一种用于超高层异形钢柱的自爬焊接平台

技术领域

本发明涉及施工工程技术领域，具体涉及一种用于超高层异形钢柱的自爬焊接平台。

背景技术

采用核心筒—外框架构造的超高层建筑在行外框架施工时，外框架柱需要一节一节地吊装到安装位置进行焊接安装。而在焊接施工的过程中需要为施工人员搭设可靠的焊接施工平台。目前常见的焊接施工平台构造简单，在施工时可以附着在异形钢柱的柱壁上。但这种焊接平台往往需要塔吊来协助提升，然而随着超高层建造施工层数的增加，塔吊的运输压力也随之增加。在这种情况下塔吊的调度往往不能够保证焊接平台的及时提升，从而导致施工进度被拖慢。

由此可见，现急需一种新的焊接施工平台来提供施工效率为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有焊接施工平台导致施工效率低的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于超高层异形钢柱的自爬焊接平台，其能够具备沿着攀爬能力，同时又具备一定的越障能力，并且在焊接平台提升到位后，还可以迅速完成从提升状态到固定状态的转化，快速完成重新布置进入到下个施工流程当中，大大提高了施工效率，很好地克服了现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的一种用于超高层异形钢柱的自爬升焊接平台，包括主体结构，可动式连接机构以及提升机构；所述主体结构包括若干平台，所述若干平台通过在连接处设置可动式连接机构连接构成；所述可动式连接机构分别设置于主体结构连接处的上下两端，通过分批依次将上下端的可动式连接机构进行分体和连接，可使得平台在可动式连接机构分体时无障碍的垂直越过目标柱体；所述提升机构分布于主体结构上并与目标柱体进行连接，通过提升机构能够通过终端的控制带动主体结构相对于目标柱体进行升降。

进一步地，所述若干平台上分别设有围栏。

进一步地，所述若干平台连接构成的主体结构上设有用于施工人员进行进入平台的人孔。

进一步地，所述可动式连接机构包括电机，摆臂，锁止板，目标棒以及电推杆；所述摆臂的一端与电机配合连接并可转动地设置于两平台连接处的一端平台上，另一端设有锁止板，所述锁止板上开有闭合孔；所述目标棒设置于两平台连接处的另一端平台的端面上，同时所述电推杆设置于另一端平台的侧面上；

所述摆臂通过电机的驱动，可将摆臂上的锁止板转动至目标棒，所述电推杆会从锁止板的闭合孔中穿过达到锁止平台。

进一步地，所述锁止板上开设有用于对目标棒抓接的开口槽。

进一步地，所述目标棒焊接有槽型护板。

进一步地，所述提升机构包括若干组提升组件并分布于主体结构上；所述提升组件包括定滑轮以及卷扬机；所述卷扬机通过设置主板分布于主体结构的底板上，所述定滑轮对应卷扬机设置于顶部的目标柱柱顶耳板上；所述卷扬机上的钢丝绳穿过定滑轮后钩在平台底板上。

进一步地，所述卷扬机上还配合设置有编码器，通过读取设置在每台卷扬机上的编码器的脉冲信号来计算出钢丝绳的伸缩长度并反馈给控制盒中的主机，主机通过反馈数据来协调各卷扬机的转动速率。

进一步地，所述用于超高层异形钢柱的自爬升焊接平台还包括旋转连接机构；所述旋转连接机构包括若干旋转连接件，若干旋转连接件分布于平台上卷扬机所在的安装板上，可与目标柱体上的耳板进行配合连接，可将平台与目标柱体连接。

进一步地，所述旋转连接件的一端与卷扬机所在的安装板上通过设置铰接结构进行铰接连接，能够绕着此铰接结构相对于目标柱体耳板进行旋转；所述旋转连接件的另一端可转动至耳板并与耳板通过插销进行连接。

本发明提供的用于超高层异形钢柱的自爬焊接平台，其通过在平台上配合设置攀爬装置以及越障装置，能够使得本焊接平台具备沿着攀爬能力，同时又具备一定的越障能力，并且在焊接平台提升到位后，还可以迅速完成从提升状态到固定状态的转化，快速完成重新布置进入到下个施工流程当中，大大提高了施工效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本自爬焊接平台的整体结构示意图；

图2为本自爬焊接平台中柱体结构示意图；

图3为本自爬焊接平台中可动式连接机构解锁状态示意图；

图4为本自爬焊接平台中可动式连接机构锁止状态示意图；

图5为本自爬焊接平台中钢梁与可动式连接机构处于第一工作状态示意图；

图6为本自爬焊接平台中钢梁与可动式连接机构处于第二工作状态示意图；

图7为本自爬焊接平台中提升机构的结构示意图；

图8为本自爬焊接平台中提升机构的装配示意图；

图9为本自爬焊接平台中钢丝绳更换结构中第一步骤结构示意图；

图10为本自爬焊接平台中钢丝绳更换结构中第二步骤结构示意图；

图11为本自爬焊接平台中钢丝绳更换结构中第三步骤结构示意图；

图12为本自爬焊接平台中钢丝绳更换结构中第四步骤结构示意图；

图13为本自爬焊接平台中固定组件的结构示意图；

图14为本自爬焊接平台处于第一工作状态示意图；

图15为本自爬焊接平台处于第二工作状态示意图。

下面为附图中的部件标注说明：

100.主体结构110.大折线形平台120/130.小圆弧形平台140.人孔150.爬梯160.围栏200.可动式连接机构210.摆臂220.锁止板221.闭合孔222.开口槽230.目标棒231.槽型护板240.电推杆250.电机310.卷扬机320.定滑轮321.钢丝绳330.防坠器331.防坠绳400.钢梁510.旋转连杆600.目标柱体700.第一牵引带800.第二牵引带。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

