一种倒装防倾覆锁止施工装置及方法与流程

1.本发明涉及大型构件倒装施工领域，具体涉及一种倒装防倾覆锁止施工装置及方法。


背景技术：

2.倒装法施工占地少，具有不动用大型吊装机械、高空作业少、节约施工成本等优点，被广泛运用到施工中。比如预制混凝土塔筒节段的施工、环形建筑预制外墙体的施工、大型吸收塔的施工、装配式筒仓的施工等，在施工过程中，采用液压顶升向上托起构件，在顶升后的构件下方布置新的构件，建立构件连接关系，逐渐提升构件高度；在倒装法施工初期，构件的水平尺寸大于竖直尺寸顶升过程较为稳定，初期组合构件高度较低，顶升安全能够得到保障。
3.随着组合后构件整体高度的不断增加，构件外部附属结构的增加，存在使环向顶升重量不均匀的问题，同时受不同风载的影响,顶升过程中组合构件垂直起升会发生倾斜甚至导致倾覆。为保证顶升安全，常规方法采用风缆绳固定法来保证顶升安全，防止组合构件倾覆。
4.风缆绳固定法对于静止状态的组合构件能达到良好的固定作用，但是对顶升过程中动态脱硫塔或烟囱的顶升安全则难以保证；一方面，倒装法施工过程中的单次顶升行程较小，每个节段的构件均需要循环多次顶升过程，风缆绳在每个顶升行程中均需要松开并重新固定，环向布置的多个风缆绳距离较远，协同控制难度大，难以保证风缆绳对组合构件的固定作用从而无法满足施工需求；另一方面，风缆绳的强度有限，满足大规格构件固定需求的风缆绳的长度、重量较大，风缆绳本身也容易受到外界风载的影响，导致不同位置的风缆绳对组合构件的固定作用效果存在较大偏差，难以保证动态顶升过程中的防倾覆需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种倒装防倾覆锁止施工装置及方法，通过围绕组合构件布置的锁止单体对单次移动的最大行程进行限制，实现倒装法施工过程中构件倾斜的控制，避免顶升过程中的倾覆，约束不同顶升位置的最大高度差，锁止件靠近构件布置减少外界风载影响，结合顶升组件纠正偏移使构件在顶升行程终点处于竖直状态，提高倒装法施工效率。
6.本发明的第一目的是提供一种倒装防倾覆锁止施工装置，采用以下方案：
7.包括至少三个锁止单体，锁止单体包括限位拉杆和用于连接构件的固定座和用于连接基础的固定梁，限位拉杆一端穿过固定座后配合有抵接固定座的止挡块，另一端穿过固定梁后连接限位板，限位拉杆能够带动限位板改变与固定梁的竖直间距；沿限位拉杆轴向上，止挡块与限位板约束构件顶升过程中固定梁和固定座的最大间距。
8.进一步地，所有锁止单体绕所连接构件周向间隔布置，连接于同一构件的固定座共面布置，固定座对应的固定梁共面水平布置。
9.进一步地，所述止挡块位于固定座远离固定梁的一侧，止挡块沿限位拉杆轴向移动以调节与限位板的间距。
10.进一步地，所述固定座上预设有第一通孔，限位拉杆依次穿过第一通孔和止挡块。
11.进一步地，所述限位板位于固定梁远离固定座的一侧，限位拉杆上配合有锁定块，锁定块位于限位板远离固定梁一侧并抵接固定梁；
12.所述固定梁上设有第二通孔，限位拉杆依次穿过锁定块、限位板和第二通孔。
13.进一步地，所述固定梁连接有支座和预埋连接件，支座连接预埋在基础内的底板，预埋连接件一端预埋在基础内，另一端穿过固定梁后配合有锁紧件。
14.进一步地，还包括顶升组件，顶升组件与锁止单体对应布置，通过外部构件带动固定座相对于固定梁移动。
15.本发明的第二目的是提供一种利用如第一目的所述倒装防倾覆锁止施工装置的施工方法，包括：
16.沿构件周向间隔安装锁止单体，限位件贴合固定座、限位板与固定梁留有设定间距，在构件内部布置顶升组件；
17.顶升组件顶升构件，构件倾斜后，部分锁止单体的限位板先接触固定梁，使对应区域的构件停止上升，继续顶升驱动构件使其余区域限位板逐渐靠近并接触固定梁，直至所有限位板均贴合对应的固定梁，完成一个工步；
