CN108571183B - 一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法,适用于高空建筑物拆除。通过塔机吊设切割机和吊车,切割机可以夹持住烟囱的某部位,然后用切割锯一块一块将烟囱解体,用吊车吊至地面。本发明提供的装置和方法,在现有技术中没有,采用本装置不用在烟囱上搭建作业平台,也不需要采用***等污染手段,大大减少了人力物力,重要的是提高了安全性。另外,本发明在切割方法上也进行了特殊设计,既可以保证切割次数尽可能的少,又不反复移刀。
Description
技术领域
本发明属于构筑物拆除技术领域,尤其是一种烟囱类构筑物的拆除装置及拆除方法。
背景技术
烟囱类高耸构筑物拆除难度较大,目前拆除方法可分为***和分层撞击破拆两类。其中,定向***的拆除方法使用范围较为广泛,但一些烟囱处于建筑密集区,烟囱倒塌的场地有限,且随着环保意识的增强,对噪音和粉尘的限制越来越多。烟囱的定向***将逐渐退出历史舞台。而分层撞击破拆的方式则需要搭架较高的脚手架,或是有专用的设备,由上向下逐层拆除,不仅工程量大,材料成本高,而且全人工操作,操作及辅助人员数量多,上下现场,效率低,施工难度大,存在较大的安全隐患。
因此需要提出一种可大幅降低拆除成本及施工人员数量的、相对安全的高层建筑拆除机构及拆除方法。
发明内容
本发明为克服现有技术之不足,提供一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法,该装置设计合理、结构简单、操作方法简便,特别是可以大幅降低人力成本,提高人员安全性。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种烟囱类构筑物拆除装置,包括塔机、切割机、吊车,所述塔机吊设着切割机和吊车;
其中,所述切割机包括一底板,在所述底板上设置有安装机构,还设置有既可以平行于底板平面回转、又可以相对于底板平面做前后位移的连杆机构;
所述连杆机构包括一第二回转支撑,所述第二回转支撑包括一电机和转盘,所述转盘上连接一大臂,所述大臂铰接一小臂,一大臂油缸连接在所述转盘和大臂之间,一小臂油缸连接在所述大臂和小臂之间;所述小臂另一端连接第三回转支撑,所述第三回转支撑端部连接切割锯;
所述切割锯在所述连杆机构的带动下,锯片可呈现竖直位或水平位。
进一步地,所述底板底部设置有安装孔;所述安装机构包括第一回转支撑,所述第一回转支撑包括一电机,电机输出端连接一回转机构,所述回转机构上围绕电机回转中心等圆周安装两个推进机构,其中一个推进机构连接电钻,另一个推进机构装卡螺栓,当电机启动时,两个推进机构分别可以对准所述底板上安装孔的位置,朝向烟囱打孔并且安装螺栓。
进一步地,所述底板,顶部设置有液压缸安装支撑板,一液压缸安装其上,所述底板与所述液压缸的活塞杆将烟囱夹持在中间。
进一步地,所述第三回转支撑包括一电机和转轴,所述电机固定端连接在所述小臂上,所述转轴端部连接切割锯。
进一步地,所述转轴为一曲线轴。
进一步地,所述大臂铰接于所述转盘上偏心处。
一种根据所述装置的拆除方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)预先连接好切割机及吊车的液压及电器管、线路,在烟囱一侧合适的位置搭建塔机,将切割机和吊车吊置烟囱上方;
2)操作手在塔机上操作,通过液压缸和底板将烟囱上边缘夹紧;
3)启动第一回转支撑,对烟囱墙体打孔,并将螺栓推进孔内,使底板底部和烟囱固定;
4)启动第二回转支撑,并调整大臂油缸、小臂油缸,使切割锯高于烟囱上沿且位于底板的右侧;
