CN115898120B - 智能化高塔施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化高塔施工方法，包括以下步骤：S1、地面完成高塔N节段施工，N≥2，提升N+1节段钢壳并与N节段钢壳连接，完成粗定位和精确定位；安装内腔多功能平台，并完成钢筋对接；启动自动焊接系统完成拼缝焊接；S21、收起内腔多功能平台的顶部围护系统，打开自动布料系统完成N+1节段混凝土浇筑，智能振捣装置完成振捣；S22、N+1和N节段焊缝检测完毕后，自动喷涂系统完成焊缝区表面涂装；S31、收起自动布料系统和自动喷涂系统，内腔架体整体提出内腔多功能平台；S32、启动自动检测系统和智能养护系统，完成N+1阶段混凝土脱空检测和养护。
Description
技术领域
本发明涉及房建和桥梁施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种智能化高塔施工方法。
背景技术
早期高塔采用翻模进行施工，一般使用人工进行混凝土浇筑和振捣，现场施工环境也较差，随着国外爬模技术引进，新的工艺也随之而来，自动化设备也慢慢投入到建筑施工中，但是仍然无法通过实现工厂化、智能化达到提高品质和功效的要求。而钢塔或组合塔施工一般采用搭设支架或安装临时平台进行，虽然目前采用液压爬模改造成简单的自动爬升平台，满足了自动化的要求，但是却无法改善现场施工环境，仍然需要人工和料斗进行混凝土浇筑并采用人工操作振捣系统进行混凝土振捣，现场施工效率低下，施工质量没法保证。钢塔或组合塔钢壳焊接一般对环境要求很高，受风和外部温度干扰较大，常规工艺一般无法解决各种因素对焊缝质量的影响；由于组合塔采用钢壳和混凝土组合式结构，混凝土的施工属于隐蔽工程，很难保证整体质量，更是无法采用有效措施进行混凝土养护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化高塔施工方法，以解决上述问题。
本发明解决此技术问题所采用的技术方案是：一种智能化高塔施工方法，包括以下步骤：
S1、地面完成高塔N节段施工，N≥2，提升N+1节段钢壳并与N节段钢壳连接，完成粗定位和精确定位；安装内腔多功能平台，并完成钢筋对接；启动自动焊接系统完成拼缝焊接；
S21、收起内腔多功能平台的顶部围护系统，打开自动布料系统完成N+1节段混凝土浇筑，智能振捣装置完成振捣；
S22、N+1和N节段焊缝检测完毕后，自动喷涂系统完成焊缝区表面涂装；
S31、收起自动布料系统和自动喷涂系统，内腔架体整体提出内腔多功能平台；
S32、启动自动检测系统和智能养护系统，完成N+1阶段混凝土脱空检测和养护；
S41、提升N+2节段与N+1节段连接，完成粗定位和精确定位；
S42、在N+2节段钢壳上安装内腔多功能平台并上提至位于N+1节段处，通过自动焊接系统完成N+2节段钢壳与N+1节段钢壳对接；
S43、安装N+1节段处预埋件和承重挂靴，收起自动检测系统，启动智能控制系统，爬升智能爬升装置的轨道系统；
S44、拆除N-1节段预埋件和承重挂靴；
S45、收起自动焊接系统和智能养护系统，启动智能控制系统，爬升智能爬升装置的智能筑塔装置；
S5、之后重复步骤S21～S45。
优选的是，所述内腔多功能平台包括：支撑系统、承载平台一、行走系统和内腔平台；
所述支撑系统支撑于高塔最上方的钢壳上，承载平台一安放于支撑系统上，内腔平台通过行走系统悬挂于承载平台一上位于高塔的内部；
支撑系统包括若干立柱、若干立柱呈框型分布，呈框型分布的立柱相对的两侧通过可调连杆组一连接，其另外相对的两侧通过可调连杆组一连接，所述立柱的下端设置有锁紧装置，所述立柱的上端设置有行走滚轮一，所述立柱上端位于行走滚轮一两侧设置有限位装置一；
承载平台一包括承重梁、防护栏杆、安全围护、行走平台和端部限位装置；
行走系统包括行走油缸，其一端与承载平台一相连，其另一端与内腔平台相连；所述内腔平台上设置有行走滚轮二和限位装置二，所述限位装置二位于行走滚轮二两侧，所述承载平台一的下端卡设于所述限位装置二中，行走油缸伸缩带动限位装置二和行走滚轮二在承载平台一上滑动；
优选的是，内腔平台包括第一外圈平台、外圈翻转平台、内圈平台和内圈翻转平台；
