CN111424955A - 超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置及调节方法，属于建筑施工技术领域，用于解决超高层建筑施工过程支撑钢柱与混凝土剪力墙表面间距不一致而影响施工平台安全爬升的问题。它包括液压驱动***和预支撑调节***，前者包括支撑钢柱、上、下部爬升靴、顶升油缸以及施工平台，支撑钢柱纵穿整个施工平台；顶升油缸分别连接上、下部爬升靴；后者包括竖向依次排布并刚性接触的中间连接件、螺纹套筒、传动螺杆以及直齿轮，直齿轮下设压力传感器，中间连接件侧面的驱动电机驱动传动齿轮，带动直齿轮转动，从而带动传动螺杆缓慢伸出螺纹套筒。顶升油缸驱动支撑钢柱长行程降落，电机驱动预支撑***微调，实现支撑钢柱支撑状态标准化。

Description

超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置及调节方法。。

背景技术

众所周知，超高层建筑施工平台顶升技术主要取决于支撑体系以及顶升***。现代超高层建筑施工平台顶升技术依靠液压动力***作为重要的动力源，通过几十个顶升油缸协同同步伸缩驱动施工平台沿着支撑钢柱进行爬升。因此，整体钢平台施工作业平台爬升过程的安全性、稳定性对于超高层建筑建造生命周期来说是至关重要的，而整体钢平台爬升过程稳定性及安全性主要取决于施工平台爬升过程的同步性以及施工平台的稳定性。通俗来讲，施工平台爬升时不能因为外界影响而产生结构变形问题，否则，施工平台可能发生变形、倾斜、崩塌现象。一般来说施工平台能够安全地进行爬升，主要取决于两点，支撑体系的标准性和成熟的爬升动力***。

支撑钢柱平稳垂直竖立在混凝土剪力墙的实体表面，而且保证施工平台上所有的支撑钢柱位置处于同一水准高度，使得附着在支撑钢柱上的顶升油缸顶升过程保持同步性。尽管整体钢平台支撑钢柱形状规格标准化加工，然而实际工程中，由于建筑工艺的粗糙性以及大型工程的建筑的高效性，很难保证支撑钢柱竖立在混凝土剪力端面时的所有的支撑钢柱水平高度完全一致，因此出现了支撑钢柱忽高忽低的现象，导致施工平台爬升难度较大。由于整体钢平台支撑钢柱数量较多，如果不能保证支撑钢柱工况严格标准化，则无法实现施工平台爬升的同步性控制。

针对前述问题，现有技术中采取的解决方案存在风险。当浇筑完一层混凝土剪力墙后，待混凝土实体强度达到支撑要求后，通过油缸伸缩驱动支撑钢柱降落，直至支撑钢柱平稳接触于混凝土墙端面。但是，建筑施工技术无法做到混凝土剪力墙浇筑高度完全一致，因此支撑钢柱与混凝土剪力墙端面之间存在间隙。为了保证所有的支撑钢柱处于同一高度，现场工人采用垫木板、钢板的方式完成间隙填充，此方法风险性高，且费时费力，对工人操作操作水平有一定要求，不宜长期使用。

此外，施工平台同步性爬升关键在于支撑钢柱工况是否标准化。一个几百米高的超高层建筑需要经历上百次的爬升过程，需要智能化的手段替代传统的人工方法满足施工平台支撑钢柱水平度高度一致的需求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对超高层建筑建造施工过程混凝土剪力墙浇筑高度无法保证在同一水平面、支撑钢柱与混凝土剪力墙表面间距不一致而影响施工平台安全爬升的问题，该专利提出了一种施工平台支撑钢柱自动调节的装置及方法，保证所有的支撑钢柱相对水平高度不变且实现支撑钢柱在混凝土剪力墙端面进行安全支撑，同时能够监测施工平台爬升时支撑钢柱承受载荷，保证施工平台安全爬升。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，包括：

液压驱动***，所述液压驱动***包括支撑钢柱、爬升靴卡槽、限位挡板、上部爬升靴、顶升油缸、下部爬升靴以及施工平台；施工平台顶层上预留支撑钢柱升降洞口，支撑钢柱纵穿整个施工平台，限位挡板固定安装在施工平台顶层上且位于洞口两侧；顶升油缸底座部分连接上部爬升靴，顶升油缸伸缩杆端部连接下部爬升靴；

