超高层钢结构集烟及测声管道集成系统

技术领域

本发明涉及钢结构建筑施工领域，尤其是涉及一种超高层钢结构集烟及测声管道集成系统。

背景技术

随着钢结构的发展，超高层钢结构的结构形式越来越多，钢结构必然会有大量的现场焊接工艺，焊接自然会产生大量烟尘和有害气体，而且由于钢柱钢梁焊接点多面广，如果对烟尘不进行处理，烟尘和有害气体将会排入大气中，污染环境。由于焊接是在高空焊接，无大面积平台，无法采用一般的吸尘装置，要同时具有可操作性和经济性，也是目前焊接烟尘处理的难题。

另外对于钢结构建筑，一般需要向柱体内填充混凝土以增强结构强度和稳定性，对于超高层钢结构，由于上层柱体与下层柱体连通，下层柱体混凝土出现空鼓受到压力后可能导致垮塌，因此，混凝土密实度检测尤为重要。钢管中自密实混凝土的检测，常规采用敲击法检测混凝土的密实性，不具备客观性，也难以形成数据记录，不符合检测规范。

发明内容

本发明提供了一种超高层钢结构集烟及测声管道集成系统，解决了超高层钢结构的混凝土密实度的检测与焊接烟尘收集问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种超高层钢结构集烟及测声管道集成系统，包括多个空心钢柱，多个空心钢柱竖向首尾相接以组成第一连通管，各空心钢柱内壁设有相对布置的声测预留管，声测预留管设有侧向开口，侧向开口穿过空心钢柱，多个声测预留管竖向首尾相接以连接成第二连通管，还包括抽尘设备和集尘罩盒，抽尘设备用于与各第二连通管最下端的侧向开口连通，集尘罩盒用于与焊点附近处侧向开口连通。

优选的方案中，声测预留管下端设有细直径部，细直径部与相邻的声测预留管套接，声测预留管内下端处设有内锥部，还设有球堵，球堵设有拉索，拉索端部连接堵盖，堵盖封堵侧向开口。

优选的方案中，集尘罩盒设有抽吸缝和排出管，抽吸缝和排出管之间设有腔体。

优选的方案中，集尘罩盒内侧设有多个磁板，磁板吸附空心钢柱外壁。

优选的方案中，集尘罩盒内侧设有多个摩擦滚组，摩擦滚组包括基架，基架两端设有可转动的摩擦滚轮，基架一侧连接有铰接座，铰接座与集尘罩盒内侧连接，基架上还设有磁力座。

优选的方案中，集尘罩盒上端还设有托架，托架用于承托焊枪。

优选的方案中，集尘罩盒上设有耳座，耳座与托架套接，耳座设有锁紧器。

优选的方案中，还设有上围挡装置，上围挡装置布置在相邻空心钢柱接缝上方处。

优选的方案中，上围挡装置包括多个首尾连接的铰接带组，铰接带组包括第一带片和第二带片，第一带片和第二带片铰接，第一带片下方设有第一横挡片，第二带片下方设有第二横挡片，第一横挡片和第二横挡片交叠布置。

优选的方案中，还包括收卷器，收卷器包括滑动轴，滑动轴两端各设有可伸缩的收卷轮，两个收卷轮同步转动。

本发明的有益效果为：在空心钢柱中布置声测预留管，既实现了混凝土密实度检测，又预留出了抽尘通道，巧妙的解决了两个原本并不相关的难题；声测预留管可分段控制开闭，减小上下层之间的影响，减少声测时水的浪费，并且不影响烟尘收集；集烟系统包括可沿空心钢柱游走的集尘罩盒，避免烟尘散落；集尘罩盒上的托架可辅助焊接，使焊接更加省力，一致性更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的楼体立面示意图。

图2是本发明的空心钢柱对接示意图。

图3是本发明的空心钢柱下端示意图。

图4是本发明的声测管发声端下端处放大图。

图5是本发明的声测实施示意图。

图6是本发明的收卷器示意图。

图7是本发明的收卷器截面图。

图8是本发明的焊接焊缝处集烟示意图。

图9是本发明的上围挡装置俯视图。

图10是本发明的上围挡装置铰接带组结构图。

图11是本发明的集尘罩盒俯视布置图。

图12是本发明的集尘罩盒剖面示意图。

图13是本发明的集尘罩盒优化结构图。

图14是本发明的摩擦滚组结构图。

图中：空心钢柱1；破口101；声测预留管2；侧向开口201；球堵202；内锥部203；细直径部204；拉索205；堵盖206；抽尘设备3；声测管发声端4；声测管接收端5；收卷器6；收卷轮601；滑动轴602；中部基体603；导套604；滑槽605；上围挡装置7；第一带片701；第二带片702；第一横挡片703；第二横挡片704；铰接柱705；集尘罩盒8；抽吸缝801；磁板802；腔体803；排出管804；摩擦滚组805；铰接座806；避空板807；基架808；摩擦滚轮809；磁力座810；托架811；挡板812；耳座813；锁紧器814。