所述第一外圈平台上安装有若干上压轮和下撑轮，内圈平台位于上压轮和下撑轮之间，内圈平台通过销轴二和伸缩油缸与第一外圈平台相连；
外圈翻转平台与第一外圈平台转动相连；内圈翻转平台与内圈平台相连，通过翻转可以实现内圈平台在第一外圈平台内移动。
优选的是，所述内腔多功能平台上放置有自动布料系统、自动喷涂系统、智能振捣装置。
优选的是，所述内腔多功能平台还包括全封闭式围护系统，其可拆卸的设置于内腔多功能平台的外周。
优选的是，如图所述智能爬升装置包括智能筑塔装置、轨道系统、预埋件和承重挂靴；
所述预埋件预埋于节段内，承重挂靴通过预埋件锚固于节段表面，轨道系统穿过承重挂靴并固定，
所述智能筑塔装置包括：承载平台二、内圈平台、外伸缩油缸和内伸缩油缸，内圈平台置于承载平台二内，通过外伸缩油缸和内伸缩油缸实现自动伸缩，承载平台二和内圈平台组成一套体系后穿过轨道系统与承重挂靴连接；
所述智能筑塔装置上放置有自动喷涂系统、自动检测系统、智能养护系统、自动焊接系统、智能控制系统。
本发明至少包括以下有益效果：本发明的智能化高塔施工方法，能快速、安全、精准的完成高塔施工，适用于不同类型的塔施工。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明施工步骤S21～S22示意图；
图2是本发明施工步骤S31～S32示意图；
图3是本发明施工步骤S42～S43示意图；
图4是本发明施工步骤S44示意图；
图5是本发明施工步骤S45示意图；
图6是内腔多功能平台正视图；
图7是图6中A向视图；
图8是图6中B向视图；
图9是图7中C向视图；
图10是支撑系统正视图；
图11是支撑系统侧视图；
图12是承载平台正视图；
图13是承载平台侧视图；
图14是行走系统正视图；
图15是行走系统侧视图；
图16是内腔平台正视图；
图17是内腔平台侧视图；
图18是内腔平台俯视图；
图19是智能爬升装置正视图；
图20是智能爬升装置侧视图；
图21是图19中A向视图；
图22是图19中B向视图；
图23是承重挂靴正视图；
图24是承重挂靴侧视图；
图25是轨道系统正视图；
图26是轨道系统侧视图；
图27是图25中A处的局部放大示意图；
图28是图26中B处的局部放大示意图；
图29是承载平台正视图；
图30是承载平台侧视图；
图31是图25中A向视图；
图32是轨道系统的爬升流程；
图33是外圈平台的爬升流程。
说明书附图标记：1000智能爬升装置，2000内腔多功能平台，3000智能振捣装置，4000自动布料系统，5000全封闭式围护系统，002自动焊接系统，003自动检测系统，008自动喷涂系统，009智能养护系统，011智能控制系统，
300节段，301支撑系统，302承载平台一，303行走系统，304内腔平台，310立柱，311锁紧装置，312行走滚轮一，313限位装置一，314可调连杆组一，315可调连杆组二，320承重梁，321防护栏杆，322安全围护，323行走平台，324端部限位装置，330行走油缸，331卡环，332销轴一，333连接耳座一，334连接耳座二，335限位装置二，336行走滚轮二，340第一外圈平台，341外圈翻转平台，342内圈平台，343内圈翻转平台，344伸缩油缸，345上压轮，346下撑轮，347销轴二，
401预埋件，402承重挂靴，403轨道系统，404承载平台二，405内圈平台，420焊接组件，421安全销一，422轨道承重销，423架体承重销，424安全销二，425第一卡槽，430轨道，431旋转挂爪一，432销轴一，433弹簧一，434轨道撑脚，435第二卡槽
440第二外圈平台，441上压轮，442下撑轮，443销轴三，444顶升油缸，445销轴四，446旋转挂爪二，447销轴五，448弹簧二，449上卡板，450下卡板，451齿条，452齿轮，453电机，454下滑箱，455销轴六，457支撑油缸，458梯笼防护
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
以下结合附图及实施对本发明作进一步的详细说明，其具体实施过程如下：
如图1所示，本发明提供一种智能化高塔施工方法，包括以下步骤：