18.调节止挡块改变限位板与固定梁间距满足下一工步顶升高度，重复顶升过程和调节止挡块过程，直至构件下方空间满足下一构件布置需求。
19.进一步地，在构件轴线竖直时，所有锁止单体对应的固定座处于同一水平面内；所有固定梁处于同一水平面内。
20.进一步地，止挡块抵接固定座且限位板抵接固定梁时，限位拉杆锁止构件该位置，使得限位板未接触固定梁区域的固定座继续上升。
21.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
22.(1)针对目前倒装法施工时构件起升时容易发生倾斜而导致倾覆的问题，通过围绕组合构件布置的锁止单体对单次移动的最大行程进行限制，实现倒装法施工过程中构件倾斜的控制，避免顶升过程中的倾覆，约束不同顶升位置的最大高度差，锁止件靠近构件布置减少外界风载影响，结合顶升组件纠正偏移使构件在顶升行程终点处于竖直状态，提高倒装法施工效率。
23.(2)设置至少三组锁止单体并处于非共线位置，利用三点定面原理约束构件的姿态，在固定座共面且处于水平状态时，构件处于竖直姿态，结合限位拉杆连接的固定梁，实现对构件竖直状态的标定，提高对正效率。
24.(3)通过锁止单体对单次顶升的最大行程进行约束，从而对构件最大倾斜角度进行约束，达到防止过度倾斜引起倾覆的问题，并能够通过调节止挡块、限位板位置对单次最大行程进行调节，满足多种顶升行程、施工过程的需求；同时，限位拉杆配合固定梁在构件发生倾斜时能够锁止其位置，防止继续上升，并导引构件其他区域能够逐渐到达锁止位置，完成顶升和对正效果。
附图说明
25.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
26.图1为本发明实施例1或2中倒装防倾覆锁止施工装置的结构示意图。
27.图2为本发明实施例1或2中锁止单体的结构示意图。
28.图中1.构件，2.顶升拉杆，3.顶升组件，4.作用块，5.底板，6.限位拉杆，7.止挡块，8.固定座，9.锁紧件，10.固定梁，11.支座，12.限位板，13.预埋连接件，14.基础，15.锁定件。
具体实施方式
29.实施例1
30.本发明的一个典型实施例中，如图1-图2所示，给出一种倒装防倾覆锁止施工装置。
31.如图1所示倒装防倾覆锁止施工装置，配置多个锁止单体布置在倒装施工的构件1上，沿构件1周向布置的锁止单体能够从周向多个位置对构件1顶升过程中的最大行程进行限制，在限制行程后构件1的不同位置的水平高度差也得到限制，从而达到对构件1轴线倾斜角度的限制。
32.需要指出的是，随着组合构件1高度的逐渐增加，轴线倾斜角度限制可以逐渐增大，使构件1轴线相对于竖直方向的夹角范围缩小，在调整锁止单体时，使锁止单体对构件1顶升的最大行程进行减小，达到构件1不同位置水平高度差的绝对值减小，保证高度增加后组合构件1的稳定性。
33.本实施例中的倒装防倾覆锁止施工装置适用于倒装法施工的多阶段拼装构件1，比如预制混凝土塔筒节段的施工、环形建筑预制外墙体的施工、大型吸收塔的施工、装配式筒仓的施工等。在施工过程中，对组合后的构件1底部进行顶升、行程约束和锁止，保证施工过程中的倾斜度处于可控范围内，提高施工效率并保证施工过程中的安全性。
34.如图1所示，倒装防倾覆锁止施工装置包括至少三个锁止单体，锁止单体非共线布置，利用三点定面原理确定对正基准。
35.本实施例中，锁止单体绕所连接构件1周向间隔布置，连接于同一构件1的固定座8共面布置，固定座8对应的固定梁10共面水平布置。