5)开启切割电机,沿底板右侧自上而下切割烟囱,直至极限位置,形成竖向的切割线①;
6)退出切割锯,解除底板的固定,使切割机沿烟囱上沿向左移动一个工位,然后再固定,同时,使吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘;
7)将第二回转支撑沿顺时针方向旋转90度,使大臂及其相联的机构保持水平状态,并向右伸展开,使切割锯持水平态;
8)启动切割电机,切割锯在切割线①右侧方向自右向左切割,形成横向切割线②,直至与切割线①相交;
9)退出切割锯,将第二回转支撑再沿逆时针方向旋转90度,使大臂及其相联的机构回复竖直状态,并向上方伸展,使切割锯位于烟囱上沿,启动切割电机,切割锯沿竖直方向向下切割,形成竖向切割线③,直至与切割线②相交;
此时,由切割线①、②、③构成切割块完全分离于烟囱,由吊车掉走;
10)使切割机沿烟囱上沿再向左移动一个工位,同时吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘,顺序进行横向、竖向切割工作,再次形成一切割块完全分离于烟囱,由吊车掉走;
11)重复步骤10)的操作,直至在这一层高度上只有一块剩余部分,此时释放切割机吊绳,使切割机沿剩余部分右侧下落至烟囱的下一层高度,并固定;
12)按照竖向切割法,让切割锯沿上层高度剩余部分的右侧向下切割,直至烟囱的下一层高度,形成竖向切割线⑥;
13)退出切割锯,向左移动切割机至上层高度剩余部分左侧,并固定在烟囱的下一层高度上,然后按照横向切割法,让切割锯自与切割线⑥相交的地方开始,由右向左水平切割,形成切割线⑦,此时吊车叼住上层高度剩余部分;
14)再退出切割锯,按照竖向切割法,让切割锯沿上层高度剩余部分的左侧边缘向下切割,形成竖向切割线⑧,直至竖向切割线⑧与横向切割线⑦相交;此时,由切割线⑥、⑦、⑧构成的切割块完全分离于烟囱,由吊车掉走;
15)重复执行步骤10)-14)的操作,直至烟囱的高度足以用地面拆除设备或人工进行拆除时,就不再采用本设备。
进一步地,在横向或竖向切割过程中,需要调整第三回转支撑的回转角度,使切割锯锯片与之前的切割缝隙相交。
本发明提供的装置和方法,在现有技术中没有,本发明核心思想是把烟囱分层分块切割,在每一层按照绕圈分块的方式将烟囱一块块切割下来。采用本装置不用在烟囱上搭建作业平台,也不需要采用***等污染手段,只需要在塔机上控制电控、液压等操作设备按键即可,大大减少了人力物力,且提高工作效率,重要的是操作人员在塔机驾驶室内操作,大幅提高了安全性。切割装置上经过巧妙的设计,使得切割在横、竖向换刀时,能够保证横、竖切割线之间交接,又可以延长切割长度,比如将小臂上端独立设置第三回转支撑,可以回转切割锯,且第三回转支撑上设置曲轴可以微调切割锯的上下或左右位置,保证横竖切割线相交,避免结构干扰。
另外,本发明在切割步骤上也进行了特殊设计,如方案所述,这样既可以保证切割次数尽可能的少,又不反复移刀,既方便吊车夹持,又保证切割碎片不坠落。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分的从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明拆除装置整体示意图。
图2-1为切割机主视图;
图2-2为切割机侧视图。
图3为切割机底板示意图。
图4为第一回转支撑的结构示意图。
图5为最高层切割起始阶段的切割路线图。