S1、地面完成高塔N节段施工，N≥2，提升N+1节段钢壳并与N节段钢壳连接，完成粗定位和精确定位；安装内腔多功能平台，并完成钢筋对接；启动自动焊接系统完成拼缝焊接；
S21、如图1所示，收起内腔多功能平台的顶部围护系统，打开自动布料系统完成N+1节段混凝土浇筑，智能振捣装置完成振捣；
S22、N+1和N节段焊缝检测完毕后，自动喷涂系统完成焊缝区表面涂装；
S31、如图2所示，收起自动布料系统和自动喷涂系统，内腔架体整体提出内腔多功能平台；
S32、启动自动检测系统和智能养护系统，完成N+1阶段混凝土脱空检测和养护；
S41、提升N+2节段与N+1节段连接，完成粗定位和精确定位；
S42、如图3所示，在N+2节段钢壳上安装内腔多功能平台并上提至位于N+1节段处，通过自动焊接系统完成N+2节段钢壳与N+1节段钢壳对接；
S43、安装N+1节段处预埋件和承重挂靴，收起自动检测系统，启动智能控制系统，爬升智能爬升装置的轨道系统；
S44、如图4所示，拆除N-1节段预埋件和承重挂靴；
S45、如图5所示，收起自动焊接系统和智能养护系统，启动智能控制系统，爬升智能爬升装置的智能筑塔装置；
S5、之后重复步骤S21～S45。
本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：如图6-9所示，所述内腔多功能平台包括：支撑系统301、承载平台一302、行走系统303和内腔平台304；
所述支撑系统301支撑于高塔最上方的钢壳上，承载平台一302安放于支撑系统301上，内腔平台304通过行走系统303悬挂于承载平台一302上位于高塔的内部，内腔平台304通过行走系统303在承载平台一302上自由移动，满足不同位置使用需求；内腔平台304使用模块组拼而成，并能变化整体结构尺寸，满足不同的内腔结构。
如图10、11所示，支撑系统301包括若干立柱310、若干立柱呈框型分布，呈框型分布的立柱相对的两侧通过可调连杆组一314连接，其另外相对的两侧通过可调连杆组一315连接，所述立柱的下端设置有锁紧装置311，所述立柱的上端设置有行走滚轮一312，所述立柱上端位于行走滚轮一两侧设置有限位装置一313；支撑系统301通过可调连杆组一314和可调连杆组二315实现立柱310之间距离变化，同时通过行走滚轮一312和限位装置一313在承载平台一302行走，用以适应不同节段300，并使用锁紧装置311有效固定于节段钢壳上。
如图12、13所示，承载平台一302包括承重梁320、防护栏杆321、安全围护322、行走平台323和端部限位装置324；
如图14、15所示行走系统303包括行走油缸330，其一端通过卡环331、销轴一332和连接耳座一333与承载平台一302相连，其另一端通过销轴一332和连接耳座二334与内腔平台304相连；所述内腔平台304上设置有行走滚轮二336和限位装置二335，所述限位装置二位于行走滚轮二两侧，所述承载平台一的下端卡设于所述限位装置二中，行走油缸330伸缩带动限位装置二335和行走滚轮二336在承载平台一302上滑动，从而实现内腔平台304自由移动；
本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：如图16、17、18所示，内腔平台304包括第一外圈平台340、外圈翻转平台341、内圈平台342和内圈翻转平台343；
所述第一外圈平台340上安装有若干上压轮345和下撑轮346，内圈平台342位于上压轮345和下撑轮346之间，内圈平台342通过销轴二347和伸缩油缸344与第一外圈平台340相连，内圈平台342通过伸缩油缸344实现在第一外圈平台340内伸缩；
外圈翻转平台341与第一外圈平台340转动相连，可以适应不同尺寸变化，以弥补钢壳和第一外圈平台340之间的间隙；内圈翻转平台343与内圈平台342相连，通过翻转可以实现内圈平台342在第一外圈平台340内移动，并能适应不同尺寸变化，以弥补钢壳和内圈平台342之间的间隙。
本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述内腔多功能平台上放置有自动布料系统、自动喷涂系统、智能振捣装置。
