CN115709958A - 一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工设备技术领域，具体涉及一种控制桁架提升精度和安全的提升结构及方法，所述提升结构包括提升装置、水平位移监测装置、竖向位移监测装置、控制系统和钢桁架；提升装置设置在钢桁架设计位置的上方，其输出端通过钢牛腿与钢桁架连接；水平位移监测装置设置在钢桁架竖向提升线路的两侧，钢桁架通过设置在钢桁架下弦杆两端的滚轮与水平位移监测装置滚动连接；竖向位移监测装置设置在钢桁架提升吊点在地面的竖直投影点位置；控制系统与水平位移监测装置和竖向位移监测装置通信连接。本发明在桁架的提升过程中，可实时查看桁架的水平偏移情况，发现问题后可及时进行调整，避免了大量的小幅度提升，减少了施工时间。

Description

一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构及方法

技术领域

本发明涉及建筑施工设备技术领域，具体涉及一种控制桁架提升精度和安全的提升结构。

本发明还涉及一种该提升结构的提升方法。

背景技术

随着近代工程技术科学和经济的迅猛发展，土木行业中的超高层建筑日益增多，同时向着体型复杂，功能多样性等方向发展，为了更好的满足建筑功能和建筑艺术的需要，诞生了带转换层结构、加强层结构、错层结构、多塔楼结构、竖向缩塔结构和立面开动等复杂结构形式。

转换层结构作为其中必不可少的一部分，使用率也越来越高，尤其是在多塔结构体系中钢桁架转换层起到了承上启下的作用，并为相邻的塔楼提供了连接。钢桁架转换层受力合理明确、构造简单、自重较轻，能够适应大跨度的转换，在未来具有更加广泛的应用前景。

目前高空转换钢桁架提升作业主要通过小幅度提升桁架之后静置4-12小时，采用全站仪等仪器观察桁架所处位置与实际位置的偏差，然后以微调的方式保持竖向提升精度，再次小幅度提升，然后静置观察调整，如此循环往复，直至将桁架提升至指定位置。这种提升方案需对桁架进行多次提升，无法一次性将桁架提升至设计位置，无法在桁架提升过程中进行实时监测，桁架发生偏移后无法及时进行调整，且难以保证桁架的提升精度，费时费力。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，可以对提升过程中桁架的偏移情况进行实时监测，及时调整，使其可以快速提升到设计位置，提高提升效率，减少吊装工期。

本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种上述提升结构的提升方法。

一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，包括提升装置、水平位移监测装置、竖向位移监测装置、控制系统和钢桁架。

所述钢桁架下弦箱梁的两侧设置有钢牛腿，所述提升装置设置在钢桁架设计位置的上方，其输出端与钢牛腿连接。

所述水平位移监测装置设置在钢桁架。竖向提升线路的两侧，所述钢桁架。通过设置在钢桁架。下弦杆两端的滚轮。与水平位移监测装置滚动连接。

所述竖向位移监测装置设置在钢桁架提升吊点在地面的竖直投影点位置，其通过内置的无线传输模块与控制系统连接。

所述控制系统还通过导线与水平位移监测装置连接。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述提升装置包括提升支架、液压提升器、钢绞线和液压泵源系统，所述提升支架通过预装桁架固定在钢桁架设计位置的上方，所述液压提升器安装在所述提升支架上，所述钢绞线的一端与液压提升器连接，另一端通过钢牛腿与钢桁架固接，所述液压泵源系统与液压提升器连接。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述水平位移监测装置包括轨道、压力传感器和位移传感器，所述轨道平行于钢桁架的竖向提升线路设置，其通过预制钢桁架与钢桁架两侧的楼体连接，所述滚轮与轨道上凹槽的底部连接，所述压力传感器和位移传感器位于轨道的背面，所述压力传感器和位移传感器均沿轨道的轴向方向间隔设置，所述导线粘贴在轨道的外壁上，其一端与压力传感器或位移传感器连接，另一端与控制系统连接。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述轨道由20#槽钢制成，其距离钢桁架与滚轮连接端的距离为0.3m～0.5m。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述压力传感器采用应变式芯片，所述位移传感器的型号为NADO，每相邻两个位移传感器之间的间距为1m。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述滚轮在钢桁架无水平偏移时可在凹槽内上下自由滚动且不产生压力。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述竖向位移监测装置为相位式激光测距仪，所述无线传输模块的传输方式包括蓝牙、WIFI、NB-LOT和LORA。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述控制系统包括采集箱和显示终端，所述采集箱内部设置有集成化计算机模块，其输入端通过导线与压力传感器和位移传感器连接，将上述二者所测得钢桁架提升过程中所产生的水平位移及其所产生的水平压力进行采集分析，然后通过输出端上传至显示终端。