图6为最高层切割终了阶段的切割路线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道,以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定,凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动,均应视为属于本发明的保护范围。
本发明拆除装置,如图1所示,主要由三大部分组成:塔机100、切割机200、吊车300,其中塔机100和吊车300可以采用现有技术产品;塔机100上通过滑车吊装切割机200和吊车300,塔机100主要用于吊起切割机200将其安装到烟囱上,以及将切割下来的烟囱块通过吊车300吊到地面;切割机200是本发明结构重点,用于将烟囱切割成块,然后用吊车300吊走;吊车300用于在切割过程中夹住烟囱,待切割完成后,将切割下来的部分缓慢放到地面,避免因重物高空坠落引起振动和噪声。
切割机200,如图2-1、2-2所示,包括切割锯1、第三回转支撑2、小臂3、大臂4、电钻5、小臂油缸6、大臂油缸7、底板8、切割锯电机10、第二回转支撑11、第一回转支撑12、液压缸13等部件。
切割机上设置一块底板8,如图3所示,用于固定切割机的其他部分,并且将切割机固定在烟囱上。底板8顶部设置液压缸安装支撑板14,液压缸13安装其上,底板8与液压缸13的活塞杆构成水平对置关系,中间可夹持住烟囱9;底板8的底部设置有安装孔15,数量至少为一个,一般为2-4个对称布置,用作穿接螺栓。
在一个安装孔15的周边或多个安装孔15的中心处设置第一回转支撑12,所述第一回转支撑12可以旋转,其功能是可带动电钻5旋转找到与安装孔15对应的位置,透过安装孔15在烟囱9上打孔,然后还可将螺栓打进孔中,由此将底板8固定在烟囱9上,保证底板8下端的稳定性。
具体地,第一回转支撑12的结构可以是这样的:如图4所示,它包括一安装在底板8上的电机121,电机输出端连接一回转机构122,所述回转机构122上偏心安装两个推进机构123,其中一个推进机构连接电钻5,另一个推进机构装卡螺栓;通过合理的结构尺寸设计,当第一回转支撑12带动回转机构122旋转时,可使电钻5对准一个安装孔15,电钻5与安装孔15对应好后,在烟囱9上面打孔,然后第一回转支撑12旋过一个角度,使螺栓对准两个孔,在烟囱9的孔上与安装孔15上安装螺栓,固定底板8,防止底板8相对于液压缸13轴向转动。通过底板8和液压缸13夹紧于烟囱9上边缘,通过螺栓将底板8的下端固定于烟囱9上,可使整个切割机在高空中保持稳定,利于操作。
进一步地,推进机构可以是液压缸或电机带动的丝杠机构。
如图2-1、2-2所示,在底板8的底部、位于第一回转支撑12上方,还安装第二回转支撑11,第二回转支撑11上连接大臂4,并实现带动大臂4在平行于底板8平面上的回转。同时,大臂油缸7铰接于第二回转支撑11和大臂4之间,可以实现带动大臂4相对于底板8做前后方向的摆动。
进一步地,第二回转支撑11可以是由一电机带动着转盘,转盘上铰接大臂4,同时铰接大臂油缸7;转盘铰接大臂4的端部,大臂油缸7铰接大臂4的中间部位。
大臂4的另一端铰接小臂3;小臂油缸6一端与大臂4铰接,另一端与小臂3铰接,用于带动小臂3绕大臂4回转。小臂3用于连接大臂4与第三回转支撑2,第三回转支撑2固定端安装在小臂3上,活动端连接切割锯1。进一步地,第三回转支撑2也可为一电机驱动的转轴,其中转轴连接切割锯1,可以带动切割锯旋转。切割锯1用于切割烟囱9,安装于切割电机10上面,切割电机10安装在转轴上。