预支撑调节***，所述预支撑调节***包括中间连接件、螺纹套筒、传动螺杆、直齿轮、固定支架、驱动电机、传动齿轮以及压力传感器，中间连接件固定安装在支撑钢柱上，中间连接件下方固定设置螺纹套筒，传动螺杆设置在螺纹套筒内并与之进行传动配合，所述传动螺杆下端固定设置直齿轮，压力传感器安装在直齿轮下方，固定支架固定设置在中间连接件侧面，驱动电机设置在固定支架上，驱动电机主轴上固定安装传动齿轮，传动齿轮与直齿轮之间形成齿轮配合传动。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

1、本发明提供的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，包括支撑钢柱液压驱动***和预支撑调节***，液压驱动***包括支撑钢柱、爬升靴卡槽，上、下部爬升靴、顶升油缸以及施工平台，施工平台顶层上预留支撑钢柱升降洞口，支撑钢柱纵穿整个施工平台，限位挡板固定安装在施工平台顶层上且位于洞口两侧；顶升油缸底座部分连接上部爬升靴，顶升油缸伸缩杆端部连接下部爬升靴。预支撑调节***包括从上至下依次排布并刚性接触的中间连接件、螺纹套筒、传动螺杆以及直齿轮，直齿轮下方设置压力传感器，驱动电机通过固定支架固定安装于中间连接件侧面，驱动电机主轴上安装传动齿轮，在驱动电机的驱动作用下，传动齿轮带动与其啮合配合的直齿轮转动，从而带动传动螺杆逆时针缓慢转动伸出螺纹套筒。通过顶升油缸驱动支撑钢柱长行程降落，通过电机驱动预支撑***实现小范围调整，最终实现支撑钢柱支撑状态标准化。该装置科学合理地解决了支撑钢柱支撑标准化问题，克服了因混凝土剪力墙支撑面高度不一致而造成施工平台爬升无法同步性控制的问题。而且，提高了施工平台爬升过程安全性，改变了传统的人工调整支撑的方法。

2、本发明提供的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的调节方法，操作简便，控制方法简单，具有自动反馈控制功能，而且能够对支撑钢柱支撑效果做到量化处理，最大程度降低支撑钢柱的不稳定性。同时，在施工上节约了劳动成本，缩短了施工时间，关键在于提高了超高层建筑行业施工安全，具有较好地推广价值。

进一步地，所述上部爬升靴固定连接限位挡板，上部爬升靴卡爪设置在支撑钢柱表面的爬升靴卡槽内，下部爬升靴卡爪设置在支撑钢柱的爬升靴卡槽内。

进一步地，所述中间连接件、螺纹套筒、传动螺杆、直齿轮从上至下依次排布并刚性接触。

进一步地，所述施工平台包括施工平台顶层、施工平台底层以及施工平台筒架柱。施工平台顶层上预留支撑钢柱升降洞口，支撑钢柱纵穿整个施工平台，支撑钢柱上半部分依靠两侧设置的支撑钢柱限位挡板防护，钢柱限位挡板固定安装在施工平台顶层上，位于支撑钢柱洞口两侧。

本发明还提供了一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的调节方法，该调节方法包括：

步骤一、提供前述的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置备用；

步骤二、当对应层混凝土剪力墙浇筑完成后，所有混凝土剪力墙水平面存在一定高差，顶升油缸准备伸油缸动作，上部爬升靴贴紧施工平台的限位挡板，下部爬升靴伸入爬升靴卡槽内，支撑钢柱随着顶升油缸伸出而降落，并且所有的顶升油缸伸缩行程保持一致；所有的支撑钢柱降落一定行程后，顶升油缸伸缩动作停止；

步骤三、预支撑调节***的驱动电机启动，驱动传动齿轮，使得与传动齿轮啮合配合的直齿轮转动，与所述直齿轮紧连的传动螺杆逆时针旋转，并从螺纹套筒内缓慢转动伸出；所述传动螺杆降落过程中，安装在直齿轮底部的压力传感器接触混凝土剪力墙面，开始对承受载荷进行计算，并将当前支撑压力反馈给监控***，判断是否停止驱动电机工作，从而完成支撑钢柱标准化统一支撑。