针对于现有焊接施工平台导致施工效率低的技术问题，基于此技术问题，本发明提供了一种用于超高层异形钢柱的自爬焊接平台，其能够具备沿着攀爬能力，同时又具备一定的越障能力，并且在焊接平台提升到位后，还可以迅速完成从提升状态到固定状态的转化，快速完成重新布置进入到下个施工流程当中，大大提高了施工效率。

参见图1，本方案提供的自爬升焊接平台，包括主体结构100，可动式连接机构200以及提升机构300。

主体结构100用于供施工人员进行站立，因此，主体结构100优选采用方通钢管作为主要承载受力构件，能够保证主体结构的刚性。

参见图2，主体结构100包括三个平台，分别为一片大折线形平台110和两片小圆弧形平台120/130，三个平台上设有围栏160，可保护施工人员的人身安全；将此三个平台通过设置三组可动式连接机构200拼接构成类似椭圆形主体结构100。

其中一个小圆弧上设有可供施工人员攀爬登上平台的人孔140，人孔140配合连接爬梯150，能够便于施工人员通过爬梯150和人孔140登上平台。

三组可动式连接机构200构造相同，分别包括两组连接组件，分别设置于两平台围栏160连接处以及两平台的地板连接处。

连接组件可通过远程遥控进行控制，其可以在不上人的前提下实现遥控连接组件进行打开和锁止。

参见图3，连接组件包括电机250，摆臂210，锁止板220，目标棒230以及电推杆240。

摆臂210的一端与电机250配合连接并可转动地设置于两平台连接处的一端平台上，另一端设有锁止板220，锁止板220上开有开口槽222和闭合孔221。

目标棒230设置于两平台连接处的另一端平台的端面上，同时电推杆240设置于另一端平台的侧面上。

参见图3-图4，当摆臂210通过电机250的驱动，可将摆臂210上的锁止板220转动至目标棒230，通过锁止板220上的开口槽222对目标棒230进行抓接，抓接到目标棒230后，电推杆240会从锁止板220的闭合孔221中穿过达到锁止平台防止脱落的效果；同时，相反操作可实现解锁平台的效果。

同时，目标棒230焊接有槽型护板231，用于进一步保证目标棒230不会从摆臂脱出并传递弯矩。

另外，通过此可动式连接机构200的锁止和解锁能够将三平台拆分，在平台上升过程中实现“船闸式”越障。

具体的，参见图5-图6，当自爬升焊接平台在提升装置进行提升过程中，若遇到已经安装好的钢梁400时，会首先解锁打开围栏上的摆臂210，此时平台底板上的摆臂210保持闭锁状态。

继续提升平台，使钢梁400进入到平台围栏160的上下两侧摆臂210之间，此时关闭并锁止围栏160上的摆臂210，解锁打开平台底板上的摆臂210并继续提升平台，直到钢梁400从平台下侧穿过，此时可以关闭并锁止下侧摆臂210完成越障。

提升机构300可通过远程遥控进行控制，其可以在不上人的前提下实现遥控提升机构进行提升。

提升机构300包括若干组提升组件，分别等距设置于大折线形平台110以及两个小圆弧形平台120/130与大折线形平台110对应的一端。

本方案中优选采用五组提升组件，其中三个分别等距设置于大折线形平台110，两个分别设置于两个小圆弧形平台120/130的一端，通过此结构分布于主体结构100上，可保证主体结构100在提升时，能够受力均匀，使得主体结构100能够稳定提升。

参见图7，每组提升组件包括定滑轮320，以及卷扬机310。

卷扬机310根据提升组件的分布位置设置于主体结构100的底板上，定滑轮320对应卷扬机310设置于顶部的目标柱体600耳板上，定滑轮320与耳板的中部连接。

参见图8，然后将卷扬机310上的钢丝绳321穿过定滑轮320后钩在平台底板上。通过卷扬机310的正反转来对钢丝绳321进行收放，对主体结构100进行升降。

这里不限定于五台卷扬机310，具体的数量以及分布需要参考目标柱体600上预留耳板的位置，需与目标柱体600上预留耳板对应设置。

另外，卷扬机310上还配合设置有编码器，通过设置在每台卷扬机310上的编码器读取钢丝绳321的伸缩长度反馈给控制盒中的主机，主机通过反馈数据来协调各卷扬机310的转动速率。