本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述内腔多功能平台还包括全封闭式围护系统5000，其可拆卸的设置于内腔多功能平台的外周，防止高空坠物。
本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：如图所述智能爬升装置包括智能筑塔装置、轨道系统、预埋件401和承重挂靴402；
所述预埋件预埋于节段内，承重挂靴402通过预埋件401锚固于节段表面，轨道系统403穿过承重挂靴402并固定，
所述智能筑塔装置包括：承载平台二404、内圈平台405、外伸缩油缸406和内伸缩油缸407，承载平台二404和内圈平台405均采用全封闭式设计，底层设置走道平台，内圈平台405置于承载平台二404内，通过外伸缩油缸406和内伸缩油缸407实现自动伸缩，用于适应不同结构尺寸。承载平台二404和内圈平台405组成一套体系后穿过轨道系统403与承重挂靴402连接；
所述智能筑塔装置上放置有自动喷涂系统、自动检测系统、智能养护系统、自动焊接系统、智能控制系统。
如图23、24所示，承重挂靴402包括焊接组件420、安全销一421、轨道承重销422、架体承重销423、安全销二424和自动识别装置一425；架体承重销423、轨道承重销422均可以在焊接组件420内对应的第一卡槽倾斜自由滑动，架体承重销423和轨道承重销422的空间位置不同，不会相互干涉；
如图25、26、27、28所示，轨道系统403包括轨道430、旋转挂爪一431、销轴一432、弹簧一433、轨道撑脚434；旋转挂爪一431通过销轴一432和弹簧一433与轨道430连接，通过弹簧一433实现自动复位，旋转挂爪一431卡设于轨道承重销422上，实现轨道的固定；
如图29、30、31所示，承载平台二404包括第二外圈平台440、上压轮441、下撑轮442、销轴三443、顶升油缸444、销轴四445、旋转挂爪二446、销轴五447、弹簧二448、上卡板449、下卡板450、上齿条451、齿轮452、电机453、下滑箱454、销轴六455、支撑油缸457、梯笼防护458；
第二外圈平台440通过旋转挂爪三悬挂于架体承重销423上，并通过支撑油缸457支撑于节段上，通过调整支撑油缸457长度达到微调角度的目的；一组旋转挂爪二446通过销轴五447和设置于旋转挂爪二446上下两端的弹簧二448与第二外圈平台440连接，通过弹簧二448实现自动复位；上卡板449与上齿条451连接，下卡板450与下齿条连接，上齿条和下齿条分别与齿轮452啮合，电机453驱动齿轮452转动从而带动上齿条451和下齿条在水平方向上朝相反的方向运动，且上卡板位于旋转挂爪二446上方，下卡板位于旋转挂爪二446下方，从而控制旋转挂爪二446功能转化。
又一组旋转挂爪二446通过销轴六455和一对弹簧二448与下滑箱454连接，且位于上一组旋转挂爪二446的下方，下滑箱454通过销轴可上下滑动的设置于第二外圈平台440上，第二外圈平台440上开设有长条形槽体供下滑箱454的销轴上下移动，旋转挂爪二446通过弹簧二448实现自动复位；又有一组上卡板449、下卡板450安装于下滑箱454上，上卡板449与上齿条451连接，下卡板450与下齿条连接，上齿条和下齿条分别与齿轮452啮合，电机453驱动齿轮452转动从而带动上齿条451和下齿条在水平方向上朝相反的方向运动，且上卡板位于对应旋转挂爪二446上方，下卡板位于对应旋转挂爪二446下方，通过电机453驱动齿轮452和上齿条451和下齿条实现横向移动从而控制旋转挂爪二446功能转化。
顶升油缸444通过销轴四445与第二外圈平台440、下滑箱454相连，可以带动下滑箱454在第二外圈平台440内滑动从而实现轨道系统403和承载平台二404自动爬升。
其中，轨道系统的爬升流程图如图32中a～c所示：轨道具有若干等间距设置的第二卡槽，两组下卡板450均缩回，两组上卡板449均顶伸出，下滑箱中的旋转卡爪上端与轨道的第二卡槽相抵，顶升油缸收缩带动下滑箱中的旋转挂爪二446和轨道同步向上运动；如图32中d～f所示：当轨道爬升至顶升油缸的行程量以后，位于上方的旋转挂爪二446顶面与轨道第二卡槽相抵，其受轨道和对应上卡板449限位，顶升油缸444伸出带动下滑箱向下运动，如此往复实现轨道430的爬升。