进一步地，所述步骤三的监控***的判断方法包括：当压力传感器监测数值大于或等于支撑钢柱的重量时，监控***做出判断选择，并立刻自动停止驱动电机工作。此时，支撑钢柱完成标准化统一支撑。压力传感器设置在支撑钢柱底部，一方面能够判断预支撑装置是否已经支撑到位，其次对施工平台爬升过程中的支撑钢柱承受的荷载进行评估，同时能够对整个施工平台重量进行风险评估。

进一步地，所述步骤二中一定高差为1~5 cm，因此造成支撑钢柱无法统一标准降落并支撑。

进一步地，所述施工平台包括施工平台顶层、施工平台底层以及施工平台筒架柱。

附图说明

图1为本发明一实施例中超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的侧视图；

图3为本发明一实施例中超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置中单个预支撑装置自动调节示意图；

图4为本发明一实施例中超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置中多个预支撑装置自动调节效果图。

图中：

101- 施工平台底层；102-筒架柱；103- 施工平台顶层；104-限位挡板；201- 中间连接件； 202-螺纹套筒；203-传动螺杆；204-直齿轮；205 -固定支架； 206-驱动电机；207 -传动齿轮；301-上部爬升靴；302-顶升油缸；303-下部爬升靴；

401 -支撑钢柱；402 -爬升靴卡槽；501-建筑楼体；502-混凝土剪力墙；601 -压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置及调节方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一

下面结合图1至图4，详细说明本发明的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的结构组成。

请参考图1至图4，一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，包括液压驱动***以及预支撑调节***。液压驱动***包括支撑钢柱401、爬升靴卡槽402、支撑钢柱限位挡板104、上部爬升靴301、顶升油缸302、下部爬升靴303以及施工平台。施工平台包括施工平台底层101、施工平台筒架柱102、施工平台顶层103。施工平台顶层103上预留支撑钢柱401升降洞口，支撑钢柱401纵穿整个施工平台，支撑钢柱401上半部分依靠两侧设置的限位挡板104防护，限位挡板104固定安装在施工平台顶层103上，位于支撑钢柱401洞口两侧。顶升油缸302底座部分连接上部爬升靴301，顶升油缸302伸缩杆端部连接下部爬升靴303，上部爬升靴301固定连接支撑钢柱限位挡板104，其上部爬升靴301卡爪设置在支撑钢柱401表面的爬升靴卡槽402内，顶升油缸302连接的下部爬升靴303卡爪设置在支撑钢柱401的爬升靴卡槽402内。

预支撑调节***包括中间连接件201、螺纹套筒202、传动螺杆203、直齿轮204、固定支架205、驱动电机206、传动齿轮207以及压力传感器601，建筑楼体501、混凝土剪力墙502。中间连接件201固定安装在支撑钢柱401底部，中间连接件201下方固定设置螺纹套筒202，传动螺杆203设置在螺纹套筒202内并与之进行传动配合，在传动螺杆203下端固定设置直齿轮204，压力传感器601安装在直齿轮204下方。中间连接件201、螺纹套筒202、传动螺杆203、直齿轮204以及压力传感器601从上至下依次排布并实现刚性接触。固定支架205固定设置在中间连接件201侧面，且位于混凝土剪力墙502正上方，驱动电机206设置在固定支架205上，驱动电机206主轴上固定安装传动齿轮207，传动齿轮207与直齿轮204两者之间形成齿轮配合传动。

当相应层例如第N层混凝土剪力墙502浇筑完成后，所有混凝土剪力墙502水平面高度有1-5 cm差距，因此造成支撑钢柱401无法统一标准降落并支撑。

请继续参考图1至图4，本实施例还提供了前述超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的调节方法，该调节方法包括：

首先提供前述自动调节装置备用；

通过顶升油缸302驱动支撑钢柱401长行程降落，通过驱动电机206驱动预支撑装置实现小范围调整，最终实现支撑钢柱401支撑状态标准化。具体操作方式如下：

顶升油缸302准备伸油缸动作，上部爬升靴301紧连施工平台的限位挡板104，下部爬升靴303伸入爬升靴卡槽402内并实现托举支撑钢柱401重量的作用，支撑钢柱401随着顶升油缸302伸出而降落，并且所有的顶升油缸302伸缩行程保持一致，使得所有的支撑钢柱401竖向方向上工况保持一致。施工平台所有的支撑钢柱401降落一定行程后，顶升油缸302伸缩动作停止。预支撑调节***准备工作，预支撑调节***的驱动电机206开始启动，驱动电机206的电机转轴连接下的传动齿轮207进行旋转，与转动齿轮207啮合配合的支撑杆直齿轮204转动，直齿轮204紧连的传动螺杆203逆时针旋转，从螺纹套筒202内缓慢转动伸出。传动螺杆降落过程中，安装在直齿轮204底部的压力传感器601接触混凝土剪力墙502端面，并开始对承受载荷进行计算，压力传感器601将当前支撑压力反馈给监控***，当压力传感器601监测数值满足大于或等于支撑钢柱401的重量时，监控***做出判断选择，并立刻自动停止驱动电机206工作，此时，支撑钢柱完成标准化统一支撑。