作为本发明中控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的一种优选，所述显示终端连接有报警装置，当所测得的水平位移和/或水平压力超过报警装置所设定的阈值即启动示警。

本发明还提供了一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的提升方法，具体提升方法如下：

S1：提升装置的安装：将提升支架通过预装桁架安装于钢桁架设计位置的上方，将液压提升器安装在提升支架上，将钢绞线的一端与液压提升器连接，最后将液压泵源系统与液压提升器连接；

S2：钢牛腿与滚轮的安装：通过S1中吊点的投影位置确定钢桁架的竖向提升路线，然后将钢牛腿焊接在钢桁架下弦箱梁的两侧，将钢绞线的另一端与钢牛腿连接，并将滚轮通过临时焊接的方式安装在下弦杆的两端；

S3：水平位移监测装置安装：将位移传感器和压力传感器均间隔安装于槽钢的背面，相邻两个压力传感器之间的距离设置为一米，将导线粘贴在槽钢的外壁上，并将其一端与位移传感器或压力传感器连接，随后通过预制钢桁架将槽钢与钢桁架竖向提升线路两侧已建好的楼体连接，安装完成后槽钢与钢桁架端部的距离应为0.3m～0.5m，且安装完成后槽钢上凹槽的底部应刚好与滚轮连接，最后将导线的另一端与采集箱连接；

S4：竖向位移监测装置的安装：将激光测距仪安装在钢桁架提升吊点在地面的竖直投影点位置，并通过内部的无线传输模块将激光测距仪与显示终端连接；

S5：提升作业：首先检查提升装置、水平位移监测装置是否存在安全隐患，显示终端能否显示压力传感器、位移传感器和激光测距仪所测得的数据，一切正常后，开始提升；

S5.1：提升过程中通过显示终端实时监测钢桁架经过测点压力的变化，查看激光测距仪所测各吊点的位移是否相同，若不同吊点间相差20mm以上，则停止提升，通过液压泵源系统对各吊点进行微调，使其处于同一水平面；

S5.2：当槽钢背面压力传感器所测得参数超过2e⁴kN时，停止提升，通过千斤顶将受压一侧的液压提升器向反方向微调，调整完毕后方可继续提升，当槽钢背面位移传感器所测得参数达到15mm，停止提升，对其进行矫正后方可继续提升，直至钢桁架到达设计位置；

S6：完成提升作业后，拆除水平位移监测装置和竖向位移监测装置。

本发明技术方案，具有如下优点：

1、本发明通过在钢桁架两端的楼体上设置水平位移监测装置，在钢桁架的提升过程中，作业人员可通过控制系统实时查看钢桁架的水平偏移情况，发现问题后及时对钢桁架进行调整，无需小幅度提升静置后使用全站仪等仪器对钢桁架进行观察，避免了大量的小幅度提升，减少了施工时间。

2、本发明通过在钢桁架提升吊点在地面的竖直投影点位置处设置竖向位移监测装置，使得作业人员可通过控制系统实时查看各吊点的竖向位移情况，防止各吊点不同步提升导致的钢桁架侧翻，保证了施工安全。

3、本发明通过滚轮与滑轨相配合，对钢桁架起到了一定的导向作用，利于短时间内将钢桁架吊装至设计位置，提高了施工精度和效率，降低了施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的整体结构结构示意图。

