、扁钢；114、插接孔；

120、U型连接架；

130、限位销；

131、插销；132、连接绳；

140、吊耳；

150、护栏；

151、横向支杆；152、竖向支杆；

160、柔性材料层；

200、横梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例，如图1-图3所示，一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，该悬挑平台100能够水平悬挂固定在钢结构的横梁200的一侧，并用于供焊接人员站立，从而便于对钢结构的立柱柱头进行焊接作业；该悬挑平台100包括：

平台板110，在该平台板110的连接侧设有至少两个上下贯通的插接孔114。

U型连接架120，该U型连接架120的数量至少为两个并平行设置，且每个U型连接架120的开口均朝向平台板110设置，同时每个U型连接架120的上支脚的端部均与平台板110连接侧水平固定连接。

限位销130，该限位销130与插接孔114为一一对应关系，并由上到下插接固定于插接孔114中，同时限位销130的底端位于平台板110的下方，且限位销130与U型连接架120的下支脚端部的水平距离为S,0.5L＜S＜1L，使得限位销130的底端能够与横梁200形成止挡配合，防止横梁200与U型连接架120发生相对移动并从U型连接架120内部脱出。

吊耳140，该吊耳140的数量至少为3个并与平台板110固定连接，且每个吊耳140到悬挑平台100重心的距离相等，使得悬挑平台100能够水平起吊。

护栏150，该护栏150整体呈U型，且该护栏150设置在平台板110余下三侧的上方，并与平台板110固定连接，用于保护焊接工人的人身安全。

其中，L为钢结构的横梁200的宽度，也就是横梁200的翼缘板的宽度。

本申请采用卡接悬挂结构。悬挑平台100由平台板110、U型连接架120、限位销130、吊耳140和护栏150组成，多个吊耳140与平台板110固定连接，且每个吊耳140与悬挑平台100重心的距离相等，使得悬挑平台100起吊时能够保持水平状态，便于将悬挑平台100水平起吊至钢结构一侧；两个的U型连接架120平行设置，并与平台板110的连接侧固定连接，可通过U型连接架120与横梁200翼缘板的卡接连接，将悬挑平台100与钢结构的横梁200水平连接；在平台板110与U型连接架120连接的一侧设有插接孔114，且限位销130自上而下插接固定在插接孔114中，使得限位销130的底端能够与横梁200的翼缘板在水平方向上形成止挡配合，进而限制U型连接架120和横梁200的相对水平移动，从而将悬挑平台100水平悬挂固定连接于钢结构的一侧，便于焊接人员站位和焊接作业，可以提高焊接人员的焊接作业效率；护栏150呈U型固定连接在平台板110的上方，可以保证焊接人员的人身安全，防止安全生产事故的发生。

在一具体实施例中，如图1、图2、图3所示，该平台板110整体为钢制的方形板状体构件，且两个U型连接架120固定连接于方形板状体构件的左侧。

具体的，该平台板110包括纵向梁111、横向梁112和扁钢113；其中，两个纵向梁111一前一后平行设置，多个横向梁112线性分布在两个纵向梁111之间，且每个横向梁112的两端分别与纵向梁111垂直固定连接；多根扁钢113平行设置在相邻两根横向梁112之间，并与两个纵向梁111垂直固定连接；或者多根扁钢113平行设置在两个纵向梁111之间，并与两根横向梁112垂直固定连接。

如此设置，是因为：在对立柱柱头进行焊接作业时，焊接工人需要移动自己的站位，以便于调整焊接姿态，所以平台板110需要具有足够的结构强度，同时，悬挑平台100的重量也需要满足与横梁200水平固定连接的要求。在本实施例中，使用工字钢或H型钢梁作为纵向梁111和横向梁112的原材料，并采用焊接的方式，将两个纵向梁111和多根横向梁112垂直焊接固定，并形成平台板110的基本框架，可以保证悬挑平台100的结构强度；在相邻两根横向梁112之间垂直焊接有多根扁钢113，不仅可以满足焊接人员的站位需求，还可最大程度的减轻悬挑平台100的重量。

优选的，如1、图2图所示，两个纵向梁111的左端沿长度方向延伸，并形成用于与U型连接架120固定连接的连接段，也就是纵向梁111在平台板110的连接侧向外延伸；且每个纵向梁111的连接段上均设有插接孔114，该插接孔114沿竖直方向设置，并上下贯穿纵向梁111。

