专利名称：具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种爬升支撑机构及其施工方法。
背景技术：
目前，在混凝土结构施工过程中，尤其是在超高层建筑施工过程中，经常需要可爬升机构来支撑重大吨位的钢框架顶模系统、塔吊等重型设备，此外还经常遇到爬升结构或设备依附的竖向结构截面尺寸随高度变化的情况，这就要求爬升支撑机构能够伸缩移动， 传统的爬升机构通常是在结构上安装预埋件或结构内部新增竖向爬升柱，然后将爬升机构采用销轴方式固定在预埋件上，但是这种爬升机构的受力点只有ー个，而且需要采用人工进行固定，设备爬升前，需先将爬升机构解开，爬升到位之后，再人工固定，整个过程操作繁琐、并需要消耗大量人力，而对于依附结构截面变化处，现有的移动装置都是非承力构件移动或者采用加长预埋件的方式来确保爬升机构与结构之间的可靠连接，因此传统的方法エ 序繁琐，爬升过程需要投入大量的人力，増加了施工费用以及施工周期，降低了施工效率， 而且由于操作的繁琐，同时还增加了施工中的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供ー种具有伸縮及自动咬合功能的可爬升支撑机构及其施工方法，解决传统爬升支撑机构消耗人力、施工程序复杂、施工周期长、施工费用高、施工安全隐患大、工作效率低的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案ー种具有伸縮及自动咬合功能的可爬升支撑机构，包括支撑架、爬升立柱、提升装置和液压系统，所述支撑架上安装有可水平滑动的可伸縮装置，所述可伸縮装置包含滑动部件、挂爪箱体、横移动カ部件和伸縮支架， 所述滑动部件设置在伸縮支架与支撑架横梁的接触面上，所述横移动カ部件支设在支撑架的横梁上，所述伸缩支架的外端连接挂爪箱体。所述自动咬合装置由挂靴、挂爪和回弹部件组成，所述挂靴焊接在竖向结构的承力件上形成承カ键，所述挂爪与挂靴咬合连接，挂爪通过铰轴连接在挂爪箱体上，所述回弹部件连接在挂爪的后端，所述承カ件上固定有安全销。所述挂靴是ー个上大下小的槽ロ，无底面，由三面钢板组成。所述挂爪端部侧面形状与挂靴槽ロ相似，其尺寸小于挂靴尺寸。所述滑动部件是设置在伸縮支架与支撑架横梁接触面上的滑块或滑轨。所述横移动カ部件支设在支撑架横梁上，推动点设置在伸縮支架上。所述挂爪箱体内固定有刚性的限位部件，每ー个挂爪的前上方固定有上限位部件，每ー个挂爪的后下方固定有下限位部件。 所述安全销通过滚轴安装在挂爪箱体上。所述提升装置由提升钢索通过支撑架的滚轮与爬升立柱连接。所述支撑架是采用型钢焊接而成的刚架结构，其顶部焊接有钢横梁，支撑架有上下两个，液压系统固定在上下两个支撑架之间。一种具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构的施工方法，步骤如下
步骤一，顶升可爬升支撑机构，带动挂爪一起向上爬升；
步骤二，挂爪脱离原固定位置处的挂靴后，开始翻转；
步骤三，继续顶升可爬升支撑机构，直到挂爪越过挂靴，回弹部件使挂爪回复水平位置，此时挂爪端部落在挂靴槽口上方；
步骤四，缓慢下放可爬升支撑机构，挂爪回落，自动插入挂靴，并与挂靴固定牢靠，在此步骤中，即便可爬升支撑机构爬升过程中导致挂爪错位，挂爪下放时，挂爪也会自动纠偏； 步骤五，重复上述步骤一至四，便可实现可爬升支撑机构的爬升要求，当竖向结构为变截面时，启动可伸缩装置，使之水平移动，直至挂爪与挂靴咬合锁定支撑。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