图2为本发明的轨道结构示意图。

图3为本发明的传感器布置示意图。

图4为本发明的激光测距仪布置示意图。

附图标记说明：

1、钢桁架；101、滚轮；2、提升支架；3、液压提升器；4、钢绞线；5、轨道；6、压力传感器；7、位移传感器；8、导线；9、激光测距仪。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供了一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，如图1所示，包括提升装置、水平位移监测装置、竖向位移监测装置、控制系统和钢桁架1。

所述钢桁架1下弦箱梁靠近楼体的两侧设置有钢牛腿，所述提升装置设置在钢桁架1设计位置的上方，其输出端与钢牛腿连接。

所述水平位移监测装置设置在钢桁架1竖向提升线路的两侧，所述钢桁架1通过设置在钢桁架1下弦杆两端的滚轮101与水平位移监测装置滚动连接；水平位移监测装置既可以检测钢桁架1在水平方向上的偏移量，还可以在钢桁架1提升过程中起到一定的限位作用。

所述竖向位移监测装置设置在钢桁架1提升吊点在地面的竖直投影点位置，其通过内置的无线传输模块与控制系统连接。

所述控制系统还通过导线8与水平位移监测装置连接。

采用上述结构，通过在钢桁架1两端的楼体上设置水平位移监测装置，在钢桁架1提升过程中，作业人员可通过控制系统实时查看钢桁架1的水平偏移情况，发现问题后及时对钢桁架1进行调整，无需小幅度提升静置后使用全站仪等仪器对钢桁架1进行观察，避免了大量的小幅度提升，减少了施工时间；同时设置在钢桁架1提升吊点在地面的竖直投影点位置处的激光测距仪9，使得作业人员可实时查看各吊点的竖向位移情况，防止各吊点不同步提升导致的钢桁架1侧翻，保证了施工安全。

在本实施例中，所述提升装置包括提升支架2、液压提升器3、钢绞线4和液压泵源系统，钢桁架1安装在两个楼体之间，提升支架2的数量为偶数个，提升支架2分为两组，两组提升支架2分别通过预装桁架安装在钢桁架1设计位置上方的钢筋混凝土楼面上，每个提升支架2上均设置有液压提升器3，钢绞线4的一端与液压提升器3连接，另一端通过钢牛腿与钢桁架1固接，所述液压泵源系统与液压提升器3连接。

如图2～3所示，在本实施例中，所述水平位移监测装置包括轨道5、压力传感器6和位移传感器7，所述轨道5平行于钢桁架1的竖向提升线路设置，其通过预制钢桁架与钢桁架1两侧的楼体连接，保证其具有承担部分水平应力的强度，所述滚轮101与轨道5上凹槽的底部连接，其在钢桁架1无水平偏移时可在凹槽内上下自由滚动且不产生压力，该滚轮101在钢桁架1提升过程中发生偏移时，可以传递钢桁架1发生偏移所带来的压力。多个所述压力传感器6间隔安装在轨道5的背面，并沿其轴向方向延伸；多个所述位移传感器7同样位于在轨道5的背面，且安装在压力传感器6附近，相邻的两个位移传感器7之间的间距为1m。所述导线8粘贴在轨道5的外壁上，其一端与压力传感器6或位移传感器7连接，另一端与控制系统连接。

在本实施例中，所述轨道5由20#槽钢加工制作而成，其距离钢桁架1与滚轮101连接端的距离为0.3m～0.5m。

采用上述结构，槽钢为施工现场的常用材料，便于制作，且其具有一定的结构强度，可以满足相关的提升要求。

在本实施例中，所述压力传感器6采用应变式芯片，所述位移传感器7的型号为NADO。

如图4所示，在本实施例中，所述竖向位移监测装置为相位式激光测距仪9，所述无线传输模块的传输方式包括蓝牙、WIFI、NB-LOT和LORA。

在本实施例中，所述控制系统包括采集箱和显示终端，所述采集箱使用FieldDAQ应变/桥输入设备，通过导线8收集水平位移监测装置所采集的数据后经过其内部的集成化计算机模块处理，然后上传至显示终端，施工作业人员通过显示终端对提升过程进行调控，控制系统通过采集箱和显示终端实现钢桁架1提升过程中水平应力和位移的可视化。