具体实施方式

实施例1：

如图1-14中，一种超高层钢结构集烟及测声管道集成系统，包括多个空心钢柱1，多个空心钢柱1竖向首尾相接以组成第一连通管，各空心钢柱1内壁设有相对布置的声测预留管2，声测预留管2设有侧向开口201，侧向开口201穿过空心钢柱1，多个声测预留管2竖向首尾相接以连接成第二连通管，还包括抽尘设备3和集尘罩盒8，抽尘设备3用于与各第二连通管最下端的侧向开口201连通，集尘罩盒8用于与焊点附近处侧向开口201连通。

第一连通管为空心钢柱结构，内部浇筑混凝土，超高层钢结构包括多个第一连通管，每根空心钢柱由多个空心钢柱1焊接而成，一般焊接位置为每层楼中部。

每个空心钢柱1内设有两个声测预留管2，声测预留管2焊接或安装在空心钢柱1内壁，两个声测预留管2在空心钢柱1的一个直径线的两端，空心钢柱1侧壁开有破口101，下层的空心钢柱1安装后由破口101向空心钢柱1内填充混凝土，包裹声测预留管2外侧；向声测预留管2内注满水，声测管发声端4和声测管接收端5分别由相对的侧向开口201中插入声测预留管2，检测该高度截面连线的混凝土密实度，边检测边下放，直到检测整个高度的空心钢柱1的混凝土密实度。

若密实度不合格则加固该楼层。

焊接上一层空心钢柱1的时候，选取距离焊点最近的一个第二连通管，将该层的声测预留管2的侧向开口201与集尘罩盒8连通，由于抽尘设备3在最下层，抽尘设备3与第二连通管最下端的侧向开口201连通连接，焊接空心钢柱1的接缝时，烟尘直接被抽吸到抽尘设备3中。

焊接完后浇筑上一层空心钢柱1内的混凝土。

优选的方案中，声测预留管2下端设有细直径部204，细直径部204与相邻的声测预留管2套接，声测预留管2内下端处设有内锥部203，还设有球堵202，球堵202设有拉索205，拉索205端部连接堵盖206，堵盖206封堵侧向开口201。

声测管检测一般会分高度段检测，可与空心钢柱1的焊接浇筑同步，即焊接浇筑一段，检测一段。

由于楼层较高，若每次向整根第二连通管中注满水，所需水量大，下端压强高不利于封堵，并且检测完需要排水，因此每段检测均需要重复注水，形成浪费。因此需要放入球堵202堵住内锥部203处，并且利用堵盖206封闭该侧向开口201，封堵该段下端，检测完后，打开堵盖206顺势拉出球堵202排水，最下端可收集水，重复利用。

由于球堵202可拉出，不会影响焊接时的抽吸烟尘，并且球堵202和堵盖206都能重复使用。

优选的方案中，集尘罩盒8设有抽吸缝801和排出管804，抽吸缝801和排出管804之间设有腔体803。

集尘罩盒8为弧形凹腔状，用于收集焊接时落下的粉末或块体，凹腔底部设有弧形的抽吸缝801，凹腔底部为锥形坡，引导烟粉进入抽吸缝801内，排出管804可通过软管与侧向开口201对接，采用负压抽吸在焊接区域下放形成引导气流，避免烟尘外溢污染空气；腔体803长度与抽吸缝801相当，腔体803可使抽吸缝801各处吸附力相当，避免直接连接排出管804时抽吸缝801中部吸力大大强于两边的情况。

优选的方案中，集尘罩盒8内侧设有多个磁板802，磁板802吸附空心钢柱1外壁。

根据焊点位置将集尘罩盒8吸附在焊点下方区域，无须一直手持，也无需安装工具，集尘罩盒8可设计成四分一圆，焊接一圈只需要挪动四个位置。

优选的方案中，集尘罩盒8内侧设有多个摩擦滚组805，摩擦滚组805包括基架808，基架808两端设有可转动的摩擦滚轮809，基架808一侧连接有铰接座806，铰接座806与集尘罩盒8内侧连接，基架808上还设有磁力座810。