本发明克服了传统方法需要消耗大量人工且工序复杂的缺点，解决了工程成本高、周期长、安全隐患大、工作效率低的技术问题。本发明的自动咬合装置是在架体整体爬升的过程中，通过挂爪与挂靴的自动咬合来代替复杂的人工连接操作，节省施工费用的同时，缩短了施工的周期，挂爪与挂靴之间自动纠偏的功能，消除了施工误差带来的影响，避免了人工纠偏的麻烦，同时装置将竖向传递来的荷载相对均匀的分配到多个挂靴上，增加了施工的安全性，装置还设置了安全销，作为连接固定的二次安全保障。本发明的可伸缩装置可根据依附结构截面尺寸的变化情况，灵活控制爬升立柱与支撑架之间的相对位移，从而实现伸缩功能，其中的滑动部件及提升滚动装置的应用，减小了滑动过程中接触面上的摩阻力，从而降低了滑动难度，所有构件可以拆卸，多次使用，周转率得到了很大的提高，从而可以节约资源降低成本。本发明的爬升装置采用液压系统为机构爬升提供竖向顶升力，在满足顶升力的基础上提供足够的顶升行程，同时机构在滑动过程中，液压系统始终与爬升立柱的架体连在一起，液压系统安全就得到保障。本发明克服了现有设备爬升时的连接固定难题，将工序简单化，节省了人力以及人工支撑固定所需的劳动力支出，降低成本，提高了爬升速度，减少施工周期，提高工作效率，同时还可根据需要进行移动，解决了大型结构或设备爬升过程中由于依附结构尺寸变化所带来的支撑机构移动伸缩难题，应用灵活，而且提高了爬升时的自身安全与依附结构安全，可广泛应用于大型附墙式结构或设备的爬升支撑。
下面结合附图对本发明进一步说明。图I是本发明的侧视结构示意图。图2是图I的A-A剖视图。图3是图2的B-B剖视图。图4是本发明的自动咬合装置剖视示意图。图5是本发明的挂爪及回弹部件剖视示意图。图6是本发明的挂靴剖视示意图。
图I是本发明的机构爬升步骤ー示意图。图8是本发明的机构爬升步骤ニ示意图。图9是本发明的机构爬升步骤三示意图。图10是本发明的机构爬升步骤四示意图。图11是本发明的实施例ニ的挂爪分布示意图。附图标记1 一自动咬合装置、I. I ー挂靴、I. 2 ー挂爪、I. 3 一回弹部件、2 —可伸缩装置、2. I 一滑动部件、2. 2 一挂爪箱体、2. 3 一横移动カ部件、2. 4 件、4 ー支撑架、5 —爬升立柱、6 —限位部件、6. I-上限位部件、6. 2-销、8 —提升装置、9 ー液压系统。
一伸缩支架、3 下限位部件、7
一承力一安全
具体实施例方式实施例參见图I、图2、图3所示，这种具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，包括支撑架4、爬升立柱5、提升装置8和液压系统9，所述支撑架4上安装有可水平滑动的可伸縮装置2，所述可伸縮装置2包含滑动部件2. I、挂爪箱体2. 2、横移动カ部件2. 3和伸縮支架2. 4，所述滑动部件2. I所述滑动部件2. I是设置在伸縮支架2. 4与支撑架4横梁接触面上的滑块或滑轨，可减小可伸縮装置滑动时的摩阻力，所述横移动カ部件2. 3支设在支撑架4的横梁上，为可伸縮装置移动提供动カ，所述横移动カ部件2. 3通过控制支撑架 4与伸縮支架2. 4之间垂直于依附结构的相对距离来实现伸縮功能。推动点设置在伸縮支架2. 4上，所示伸縮支架2. 4有两根，支撑爬升立柱5，可根据需要伸缩移动，所述伸缩支架 2. 4的外端连接挂爪箱体2. 2所述挂爪箱体2. 2内固定有刚性的限位部件，每ー个挂爪I. 2 的前上方固定有上限位部件6. 1，每ー个挂爪的后下方固定有下限位部件6. 2，所述限位部件6对挂爪I. 2的翻转进行限位时保证挂爪I. 2的传力，所述安全销7通过滚轴安装在挂爪箱体2. 2上，为机构连接提供二次安全保障，所述提升装置8由提升钢索通过支撑架4的滚轮与爬升立柱5连接，所述提升装置8既可以提升支撑架4，同时也可是移动支撑架4， 并可带动爬升立柱5沿支撑架4横梁滚动，所述支撑架4是采用型钢焊接而成的刚架结构， 其顶部焊接有钢横梁，支撑架4有上下两个，液压系统9固定在上下两个支撑架4之间，所述的液压系统9为机构整体爬升提供竖向顶升力。參见图4、图5、图6所示，所述自动咬合装置I由挂靴I. I、挂爪I. 2和回弹部件