如此设置，是因为：平台板110通过U型连接架120与钢结构的横梁200卡接连接后，还需要对U型连接架120和横梁200在水平方向上的相对移动进行限制。在本实施例中，将平台板110的纵向梁111沿长度方向延伸，当纵向梁111的端部与U型连接架120的上支脚固定连接后，可将限位销130插入纵向梁111上的插接孔114中，通过限位销130对横梁200的阻挡作用，防止U型连接架120与横梁200发生相对移动，进而保证悬挑平台100与钢结构的横梁200连接的稳定性。

更优选的，如图1所示，U型连接架120的上支脚与纵向梁111一体成型，或者U型连接架120的上支脚端部与纵向梁111的左端焊接连接。

如此设置，是因为：采用一体成型结构，或者焊接连接结构，可以保证U型连接架120与平台板110的连接强度。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，在U型连接架120的内侧和下支脚的端面设有柔性材料层160，也就是在U型连接架120和横梁200的接触面上设有柔性材料层160。

如此设置，是因为：在U型连接架120和横梁200的接触面上设有柔性材料层160，当U型连接架120和横梁200之间发生相互作用力时，柔性材料层160不仅可以起到缓冲作用，还可以避免应力集中，防止横梁200的上翼缘板断裂导致的安全事故。

在一具体实施例中，如图2所示，该限位销130包括插销131和连接绳132，插销131自上而下的插接于插接孔114中，且插销131的轴向长度大于插接孔114的轴向长度，以使插销131的底端位于平台板110的纵向梁111的下方，并与钢结构的横梁200形成止挡配合；该连接绳132的一端与插销131顶端固定连接，另一端与纵向梁111或U型连接架120固定连接。

如此设置，是因为：在实际生产活动中，需要对钢结构不同位置的立柱柱头进行焊接作业，所以，需要频繁更换悬挑平台100与钢结构的连接位置，也就是需要频繁起吊、安装和拆卸悬挑平台100；由于限位销130与平台板110的纵向梁111为插接连接关系，所以在起吊悬挑平台100时，限位销130与纵向梁111是不连接的，容易导致限位销130掉落或丢失，进而影响钢结构的立柱柱头焊接作业。在本实施例中，限位销130包括插销131和连接绳132，并将连接绳132的一端与插销131顶端固定连接，另一端与平台板110的纵向梁111固定连接，可有效杜绝起吊过程中限位销130丢失现象。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，该护栏150为栅栏式框体构件，并包括横向支杆151和竖向支杆152，竖向支杆152的数量为四根，并一一对应设置在平台板110的四个边角位置，且竖向支杆152的底端与平台板110焊接固定连接；多根横向支杆151沿水平方向设置在平台板110的三侧，且每个横向支杆151的两端分别与竖向支杆152焊接固定连接，使得护栏150整体呈左端开口的U型。

如此设置，是因为：在本实施例中，在平台板110的侧面固定连接有圆钢管焊接成的护栏150，可有效保护高空作业的焊接工人的人身安全；同时，该护栏150的开口朝向U型连接架120一侧，便于焊接工人从钢结构的横梁200上移动到平台板110上。

优选的，如图2、图3所示，该护栏150的高度为1200mm，长度为800mm，宽度为800mm。

在一具体实施例中，该平台板110、U型连接架120和护栏150的表面均喷涂有防锈层。

如此设置，是因为：在悬挑平台100的表面喷涂防锈层，可以使其不易生锈腐蚀，延长使用寿命。

具体的，防锈层可以是环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和氯化橡胶面漆的三层涂层；也可以是黄色油漆和黑色油漆的混合涂层。

本发明的悬挑平台的使用过程如下：

使用钢丝绳将悬挑平台100的四个吊耳140与塔吊的吊钩连接，并通过塔吊将悬挑平台100水平起吊至钢结构的一侧，然后通过控制悬挑平台100的升降和平移，将横梁200的翼缘板插入U型连接架120的内部，最后手动将限位销130插入平台板110的插接孔114中即可。

平台板110和U型连接架120的受力分析：

在一实施例中，该悬挑平台100的纵向梁111、横向梁112和U型连接架120的材料为10#槽钢，且U型连接架120的厚度10mm；该U型连接架120挂载于钢结构的横梁200上，纵向梁111和横向梁112组成平台板110的框架结构，且平台板110和护栏150的重量和为50kg。