在本实施例中，显示终端还与报警装置相连接，若所测得的水平力或位移超过所设定的阈值即启动示警，提醒作业人员及时停止提升作业，对钢桁架1进行调整。

在本实施中，所述显示终端为手机、平板电脑或计算机。

本实施例还提供了一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的提升方法，具体包括如下步骤：

S1：提升装置的安装：将提升支架2通过预装桁架安装于钢桁架1设计位置的上方，将液压提升器3安装在提升支架2上，将钢绞线4的一端与液压提升器3连接，最后将液压泵源系统与液压提升器3连接。

S2：钢牛腿与滚轮的安装：通过S1中吊点的投影位置确定钢桁架1的竖向提升路线，然后将钢牛腿焊接在钢桁架1下弦箱梁的两侧，将钢绞线4的另一端与钢牛腿连接，并将滚轮101通过临时焊接的方式安装在下弦杆的两端。

S3：水平位移监测装置安装：将位移传感器7和压力传感器6均间隔安装于槽钢的背面，相邻两个压力传感器6之间的距离设置为一米，将导线8粘贴在槽钢的外壁上，并将其一端与位移传感器7或压力传感器6连接，随后通过预制钢桁架将槽钢与钢桁架1竖向提升线路两侧已建好的楼体连接，安装完成后槽钢与钢桁架1端部的距离应为0.3m～0.5m，且安装完成后槽钢上凹槽的底部应刚好与滚轮101连接，最后将导线8的另一端与采集箱连接。

S4：竖向位移监测装置的安装：将激光测距仪9安装在钢桁架1提升吊点在地面的竖直投影点位置，并通过内部的无线传输模块将激光测距仪9与显示终端连接。

S5：提升作业：首先检查提升装置、水平位移监测装置是否存在安全隐患，显示终端能否显示压力传感器6、位移传感器7和激光测距仪9所测得的数据，一切正常后，开始提升。

S5.1：提升过程中通过显示终端实时监测钢桁架1经过测点压力的变化，查看激光测距仪9所测各吊点的位移是否相同，若不同吊点间相差20mm以上，则停止提升，通过液压泵源系统对各吊点进行微调，使其处于同一水平面。

S5.2：当槽钢背面压力传感器6所测得参数超过2e⁴kN时，停止提升，通过千斤顶将受压一侧的液压提升器3向反方向微调，调整完毕后方可继续提升，当槽钢背面位移传感器7所测得参数达到15mm，停止提升，对其进行矫正后方可继续提升，直至钢桁架1到达设计位置。

S6：完成提升作业后，拆除水平位移监测装置和竖向位移监测装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于：包括提升装置、水平位移监测装置、竖向位移监测装置、控制系统和钢桁架(1)；

所述钢桁架(1)下弦箱梁的两侧设置有钢牛腿，所述提升装置设置在钢桁架(1)设计位置的上方，其输出端与钢牛腿连接；

所述水平位移监测装置设置在钢桁架(1)竖向提升线路的两侧，所述钢桁架(1)通过设置在钢桁架(1)下弦杆两端的滚轮(101)与水平位移监测装置滚动连接；

所述竖向位移监测装置设置在钢桁架(1)提升吊点在地面的竖直投影点位置，其通过内置的无线传输模块与控制系统连接；

所述控制系统还通过导线(8)与水平位移监测装置连接。

2.根据权利要求1所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述提升装置包括提升支架(2)、液压提升器(3)、钢绞线(4)和液压泵源系统，所述提升支架(2)通过预装桁架固定在钢桁架(1)设计位置的上方，所述液压提升器(3)安装在所述提升支架(2)上，所述钢绞线(4)的一端与液压提升器(3)连接，另一端通过钢牛腿与钢桁架(1)固接，所述液压泵源系统与液压提升器(3)连接。