总结上述,该套切割机可以理解为是一种既可以满足平行于底板8平面(近似于相对烟囱9)回转,同时又可以相对于底板8靠近或远离的装置。其中第二回转支撑11带动大臂4可以沿平行于底板8的平面回转,使其可以相对于底板8产生上下或左右的位移;大臂油缸7支撑大臂4,油缸的伸缩可以带动大臂4靠近或远离底板8,相对于底板8产生前后位移。只有具备这些运动功能,才能在高空中将烟囱9分块切割下来,且保证安全。这些运动可以通过一套铰接的连杆机构安装在旋转中心上实现。
进一步地,为尽可能地延长切割长度,本发明在局部结构中做了特殊设计,其中一种方法是:在第二回转支撑11与大臂4结构关系中,将大臂4铰接于第二回转支撑11的偏心处,如图2-2所示,偏心铰接可以使大臂处于回转边缘,带动切割锯沿回转支撑的旁侧切割,切割线极大限度地延长。
进一步地,考虑到铰接连杆在伸缩过程中有可能造成结构干扰,使横纵切割缝无法交联,为解决这一问题,本发明将第三回转支撑2与切割锯1连接的转轴21设计成曲线轴,如图2-2所示。由电机带动的曲线轴,当遇到切割锯由纵向切割转向横向切割时,或者由横向切断转向纵向切割时,由于结构干扰造成横、纵缝隙无法交联时,可以用电机带动曲线轴旋转180度,使切割锯朝上或朝下、朝左或朝右转换角度,使其与之前切割出的缝隙对接上,由此才能使烟囱分块切割下来。
进一步地,所述小臂3与第三回转支撑2之间也可以设置油缸连接,使第三回转支撑2也可以相对于小臂摆动,这样更增加机构的灵活性。
还进一步地,大臂4与第二回转支撑11的铰接,小臂3与大臂4的铰接,以及小臂油缸6、大臂油缸7两端的铰接,都可以采用销轴连接,也可采用万向节连接,转变角度会更灵活。
工作时,切割机200通过塔机100吊至烟囱上方,将底板8固定在烟囱上边缘实施切割,基于本发明提供的装置,切割方法也具有特殊性,切割路线图见图5、图6,具体实施步骤可如下:
1、首先在烟囱一侧合适的位置搭建塔机,使塔机高度高于烟囱加切割机的高度之和。
2、预先连接好切割机及吊车的液压及电器的管路及线路,然后利用塔机将切割机及吊车吊起位于烟囱上方。
3、操作手在塔机上操作,将切割机挂在烟囱上边缘,并通过液压缸13和切割机的底板8将烟囱上边缘夹紧,初步固定切割机。
4、启动第一回转支撑12,使电钻5对准底板8上的安装孔,电钻5在推进机构的推动下对烟囱墙体打孔,而后电钻退出;回转支撑回转一定角度,另一推进机构将螺栓推进孔内,重复打孔动作,至打完两个孔为止。打孔过程中如遇电钻电机反馈阻力过大(即钻头打到钢金等金属上时),钻头直接退出,继续寻找另外位置打孔。
5、调整大臂油缸6、小臂油缸7,使切割锯1高于烟囱上沿,并且位于底板8的右侧,然后开启切割电机10,沿底板8右侧边缘自上而下切割烟囱9,直至大臂、小臂弯曲程度达到极限位置,形成竖向的切割线①。
6、然后退出切割锯1,拔出底板下端的螺栓,收回液压缸13,使切割机沿烟囱上沿向左移动一个工位(图中切割线③的左侧,这个工位不超过大臂、小臂及切割锯总长度之和),而后底板8、液压缸13、螺栓等再实施固定。此时,塔机100也吊吊车300到烟囱上方,吊车300叼住切割机200右侧的烟囱上边缘。
7、然后将第二回转支撑11沿顺时针方向旋转90度,使大臂4及其相联的机构保持水平状态,并向右伸展开大臂4和小臂3,切割锯1水平。
8、将第三回转支撑2沿逆时针方向旋转180度,使切割锯锯片朝上,目的是在横切时使横缝与之前切割的竖缝相接;然后启动切割电机10,切割锯在之前的切割线①右侧方向自右向左切割,形成横向的切割线②,直至与切割线①相交。