假设焊接作业时人员及设备材料的重量最大为150kg，因此在焊接作业时，悬挑平台100受到的重力作用为200kg。如图1、图2所示，在重力作用下，悬挑平台100的U型连接架120在转角部位受到横梁200的反向作用力，且只有在U型连接架120受力不发生弯曲和变形时，才能保证立柱柱头高空焊接作业的安全进行。

图中：G为悬挑平台100和焊接人员及设备材料的整体重力；N为横梁200在竖直方向上对U型连接架120的反作用力；F1为平台板110对U型连接架120施加横向拉力；F2为U型连接架120对平台板110施加的横向拉力。

因为整体重力G和反作用力N大小相等，方向相反，达到受力平衡，只需考虑横向拉力F1。由于U型连接架120所用材料是10#槽钢。根据公式σmax＝Mmax/Wz≤[σ](源自《工程力学》)式中：Mmax为最大弯矩；Wz为横截面的抗弯截面系数，查表可知Wz＝39.4cm³；[σ]为材料的许用弯曲应力，槽钢是Q235普碳钢，[σ]＝1400kg/cm²；所以Mmax＝F1×L＝1/2×(50+150)Kg×10N/Kg×0.50m＝500N·m；代入公式：σmax＝Mmax/Wz＝126.9kg/cm²。

可知σmax＜[σ]，所以，在此负荷下，U型连接架120不会弯曲，可以保证悬挑平台100与横梁200连接的稳定性。

因为横向拉力F2与F1大小相等，方向相反，所以只需考虑整体重力G是否可以使平台板110的纵向梁111断裂即可。由已知条件可知整体重力G为2000N。根据五金手册查得10#槽钢的[σ]每平方厘米为14000N，所以G＜[σ]，在此负荷下，10#槽钢不会断裂，可以保证悬挑平台100使用时的安全性。

相比于现有技术，本申请至少具有以下有益技术效果：

本申请中的用于钢结构高空单人焊接作业的悬挑平台，不仅具有结构简单，加工材料易得，拆装灵活，连接牢固，可多次重复使用的优点，还可以降低施工成本，也可减小安全隐患，同时还能提高工作效率与质量，加快施工进度、节约资源和成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述悬挑平台(100)包括：

平台板(110)；

U型连接架(120)，两个所述U型连接架(120)的开口朝向平台板(110)设置，且所述U型连接架(120)的上支脚与平台板(110)一侧固定连接；

限位销(130)，所述限位销(130)由上到下插接固定于平台板(110)的插接孔(114)中，所述限位销(130)的底端位于平台板(110)的下方，且所述限位销(130)与U型连接架(120)的下支脚的水平距离为S,0.5L＜S＜1L；

吊耳(140)，多个所述吊耳(140)与平台板(110)固定连接，且每个所述吊耳(140)到悬挑平台(100)重心的距离相等；

护栏(150)，所述护栏(150)整体呈U型，且所述护栏(150)固定连接于平台板(110)的余下三侧的上方；

其中，L为钢结构的横梁(200)的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述平台板(110)包括纵向梁(111)、横向梁(112)和扁钢(113)，两个所述纵向梁(111)平行设置，所述横向梁(112)和扁钢(113)垂直连接在两个纵向梁(111)之间，且所述插接孔(114)设置在纵向梁(111)的一端，并竖向贯穿所述纵向梁(111)。

3.根据权利要求2所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述U型连接架(120)的上支脚与纵向梁(111)一体成型或焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述U型连接架(120)的内侧和下支脚的端面设有柔性材料层(160)。

5.根据权利要求1所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述限位销(130)包括插销(131)和连接绳(132)，所述插销(131)插接于插接孔(114)中，所述连接绳(132)的一端与插销(131)顶端固定连接，另一端与所述平台板(110)的纵向梁(111)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述护栏(150)包括横向支杆(151)和竖向支杆(152)，所述竖向支杆(152)的底端与平台板(110)固定连接，所述横向支杆(151)设置在平台板(110)的三侧，并与所述竖向支杆(152)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述护栏(150)的高度为1200mm，长度为800mm，宽度为800mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述平台板(110)、U型连接架(120)和护栏(150)的表面喷涂有防锈层。

9.根据权利要求8所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述防锈层包括环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和氯化橡胶面漆的三层涂层。

10.根据权利要求8所述的一种用于柱头高空焊接作业的悬挑平台，其特征在于，所述防锈层包括黄色油漆和黑色油漆的混合涂层。

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