36.可以理解的是，通过设置至少三组锁止单体并处于非共线位置，利用三点定面原理约束构件1的姿态，在固定座8共面且处于水平状态时，构件1处于竖直姿态，结合限位拉杆6连接的固定梁10，实现对构件1竖直状态的标定，提高对正效率。
37.锁止单体包括限位拉杆6和用于连接构件1的固定座8和用于连接基础14的固定梁10，限位拉杆6提供轴向承载力，锁止单体对应的所有限位拉杆6也沿构件1周向布置，在初始状态下，限位拉杆6轴线竖直并与构件1轴线平行，在该次顶升过程的终点位置时，限位拉杆6轴线与构件1轴线均处于竖直状态，达到对正。可以理解的是，在顶升过程中，由于构件1会发生倾斜，因此构件1的轴线并非时刻处于竖直状态，随着构件1不同位置的非同步提升构件1轴线也会发生倾斜，对应的限位拉杆6也会发生倾斜，此为顶升过渡状态。
38.限位拉杆6一端穿过固定座8后配合有抵接固定座8的止挡块7，对固定座8位置的
进一步提升进行限位，另一端穿过固定梁10后连接限位板12，限位板12配合固定梁10约束限位拉杆6底部的最大行程，同时限位拉杆6能够带动限位板12改变与固定梁10的竖直间距，在止挡块7贴合固定座8时，限位板12与固定梁10间的区域为构件1此位置的最大提升行程。
39.沿限位拉杆6轴向上，止挡块7与限位板12约束构件1顶升过程中固定梁10和固定座8的最大间距。
40.如图2所示，通过围绕组合构件1布置的锁止单体对单次移动的最大行程进行限制，实现倒装法施工过程中构件1倾斜的控制，避免顶升过程中的倾覆；同时，约束不同顶升位置的最大高度差，锁止件靠近构件1布置减少外界风载影响，结合顶升组件3纠正偏移使构件1在顶升行程终点处于竖直状态，提高倒装法施工效率。
41.对于锁止单体的结构，结合图1和图2，位于锁止单体上部的止挡块7和固定座8对应布置，止挡块7位于固定座8远离固定梁10的一侧，约束沿限位拉杆6沿轴向向下的位移。
42.需要指出的是，在完成一次提升动作后，需要对止挡块7与限位板12间距进行调整，以预留出下一提升行程，止挡块7能够沿限位拉杆6轴向移动以调节与限位板12的间距，在移动前后，止挡块7与限位拉杆6的配合均处于稳定状态，止挡块7能够保持在其位置以承载抵抗构件1进一步倾倒的负载。
43.本实施例中，止挡块7可以选用销钉结构，在限位拉杆6上设置销钉孔，通过销钉插接销钉孔形成锁止，提供对限位拉杆6与固定座8之间相对滑动的约束作用；配置多个销钉孔能够调节配合位置。也可以采用螺纹配合形式，止挡块7采用螺母，配合限位拉杆6上预设的螺纹段，通过螺纹配合形成限位和承载作用，同时能够调节止挡块7与限位拉杆6的相对位置。
44.在其他实施例中，还可以配置或选择其他结构形式的止挡块7，使其能够满足限位承载需求和调节位置的需求。
45.具体的，如图2所示，固定座8上预设有第一通孔，限位拉杆6依次穿过第一通孔和止挡块7；同时，限位板12位于固定梁10远离固定座8的一侧，限位拉杆6上配合有锁定块，锁定块位于限位板12远离固定梁10一侧并抵接固定梁10。
46.固定梁10上设有第二通孔，限位拉杆6依次穿过锁定块、限位板12和第二通孔。
47.对于第一通孔和第二通孔，配置为光孔，直径均大于限位拉杆6，但第一通孔能够阻挡止挡块7通过，第二通孔能够阻挡限位板12和锁定块通过，以满足承载需求。
48.可以理解的是，锁定块配合限位板12能够提高其承载能力，利用限位板12提高其接触面积从而减小集中压力。同样的，锁定块可以配置为与止挡块7相似的销钉结构、螺母结构等，以对应的方式配合限位拉杆6。
49.通过锁止单体对单次顶升的最大行程进行约束，从而对构件1最大倾斜角度进行约束，达到防止过度倾斜引起倾覆的问题，并能够通过调节止挡块7、限位板12位置对单次最大行程进行调节，满足多种顶升行程、施工过程的需求。