磁力座810可布置在两个摩擦滚轮809中间，磁力座810可控制磁力开关，摩擦滚轮809外层包胶，提高摩擦力，抵靠在空心钢柱1外壁滚动，磁力座810的吸附面微微离开空心钢柱1外壁，既保证吸力，又避免接触；由于磁力座810较厚，基架808背侧安装避空板807，避空板807与铰接座806转动连接，使得基架808能够摆动，适应不同空心钢柱1的曲率。

摩擦滚轮809轴为竖向布置，当集尘罩盒8贴在空心钢柱1外壁时，集尘罩盒8可在同一高度移动，调整周向位置以适应焊点的移动，不需要扯下集尘罩盒8再挪动到下一端焊点的下方再安装，省时省力。

由于空心钢柱1直径较大，一般直径能达到一米至数米，空心钢柱1对接高度一般在楼层中部，焊接需要时人手持托举焊枪沿接缝一段段焊接，另外每个空心钢柱1对接处需要重复焊接多圈进行堆焊，整个焊接需要较长时间，中间需要休息多次，焊接劳动强度较大。

优选的方案中，集尘罩盒8上端还设有托架811，托架811用于承托焊枪。

焊枪架在托架811端的凹口处，集尘罩盒8抵消焊枪的重力，操作人员只需要调整焊枪角度，并且平移拉动集尘罩盒8横向围绕着空心钢柱1外壁移动，大大减轻劳动强度，另外由于集尘罩盒8的引导，焊接高度接近一致，焊接质量更高。

优选的方案中，集尘罩盒8上设有耳座813，耳座813与托架811套接，耳座813设有锁紧器814。

托架811高度可调整，托架811外壁设有环型摩擦槽。集尘罩盒8上可设置多个耳座813，托架811可抽出，焊接人员根据焊枪姿态调整托架811的安装位置。

集尘罩盒8内侧设有倾斜的挡板812，贴近空心钢柱1外壁。

优选的方案中，还设有上围挡装置7，上围挡装置7布置在相邻空心钢柱1接缝上方处。

上围挡装置7可以挡住向上飞溅的焊接粉尘，使其最终落到集尘罩盒8内。

优选的方案中，上围挡装置7包括多个首尾连接的铰接带组，铰接带组包括第一带片701和第二带片702，第一带片701和第二带片702铰接，第一带片701下方设有第一横挡片703，第二带片702下方设有第二横挡片704，第一横挡片703和第二横挡片704交叠布置。

第一带片701和第二带片702中间通过铰接柱705铰接，第一横挡片703和第二横挡片704高度上错开一个层次，水平上交叠布置，第一带片701和第二带片702相对转动时横挡片依旧维持封闭遮挡状态，第一横挡片703和第二横挡片704最好向下微微倾斜；多个铰接带组拼接成完整的环状的上围挡装置7，可安装在焊接缝上方的空心钢柱1外壁，上围挡装置7内圈即每个带片靠内侧的面上设置硅胶或橡胶层，有一定的弹力和摩擦力，上围挡装置7收口拉紧后稳稳固定在空心钢柱1外壁。

上围挡装置7可根据空心钢柱1的不同直径调整铰接带组数。

优选的方案中，还包括收卷器6，收卷器6包括滑动轴602，滑动轴602两端各设有可伸缩的收卷轮601，两个收卷轮601同步转动。

滑动轴602两端设有导套604， 导套604内壁设有滑槽605，收卷轮601一端设有滑动轴603，滑动轴603外壁设有直线凸起部，直线凸起部与滑槽605配合，收卷轮601一端设有把手，两个收卷轮601分别收卷声测管发声端4和声测管接收端5的线缆，测声时，调整收卷轮601的伸出量，使其距离上对应两端的侧向开口201，转动把手，声测管发声端4和声测管接收端5同步下放测声。

实施例2：

钢柱在工厂加工时，在每个钢柱内壁在安装一根DN25直径的钢管，并在每节钢柱底部10cm处位置开个圆孔，将DN25直径的钢管通过三通从圆孔接出。钢柱现场对接安装时，对准DN25钢管，通过卡口，将钢柱中的DN25钢管连接紧密。

将可折叠防雨抽排烟风挡，拉伸吸附在需要焊接钢柱位置的预先开的圆孔上方，头尾相接，起到防风，防雨作用，同时最重要的是焊接烟尘均沿着风挡汇集到预先开的圆孔位置，从圆孔进入，吸入DN25钢管内。在第一层钢柱的圆孔接出管道，通过集烟装置将焊接烟尘收集至一层指定位置。

焊接完成后，将可折叠防雨抽排烟风挡取下，可重复利用。适用于不同直径钢管柱。

然后进行后续施工，待浇筑完混凝土之后，通过预先开的圆孔，与桩基一样，采用桩基声波仪通过DN25钢管进行检测钢结构自密实混凝土密实度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。