I.3组成，所述挂靴I. I是ー个上大下小的槽ロ，无底面，由三面钢板组成，焊接在竖向结构的承力件3上形成承カ键，所述挂爪I. 2端部侧面形状与挂靴I. I槽ロ相似，其尺寸小于挂靴I. I尺寸，与挂靴I. I咬合连接，挂爪I. 2通过铰轴连接在挂爪箱体2. 2上，所述回弹部件I. 3连接在挂爪I. 2的后端，整个支架所承受的荷载最终全部传递给挂靴I. 1，再通过挂靴I. I传递给承力件3，机构爬升时，可实现自动咬合功能，所述挂爪I. 2爬升越过挂靴I. I 后，回弹部件I. 3可使其回复水平位置，挂爪I. 2下放时，可自动插入挂靴I. I的槽ロ并固定，爬升过程中，当挂爪I. 2与挂靴I. I相对有偏位时，可通过斜向的槽ロ自动纠偏，所述承力件3上固定有安全销7。ー种应用所述具有伸縮及自动咬合功能的可爬升支撑机构的施工方法，步骤如下
步骤一，參见图7所示，顶升可爬升支撑机构，带动挂爪I. 2 一起向上爬升；步骤二，参见图8所示，挂爪I. 2脱离原固定位置处的挂靴I. I后，开始翻转；
步骤三，参见图9所示，继续顶升可爬升支撑机构，直到挂爪I. 2越过挂靴I. 1，回弹部件I. 3使挂爪I. 2回复水平位置，此时挂爪I. 2端部落在挂靴I. I槽口上方；
步骤四，参见图10所示，缓慢下放可爬升支撑机构，挂爪I. 2回落，自动插入挂靴I. 1， 并与挂靴I. I固定牢靠，在此步骤中，即便可爬升支撑机构爬升过程中导致挂爪I. 2错位， 挂爪I. 2下放时，挂爪I. 2也会自动纠偏；
步骤五，重复上述步骤一至四，便可实现可爬升支撑机构的爬升要求，当竖向结构为变截面时，启动可伸缩装置，使之水平移动，直至挂爪I. 2与挂靴I. I咬合锁定支撑。 实施例二与实施例一唯一不同的是，参见图11所示，所述的挂靴I. I与挂爪I. 2 的数量、形状及尺寸可以根据上部支撑结构或设备的重量或施工情况进行调整。
权利要求
1.一种具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，包括支撑架(4)、爬升立柱(5)、 提升装置(8)和液压系统(9)，其特征是所述支撑架(4)上安装有可水平滑动的可伸缩装置(2)，所述可伸缩装置(2)包含滑动部件(2. I)、挂爪箱体(2. 2)、横移动力部件(2. 3)和伸缩支架(2. 4)，所述滑动部件(2. I)设置在伸缩支架(2. 4)与支撑架(4)横梁的接触面上，所述横移动力部件(2. 3)支设在支撑架(4)的横梁上，所述伸缩支架(2. 4)的外端连接挂爪箱体(2. 2)；所述自动咬合装置(I)由挂靴(I. I)、挂爪(I. 2)和回弹部件(I. 3)组成，所述挂靴 (I. I)焊接在竖向结构的承力件(3)上形成承力键，所述挂爪(I. 2)与挂靴(I. I)咬合连接， 挂爪(I. 2)通过铰轴连接在挂爪箱体(2. 2)上，所述回弹部件(I. 3)连接在挂爪(I. 2)的后端，所述承力件(3 )上固定有安全销(7 )。
2.根据权利要求I所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述挂靴(1.1)是一个上大下小的槽口，无底面，由三面钢板组成。
3.根据权利要求I所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述挂爪(1.2)端部侧面形状与挂靴(I. I)槽口相似，其尺寸小于挂靴(I. I)尺寸。