9、然后退出切割锯1,将第二回转支撑11再沿逆时针方向旋转90度,使大臂4及其相联的机构回复竖直状态,并向上方伸展大臂4和小臂3,使切割锯1位于烟囱上沿,再将第三回转支撑2沿顺时针方向旋转180度,使切割锯锯片朝右,目的是保证竖切时使竖缝与之前切割的横缝相接;然后启动切割电机10,切割锯沿竖直方向向下切割,形成竖向的切割线③,直至与切割线②相交。
此时,由切割线①、②、③构造出来的切割块完全分离于烟囱,就可以由吊车掉走。
10、再向左移动一个工位,重复固定,吊车300叼住切割机200右侧的烟囱上边缘;然后重复横向切割步骤,使切割锯自与切割线③相交的地方开始,由右向左水平切割,形成切割线④;
11、然后重复竖向切割步骤,形成竖向的切割线⑤,使切割线⑤与切割线④相交。
此时,由切割线③、④、⑤构造出的切割块完全分离于烟囱,可以由吊车掉走。
12、重复步骤10、11的横、竖切割步骤,直至最上层高度烟囱切割的剩余部分N水平方向不足大臂、小臂及切割锯总长度之和,即不满足一个工位时,释放切割机吊绳,使切割机沿剩余部分右侧下落至切割剩余部分的下一层高度,并固定,如图6所示。
13、按照竖向切割的方法,让切割锯1沿上层高度的剩余部分N的右侧边缘向下切割,形成竖向的切割线⑥。
14、然后退出切割锯1,向左移动切割机200至上层高度的剩余部分N左侧,并固定在下一层高度的烟囱上,按照横向切割的方法,让切割锯1自与切割线⑥相交的地方开始,由右向左水平切割,形成切割线⑦;此时吊车300叼住剩余部分N。
15、再退出切割锯1,按照竖向切割的方法,让切割锯1沿上层高度的剩余部分N的左侧边缘向下切割,形成竖向的切割线⑧,直至竖向的切割线⑧与横向的切割线⑦相交。
此时,由切割线⑥、⑦、⑧构成的切割块完全分离于烟囱,可以由吊车掉走。
至此,上层高度的烟囱完全切割完,并且在下一层高度的烟囱中已经形成一缺口,可以继续按照上述方法切割下去,直至完成下一层、再下一层……烟囱的切割。
16、最后,当剩余烟囱的高度足以用地面拆除设备或人工进行拆除,不会造成危险时,就不再采用本设备。
本方法相当于是将烟囱分成若干高度层,每一层的最大高度是切割机能够竖向切割的最大长度。然后在每一层按照绕圈分块的方式将烟囱一块块切割下来。采用本方法不用在烟囱上搭建作业平台,只需要在塔机上控制电控液压等操作按键即可,大大减少了人力物力,且提高工作效率,重要的是操作人员在塔机驾驶室内操作,大幅提高了安全性。这种方法产生的切割垃圾,由吊车吊走放下,减少了不会破碎、掉落,因此也不会产生粉尘及噪声污染。
切割过程中,在横、竖向换刀操作时,要不断调整第二回转支撑11和第三回转支撑2的角度,使切割路线尽可能的长,且保证横、竖切割线之间的交接,比如本发明将大臂4设置于第二回转支撑11的边缘,既可以避免第二回转支撑11本体的干涉,又可以延长切割长度,可以到达第二回转支撑11的边缘中心线的位置;将小臂3上端独立设置第三回转支撑2,可以回转切割锯1,且第三回转支撑2上设置的曲轴可以微调切割锯1的上下或左右位置,保证横竖切割线相交,避免结构干扰。
另外,本发明在设计先切割哪一刀,后切割哪一刀方面,也进行了特殊设计,如上述步骤描述,这样既可以保证切割次数尽可能的少,又不反复移刀,既方便吊车夹持,又保证切割碎片不坠落。
Claims (2)
1.一种烟囱类构筑物的拆除方法,其特征在于,基于如下装置实现,包括:塔机、切割机、吊车,所述塔机吊设着切割机和吊车;
所述切割机包括一底板,在所述底板上设置有安装机构,还设置有既可以平行于底板平面回转、又可以相对于底板平面做前后位移的连杆机构;