当出现较小的速度差时，主机将会自动协调平衡各卷扬机310的转速。而当出现速度差过大的情况时，平台将会停止提升。

通过在卷扬机310上配备编码器，能够通过编码器控制协调各卷扬机310提升速率以保证平台在提升中稳定性的方案。

其次，主体结构上还配合设有安全组件，安全组件包括防坠器330，防坠器330与定滑轮320对应设置于目标柱体600耳板的端部，防坠器330上配合设有防坠绳331，直接拉下来钩在主体结构100的底板上，其能够在提升机构出现失误时，对焊接平台进行紧急防坠锁定，用于对焊接平台进一步进行安全防护。

当自爬升焊接平台在从原来的一节钢柱上的固定模式转换到向新的一节钢柱进行爬升的提升模式之前，需要首先将卷扬机310上的钢丝绳321绕过新的一节钢柱上的定滑轮320并拉回固定在焊接平台底板上的卸扣上。传统的施工方法在这一步需要有施工人员攀登上柱顶进行操作，为确保施工人员的安全，本方案设计了一套免攀爬为顶部滑轮换穿钢丝绳的方案：

(1)参见图9，在地面为新的一节钢柱预装好定滑轮320和防坠器330，此时，防坠器330的防坠绳331收在防坠器330内部，将长度二倍于单节柱体高度的双头带钩的第二牵引带800预先穿过每个定滑轮320，定滑轮320的两侧所留第二牵引带800长度相等。将长度等于单节柱体高度的双头带钩的第一牵引带700的一侧的钩子与防坠器330的钩子相连。

(2)参见图10，将装有定滑轮320、防坠器330和牵引带的主体吊装到待施工高度，此时抽拉预先穿好的第一牵引带700，可以将防坠器330中的防坠绳331拉出直至平台相应连接部位，此时摘掉防坠器330中防坠绳331上的第一牵引带700，将防坠器330与平台直接相连。

(3)参见图11，将定滑轮320上预先穿设好的的第二牵引带800与卷扬机310钢丝绳321出口相对应的一侧并与卷扬机310的钢丝绳321相钩连。

(4)参见图12，拉动第二牵引带800的另外一侧使第二牵引带800带动卷扬机310钢丝绳321穿过定滑轮320后回到卷扬机310钢丝绳321连接扣处，此时摘掉第二牵引带800，将卷扬机310钢丝绳与相应的连接扣相连，完成免攀爬为定滑轮320更换钢丝绳321的流程。

进一步地，当平台爬升至目标地后，需对平台进行固定，因此，在平台底部配合设置有旋转连接机构，通过旋转能够与目标柱体600进行固定连接。

旋转连接机构包括若干组旋转连接件，若干组旋转连接件分布于平台上卷扬机310所在的安装板上，可与目标柱体600上的耳板进行配合连接，可将平台与目标柱体600连接，进行焊接工作。

参见图13，旋转连接件可为旋转连杆。旋转连杆510的一端与卷扬机310所在的安装板上通过设置铰接结构进行铰接连接，能够绕着此铰接结构相对于目标柱体600耳板进行旋转。

旋转连杆510的另一端可转动至目标柱体600耳板并与耳板通过插销进行连接，实现主体结构100与目标柱体600的连接。

当自爬升焊接平台提升到施工作业面时，旋转连杆510通过插销将其固定于目标柱体600耳板上，取消钢丝绳321在操作平台上的固定，拆除防坠器330及定滑轮320。此时可以吊装下一段异形钢柱到焊接位置，通过临时夹板固定后可以进行焊接工作。

另外，这里的旋转连接件不限定于采用旋转连杆，也可采用一端与卷扬机310安装板进行铰接连接的连接板，连接板的另一端可转动至耳板并与耳板通过插销进行连接，实现主体结构100与目标柱体600的连接。

这里对于旋转连接件具体结构的采用不做限定，可根据实际情况而定。

本方案针对传统超高层核心筒外框柱施工过程中所采用的柱焊接平台必须依靠塔吊进行转场导致钢柱焊接施工速度收到塔吊排班影响而导致使用不便功效低的问题，提出了一种新型的自爬升焊接施工平台，该焊接平台可附着在异形钢柱柱壁上预留的耳板上进行攀爬，采用卷扬机作为动力的来源并采用编码器读取并实现对各个卷扬机之间提升速度的协调以达到保证平台平稳的效果。

同时，参见图14-图15，当平台在提升过程中遇到在其上方已经安装到位的钢梁时可以采用“船闸式”的越障方案，通过交替解锁打开和闭合锁止连接摆臂的方式达到穿过结构梁的效果，从而使焊接平台的使用不影响到其他工序的施工。

并且在提升和越障的全过程中可以采用遥控装置在安全位置进行操作，并拟定了免攀爬为柱顶定滑轮更换钢索的操作方案，全方位地保证了施工人员的安全性。在焊接平台提升到位后，也可以迅速完成从提升状态到固定状态的转化，快速完成重新布置进入到下个施工流程当中。

本方案可以解决现有施工平台在转场过程中需要依靠塔吊且无法越障通过已经装好的梁的核心难题，大大提高了焊接平台的施工效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。