外圈平台的爬升流程：如图33中a～c所示：两组下卡板450均伸出，两组上卡板449均缩回，下滑箱中的旋转卡爪下端与轨道430的第二卡槽相抵，顶升油缸444顶升带动，由于下滑箱中的旋转卡爪被轨道430和下卡板450限位，顶升油缸带动外圈平台向上运动，完成第二外圈平台440的爬升。如图33中d～e所示，第二外圈平台440爬升至油缸的行程量以后，位于上方的旋转挂爪二446底面与轨道第二卡槽相抵，其受轨道和对应下卡板450限位，顶升油缸444缩回带动下滑箱向上运动，如此往复实现第二外圈平台440的爬升。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (3)
1.一种智能化高塔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、地面完成高塔N节段施工，N≥2，提升N+1节段钢壳并与N节段钢壳连接，完成粗定位和精确定位；安装内腔多功能平台，并完成钢筋对接；启动自动焊接系统完成拼缝焊接；
S21、收起内腔多功能平台的顶部围护系统，打开自动布料系统完成N+1节段混凝土浇筑，智能振捣装置完成振捣；
S22、N+1和N节段焊缝检测完毕后，自动喷涂系统完成焊缝区表面涂装；
S31、收起自动布料系统和自动喷涂系统，内腔架体整体提出内腔多功能平台；
S32、启动自动检测系统和智能养护系统，完成N+1阶段混凝土脱空检测和养护；
S41、提升N+2节段与N+1节段连接，完成粗定位和精确定位；
S42、在N+2节段钢壳上安装内腔多功能平台并上提至位于N+1节段处，通过自动焊接系统完成N+2节段钢壳与N+1节段钢壳对接；
S43、安装N+1节段处预埋件和承重挂靴，收起自动检测系统，启动智能控制系统，爬升智能爬升装置的轨道系统；
S44、拆除N-1节段预埋件和承重挂靴；
S45、收起自动焊接系统和智能养护系统，启动智能控制系统，爬升智能爬升装置的智能筑塔装置；
S5、之后重复步骤S21～S45；
所述内腔多功能平台包括：支撑系统、承载平台一、行走系统和内腔平台；
所述支撑系统支撑于高塔最上方的钢壳上，承载平台一安放于支撑系统上，内腔平台通过行走系统悬挂于承载平台一上位于高塔的内部；
支撑系统包括若干立柱、若干立柱呈框型分布，呈框型分布的立柱相对的两侧通过可调连杆组一连接，其另外相对的两侧通过可调连杆组一连接，所述立柱的下端设置有锁紧装置，所述立柱的上端设置有行走滚轮一，所述立柱上端位于行走滚轮一两侧设置有限位装置一；
承载平台一包括承重梁、防护栏杆、安全围护、行走平台和端部限位装置；
行走系统包括行走油缸，其一端与承载平台一相连，其另一端与内腔平台相连；所述内腔平台上设置有行走滚轮二和限位装置二，所述限位装置二位于行走滚轮二两侧，所述承载平台一的下端卡设于所述限位装置二中，行走油缸伸缩带动限位装置二和行走滚轮二在承载平台一上滑动；
内腔平台包括第一外圈平台、外圈翻转平台、内圈平台和内圈翻转平台；
所述第一外圈平台上安装有若干上压轮和下撑轮，内圈平台位于上压轮和下撑轮之间，内圈平台通过销轴二和伸缩油缸与第一外圈平台相连；
外圈翻转平台与第一外圈平台转动相连；内圈翻转平台与内圈平台相连，通过翻转可以实现内圈平台在第一外圈平台内移动；
所述智能爬升装置包括智能筑塔装置、轨道系统、预埋件和承重挂靴；
所述预埋件预埋于节段内，承重挂靴通过预埋件锚固于节段表面，轨道系统穿过承重挂靴并固定；
所述智能筑塔装置包括：承载平台二、内圈平台、外伸缩油缸和内伸缩油缸，内圈平台置于承载平台二内，通过外伸缩油缸和内伸缩油缸实现自动伸缩，承载平台二和内圈平台组成一套体系后穿过轨道系统与承重挂靴连接；
所述智能筑塔装置上放置有自动喷涂系统、自动检测系统、智能养护系统、自动焊接系统、智能控制系统。
2.如权利要求1所述的智能化高塔施工方法，其特征在于，所述内腔多功能平台上放置有自动布料系统、自动喷涂系统、智能振捣装置。
3.如权利要求1所述的智能化高塔施工方法，其特征在于，所述内腔多功能平台还包括全封闭式围护系统，其可拆卸的设置于内腔多功能平台的外周。
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