所述底板底部设置有安装孔;所述安装机构包括第一回转支撑,所述第一回转支撑包括一电机,电机输出端连接一回转机构,所述回转机构上围绕电机回转中心等圆周安装两个推进机构,其中一个推进机构连接电钻,另一个推进机构装卡螺栓,当电机启动时,两个推进机构分别可以对准所述底板上安装孔的位置,朝向烟囱打孔并且安装螺栓;
所述底板顶部设置有液压缸安装支撑板,一液压缸安装其上,所述底板与所述液压缸的活塞杆将烟囱夹持在中间;
所述连杆机构包括一第二回转支撑,所述第二回转支撑包括一电机和转盘,所述转盘上偏心处铰接一大臂,所述大臂铰接一小臂,一大臂油缸连接在所述转盘和大臂之间,一小臂油缸连接在所述大臂和小臂之间;所述小臂另一端连接第三回转支撑,所述第三回转支撑包括一电机和转轴,所述电机固定端连接在所述小臂上,所述转轴端部连接切割锯,所述转轴为一曲线轴;
所述切割锯在所述连杆机构的带动下,锯片可呈现竖直位或水平位;
实施步骤如下:
1)预先连接好切割机及吊车的液压及电器管、线路,在烟囱一侧合适的位置搭建塔机,将切割机和吊车吊置烟囱上方;
2)操作手在塔机上操作,通过液压缸和底板将烟囱上边缘夹紧;
3)启动第一回转支撑,对烟囱墙体打孔,并将螺栓推进孔内,使底板底部和烟囱固定;
4)启动第二回转支撑,并调整大臂油缸、小臂油缸,使切割锯高于烟囱上沿且位于底板的右侧;
5)开启切割电机,沿底板右侧自上而下切割烟囱,直至极限位置,形成竖向的切割线①;
6)退出切割锯,解除底板的固定,使切割机沿烟囱上沿向左移动一个工位,然后再固定,同时,使吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘;
7)将第二回转支撑沿顺时针方向旋转90度,使大臂及其相联的机构保持水平状态,并向右伸展开,使切割锯持水平态;
8)启动切割电机,切割锯在切割线①右侧方向自右向左切割,形成横向切割线②,直至与切割线①相交;
9)退出切割锯,将第二回转支撑再沿逆时针方向旋转90度,使大臂及其相联的机构回复竖直状态,并向上方伸展,使切割锯位于烟囱上沿,启动切割电机,切割锯沿竖直方向向下切割,形成竖向切割线③,直至与切割线②相交;
此时,由切割线①、②、③构成切割块完全分离于烟囱,由吊车掉走;
10)使切割机沿烟囱上沿再向左移动一个工位,同时吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘,顺序进行横向、竖向切割工作,再次形成一切割块完全分离于烟囱,由吊车掉走;
11)重复步骤10)的操作,直至在这一层高度上只有一块剩余部分,此时释放切割机吊绳,使切割机沿剩余部分右侧下落至烟囱的下一层高度,并固定;
12)按照竖向切割法,让切割锯沿上层高度剩余部分的右侧向下切割,直至烟囱的下一层高度,形成竖向切割线⑥;
13)退出切割锯,向左移动切割机至上层高度剩余部分左侧,并固定在烟囱的下一层高度上,然后按照横向切割法,让切割锯自与切割线⑥相交的地方开始,由右向左水平切割,形成切割线⑦,此时吊车叼住上层高度剩余部分;
14)再退出切割锯,按照竖向切割法,让切割锯沿上层高度剩余部分的左侧边缘向下切割,形成竖向切割线⑧,直至竖向切割线⑧与横向切割线⑦相交;此时,由切割线⑥、⑦、⑧构成的切割块完全分离于烟囱,由吊车掉走;
15)重复执行步骤10)-14)的操作,直至烟囱的高度足以用地面拆除设备或人工进行拆除时,就不再采用本设备。
2.根据权利要求1所述的拆除方法,其特征在于,在横向或竖向切割过程中,调整第三回转支撑的回转角度,使切割锯锯片与之前的切割缝隙相交。
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