4.根据权利要求I或2或3所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述滑动部件(2. I)是设置在伸缩支架(2. 4)与支撑架(4)横梁接触面上的滑块或滑轨。
5.根据权利要求I或2或3所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述横移动力部件(2. 3)支设在支撑架(4)横梁上，推动点设置在伸缩支架(2. 4)上。
6.根据权利要求I或2或3所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述挂爪箱体(2. 2)内固定有刚性的限位部件，每一个挂爪(I. 2)的前上方固定有上限位部件(6. 1)，每一个挂爪的后下方固定有下限位部件(6. 2)。
7.根据权利要求I或2或3所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述安全销(7)通过滚轴安装在挂爪箱体(2. 2)上。
8.根据权利要求I或2或3所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述提升装置(8)由提升钢索通过支撑架(4)的滚轮与爬升立柱(5)连接。
9.根据权利要求I或2或3所述的具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构，其特征是所述支撑架(4)是采用型钢焊接而成的刚架结构，其顶部焊接有钢横梁，支撑架(4) 有上下两个，液压系统(9)固定在上下两个支撑架(4)之间。
10.一种应用权利要求1-9任意项所述具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构的施工方法，其特征是步骤如下步骤一,顶升可爬升支撑机构,带动挂爪(I. 2) 一起向上爬升；步骤二，挂爪(1.2)脱离原固定位置处的挂靴(1.1)后，开始翻转；步骤三，继续顶升可爬升支撑机构，直到挂爪(I. 2)越过挂靴(1.1)，回弹部件(I. 3)使挂爪(I. 2)回复水平位置，此时挂爪(1.2)端部落在挂靴(I. I)槽口上方；步骤四，缓慢下放可爬升支撑机构，挂爪(I. 2)回落，自动插入挂靴(I. 1)，并与挂靴 (I. D固定牢靠，在此步骤中，即便可爬升支撑机构爬升过程中导致挂爪(I. 2)错位，挂爪 (I. 2)下放时，挂爪(I. 2)也会自动纠偏；步骤五，重复上述步骤一至四，便可实现可爬升支撑机构的爬升要求，当竖向结构为变截面时，启动可伸缩装置，使之水平移动，直至挂爪(I. 2)与挂靴(I. I)咬合锁定支撑。
全文摘要
一种具有伸缩及自动咬合功能的可爬升支撑机构及其施工方法，包括支撑架、爬升立柱、提升装置和液压系统，支撑架上安装有可水平滑动的可伸缩装置，可伸缩装置包含滑动部件、挂爪箱体、横移动力部件和伸缩支架，滑动部件设置在伸缩支架与支撑架横梁的接触面上，横移动力部件支设在支撑架的横梁上，伸缩支架的外端连接挂爪箱体，自动咬合装置由挂靴、挂爪和回弹部件组成，挂靴焊接在竖向结构的承力件上形成承力键，挂爪与挂靴咬合连接，挂爪通过铰轴连接在挂爪箱体上，回弹部件连接在挂爪的后端。本发明兼具自动咬合功能和伸缩功能，使用方便、节省人力、降低成本，提高效率，保证施工安全，可广泛应用于大型附墙式结构或设备的爬升支撑。
文档编号E04G21/00GK102587645SQ20121008781
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者刘威, 吴延宏, 周鹏华, 崔健, 张 杰, 张琨, 李迪, 武超, 王健, 王开强, 王辉, 邓伟华, 陈波, 黄刚 申请人:中建三局建设工程股份有限公司