3.根据权利要求1所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述水平位移监测装置包括轨道(5)、压力传感器(6)和位移传感器(7)，所述轨道(5)平行于钢桁架(1)的竖向提升线路设置，其通过预制钢桁架与钢桁架(1)两侧的楼体连接，所述滚轮(101)与轨道(5)上凹槽的底部连接，所述压力传感器(6)和位移传感器(7)位于轨道(5)的背面，所述压力传感器(6)和位移传感器(7)均沿轨道(5)的轴向方向间隔设置，所述导线(8)粘贴在轨道(5)的外壁上，其一端与压力传感器(6)或位移传感器(7)连接，另一端与控制系统连接。

4.根据权利要求3所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述轨道(5)由20#槽钢制成，其距离钢桁架(1)与滚轮(101)连接端的距离为0.3m～0.5m。

5.根据权利要求4所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述压力传感器(6)采用应变式芯片，所述位移传感器(7)的型号为NADO，每相邻两个位移传感器(7)之间的间距为1m。

6.根据权利要求5所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述滚轮(101)在钢桁架(1)无水平偏移时可在凹槽内上下自由滚动且不产生压力。

7.根据权利要求1所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述竖向位移监测装置为相位式激光测距仪(9)，所述无线传输模块的传输方式包括蓝牙、WIFI、NB-LOT和LORA。

8.根据权利要求1所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述控制系统包括采集箱和显示终端，所述采集箱内部设置有集成化计算机模块，其输入端通过导线(8)与压力传感器(6)和位移传感器(7)连接，将上述二者所测得钢桁架(1)提升过程中所产生的水平位移及其所产生的水平压力进行采集分析，然后通过输出端上传至显示终端。

9.根据权利要求8所述控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，其特征在于，所述显示终端连接有报警装置，当所测得的水平位移和/或水平压力超过报警装置所设定的阈值即启动示警。

10.一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构的提升方法，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种控制桁架同步提升精度和安全的提升结构，具体提升方法如下：

S1：提升装置的安装：将提升支架(2)通过预装桁架安装于钢桁架(1)设计位置的上方，将液压提升器(3)安装在提升支架(2)上，将钢绞线(4)的一端与液压提升器(3)连接，最后将液压泵源系统与液压提升器(3)连接；

S2：钢牛腿与滚轮的安装：通过S1中吊点的投影位置确定钢桁架(1)的竖向提升路线，然后将钢牛腿焊接在钢桁架(1)下弦箱梁的两侧，将钢绞线(4)的另一端与钢牛腿连接，并将滚轮(101)通过临时焊接的方式安装在下弦杆的两端；

S3：水平位移监测装置安装：将位移传感器(7)和压力传感器(6)均间隔安装于槽钢的背面，相邻两个压力传感器(6)之间的距离设置为一米，将导线(8)粘贴在槽钢的外壁上，并将其一端与位移传感器(7)或压力传感器(6)连接，随后通过预制钢桁架将槽钢与钢桁架(1)竖向提升线路两侧已建好的楼体连接，安装完成后槽钢与钢桁架(1)端部的距离应为0.3m～0.5m，且安装完成后槽钢上凹槽的底部应刚好与滚轮(101)连接，最后将导线(8)的另一端与采集箱连接；

S4：竖向位移监测装置的安装：将激光测距仪(9)安装在钢桁架(1)提升吊点在地面的竖直投影点位置，并通过内部的无线传输模块将激光测距仪(9)与显示终端连接；

S5：提升作业：首先检查提升装置、水平位移监测装置是否存在安全隐患，显示终端能否显示压力传感器(6)、位移传感器(7)和激光测距仪(9)所测得的数据，一切正常后，开始提升；

S5.1：提升过程中通过显示终端实时监测钢桁架(1)经过测点压力的变化，查看激光测距仪(9)所测各吊点的位移是否相同，若不同吊点间相差20mm以上，则停止提升，通过液压泵源系统对各吊点进行微调，使其处于同一水平面；

S5.2：当槽钢背面压力传感器(6)所测得参数超过2e⁴kN时，停止提升，通过千斤顶将受压一侧的液压提升器(3)向反方向微调，调整完毕后方可继续提升，当槽钢背面位移传感器(7)所测得参数达到15mm，停止提升，对其进行矫正后方可继续提升，直至钢桁架(1)到达设计位置；

S6：完成提升作业后，拆除水平位移监测装置和竖向位移监测装置。

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