50.同时，限位拉杆6配合固定梁10在构件1发生倾斜时能够锁止其位置，防止继续上升，并导引构件1其他区域能够逐渐到达锁止位置，完成顶升和对正效果。
51.对于固定梁10的结构，可以采用如图2中的方钢结构，也可以采用工字钢、钢管、钢板等其他形式，能够满足抵抗倾覆过程中的抗拔力需求。同时，将固定梁10稳定安装于基础
14，抵抗倾覆的抗拔力通过基础14提供，固定梁10连接有支座11和预埋连接件13，支座11连接预埋在基础14内的底板5，预埋连接件13一端预埋在基础14内，另一端穿过固定梁10后配合有锁紧件9。
52.上述锁紧件9可以选用如止挡件、锁定件15的螺母、销钉等元件，本实施例中，为了满足承载力需求，可以采用叠加的双螺母结构作为锁紧件9，减少松脱问题。
53.如图1所示，本实施例中还包括顶升组件3，顶升组件3与锁止单体对应布置，通过外部构件1带动固定座8相对于固定梁10移动，顶升组件3可以采用现有的液压千斤顶等液压顶升元件，通过顶升拉杆2连接设置在构件1内壁上的作用块4，为构件1的移动提供顶升力。
54.可以理解的是，液压千斤顶为穿心式设计。千斤顶顶升时上卡头卡紧，下卡头松开，构件1跟随液压千斤顶上升；千斤顶回缩时，上卡头松开，下卡头卡紧，构件1不会下滑，将夹持位置调整至下方，从而对构件1进行逐步提升。
55.实施例2
56.本发明的另一典型实施方式中，如图1-图2所示，给出一种倒装防倾覆锁止施工装置的施工方法。
57.利用实施例1中的倒装防倾覆锁止施工装置，该施工方法包括：
58.沿构件1周向间隔安装锁止单体，限位件贴合固定座8、限位板12与固定梁10留有设定间距，在构件1内部布置顶升组件3；
59.在构件1轴线竖直时，所有锁止单体对应的固定座8处于同一水平面内；所有固定梁10处于同一水平面内；
60.顶升组件3顶升构件1，构件1倾斜后，部分锁止单体的限位板12先接触固定梁10，使对应区域的构件1停止上升，继续顶升驱动构件1使其余区域限位板12逐渐靠近并接触固定梁10，直至所有限位板12均贴合对应的固定梁10，完成一个工步；
61.调节止挡块7改变限位板12与固定梁10间距满足下一工步顶升高度，重复顶升过程和调节止挡块7过程，直至构件1下方空间满足下一构件1布置需求。
62.另外，止挡块7抵接固定座8且限位板12抵接固定梁10时，限位拉杆6锁止构件1该位置，使得限位板12未接触固定梁10区域的固定座8继续上升。
63.结合实施例1及图1、图2，对于上述施工方法，具体包括：
64.顶升前检查每个组件，限位拉杆6下端下落至基础14上，止挡块7贴合固定座8，限位板12位于固定梁10下方且与固定梁10保持间距，本实施例中，此间距设置为10cm；
65.顶升组件3完成一个顶升行程，限位拉杆6会一起上升10cm，止挡件解锁并沿限位拉杆6移动，限位拉杆6下降至基础14上再松开止挡件，使限位拉杆6下降10cm后与顶升组件3一起完成下一个行程的顶升。如此往复达到构件1所需顶升高度；
66.当顶升高度达到要求后，锁止组件保持对构件1的锁止，使锁止组件处于工作状态，保证组合后的构件1静态防倾覆安全。
67.需要指出的是，顶升时顶升组件3因为受风载或塔体构件1安装而造成的受力不均匀等原因的影响，构件1在顶升过程中会发生倾斜。构件1负载小的区域会先提升，当此区域所在位置起升达到10cm时，负载大的区域才会起升。
68.构件1的先提升区域继续上升时，锁止组件的限位扳与固定梁10受力，通过限位拉
扞与固定座8强制约束构件1此区域不再上升，完成此区域的就位；强制顶升组件3驱动构件1其他非就位区域的方向起升，直至全部到达最大形成，完成一个顶升行程。使构件1保持垂直状态，达到防止倾覆作用。
69.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。