特别地，在本实施例中，各个预支撑调节***相互独立，单个支撑钢柱对应的单个预支撑***的动作实现过程如图3所示，不同支撑钢柱对应的多个预支撑***的支撑效果如图4所示。压力传感器601设置在支撑钢柱401底部，一方面能够判断预支撑装置是否已经支撑到位，其次对施工平台爬升过程中的支撑钢柱401承受的荷载进行评估，同时能够对整个施工平台重量进行风险评估。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，其特征在于，包括：

液压驱动***，所述液压驱动***包括支撑钢柱、爬升靴卡槽、限位挡板、上部爬升靴、顶升油缸、下部爬升靴以及施工平台；施工平台顶层上预留支撑钢柱升降洞口，支撑钢柱纵穿整个施工平台，限位挡板固定安装在施工平台顶层上且位于洞口两侧；顶升油缸底座部分连接上部爬升靴，顶升油缸伸缩杆端部连接下部爬升靴；

预支撑调节***，所述预支撑调节***包括中间连接件、螺纹套筒、传动螺杆、直齿轮、固定支架、驱动电机、传动齿轮以及压力传感器，中间连接件固定安装在支撑钢柱上，中间连接件下方固定设置螺纹套筒，传动螺杆设置在螺纹套筒内并与之进行传动配合，所述传动螺杆下端固定设置直齿轮，压力传感器安装在直齿轮下方，固定支架固定设置在中间连接件侧面，驱动电机设置在固定支架上，驱动电机主轴上固定安装传动齿轮，传动齿轮与直齿轮之间形成齿轮配合传动。

2.根据权利要求1所述的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，其特征在于，所述上部爬升靴固定连接限位挡板，上部爬升靴卡爪设置在支撑钢柱表面的爬升靴卡槽内，下部爬升靴卡爪设置在支撑钢柱的爬升靴卡槽内。

3.根据权利要求1所述的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，其特征在于，所述中间连接件、螺纹套筒、传动螺杆、直齿轮从上至下依次排布并刚性接触。

4.根据权利要求1所述的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置，其特征在于，所述施工平台包括施工平台顶层、施工平台底层以及施工平台筒架柱。

5.一种超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置的调节方法，其特征在于，包括：

步骤一、提供权利要求1至4任一项所述的超高层建筑施工平台支撑钢柱自动调节装置备用；

步骤二、当对应层混凝土剪力墙浇筑完成后，所有混凝土剪力墙水平面存在一定高差，顶升油缸准备伸油缸动作，上部爬升靴贴紧施工平台的限位挡板，下部爬升靴伸入爬升靴卡槽内，支撑钢柱随着顶升油缸伸出而降落，并且所有的顶升油缸伸缩行程保持一致；所有的支撑钢柱降落一定行程后，顶升油缸伸缩动作停止；

步骤三、预支撑调节***的驱动电机启动，驱动传动齿轮，使得与传动齿轮啮合配合的直齿轮转动，与所述直齿轮紧连的传动螺杆逆时针旋转，并从螺纹套筒内缓慢转动伸出；所述传动螺杆降落过程中，安装在直齿轮底部的压力传感器接触混凝土剪力墙面，开始对承受载荷进行计算，并将当前支撑压力反馈给监控***，判断是否停止驱动电机工作，从而完成支撑钢柱标准化统一支撑。

6.根据权利要求5所述的调节方法，其特征在于，所述步骤三的监控***的判断方法包括：当压力传感器监测数值大于或等于支撑钢柱的重量时，监控***做出判断选择，并立刻自动停止驱动电机工作。

7.根据权利要求5所述的调节方法，其特征在于，所述步骤二中一定高差为1~5 cm。

8.根据权利要求5所述的调节方法，其特征在于，所述施工平台包括施工平台顶层、施工平台底层以及施工平台筒架柱。

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