塔吊、管道、建筑物,自举升建造方法和设备与流程

本发明提供了一种用于塔吊安装、自立式烟囱建造安装、高空管道建造安装，人工环境重力能设备建造安装、万米高空航天发射平台的建造安装的方法和设备。具有施工周期短、降低生产成本、提高生产效率、方便运输、达到传统吊装设备无法达到的吊装高度、施工过程更安全的特点。

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背景技术：

传统吊装技术不管是塔吊、汽车吊、履带吊、龙门吊，其吊装高度都小远于吊装臂的最大举升高度，因此吊装的物体高度越高重量越大，使用的吊装设备就越大。很多大型吊装机械还要装载压载铁后才能工作，要配备专门的压载铁运输车和压载铁吊装吊车。现有500吨的吊车起吊高度还不足110米。特别高的塔吊还要与建筑物在不同高度进行多次连接以增加其强度和稳定性，才能安全的正常工作。最关键的是这些设备始终无法将被吊装的物体提升到高于或等于吊装设备的最高高度，更不可能达到吊装机械本身高度的几十或者几百倍。传统吊装设备施工周期长、生产成本高、生产效率低、危险性高、最大举升高度受到限制。

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技术实现要素：

本发明提供了一种用于，塔吊安装、自立式烟囱建造安装、高空管道建造安装、人工环境重力能发电设备建造安装、万米高空航天发射平台的建造安装以及各种高空建筑物建造安装的方法和设备。和所有高空建筑施工一样，第一步是进行地基处理，处理好地基后用吊车吊装自举升工作平台原件，通过法兰螺丝实现平台与地基和平台元件与元件的链接，构成整体工作平台，同时安装操作平台，起重设备、焊接设备、安全防护设施、自举升物防止下滑单向自锁装置。以钢烟囱为例，每一个标准节长度的预制钢烟囱原件，被起重设备的吊钩拉入工作平台下方沿着滑道继续提升到管道下方可以装下第二个标准节的尺寸稍大时停止，启动另一台吊装设备拉入下一个标准节，逐步降低上面的标准节，使两个标准节对其，并使两个标准节在同一轴线上即可固定并焊接，焊接完成后经过冷却焊口质量检测合格，继续提升高度进行下一个标准节的施工，如此往复循环直至达到所需高度之后，在与地基和需要连接的设备进行连接固定。在施工过程中位于一层平台下方的地面升降平台负责烟囱的链接校准对其和焊接；二层操作平台负责烟囱吊装的同时负责焊接烟囱拉线固定装置和安装固定拉线，二层平台同时负责烟囱的人工攀爬设施和防护装置的焊接(或者是自动升降装置的安装施工)。一层操作平台是辅助地面升降平台和二层操作平台的工作的，有传递和协助完成各项工作的作用，一层平台同时也可以具有吊装设备和吊装功能。拉线固定可以是三个方向的或四个方向的或更多方向的。每隔几十米进行一次拉线固定，具体拉线固定间隔高度依照材料自身强度确定。在吊装过程中通过电轴连接，自动编程控制实现自举升物体的举升高度和梅根拉线的释放幅度实现同步，从而使钢烟囱始终处于定位拉紧状态，从而保证了施工安全，当然也不反对使用人工控制的机械设备，多用些人工可以增加劳动就业，也是一件好事。本发明仅用了一个几十米高的自举升操作平台，就可以轻而易举的将被举升物举升施工到几百米乃至几千米甚至上万米的高度(依照设计而定)。以人工环境重力能电站为例，当建造的电站不是单机，是多机组大面积建设时只要相互之间进行连接，进行同步举升施工即可；如果面积不大的电站群也可以在其外部进行拉线固定，如果是单机或仅有几台机组则必须进行拉线固定(在开阔地建设时)；如果是固定在峭壁或者建筑物上当然也无需拉线固定。

(4)附图说明

图1-1是本发明吊装平台平面图

图1-2是本发明地下基础预留法兰与自举升平台立柱连接图

图1-3是本发明应用于人工环境重力发电自举升施工建设参考结构图

图1-4是本发明用于人工环境重力发电自举升平台结构简图

图1-5是本发明用于人工环境重力发电自举升平台具体结构图之一

(5)具体实施方式

图1-1是本发明吊装平台平面图。该吊装平台结构图是用于人工环境重力能设备的n形管吊装的，因为n形管有两根立管组成，所以设计成了双管限位滚轮。地面升降平台、一层平台、二层平台的滚轮联合构成限位滚轮组，限位滚轮组有效保证了管道向上行进的方向。其中两层平台组成限位滚轮组也是可以的。图1-2是本发明地下基础预留法兰与自举升平台立柱连接图。图1-3是本发明应用于人工环境重力发电自举升施工建设参考结构图。图1-4是本发明用于人工环境重力发电自举升平台结构简图。图1-5是本发明用于人工环境重力发电自举升平台具体结构图之一。图1-1是本发明吊装平台平面图，图中共有十六个英文字母D每个代表一根金属管，由多根金属管围合构成整体吊装平台；平台各个金属管之间可以是部分焊接到一起的，也可以是全部或部分通过螺纹或者法兰螺丝连接到一起制成的。图1-1中A1、A2、A3、A4为自举升平台上安装的法兰，他们分别安装于垂直于自举升平台的金属管D上。同样在A1、A2、A3、A4对应的金属管另一侧同样装有四个相同的法兰。图1-1中A1、A2、A3、A4法兰所在的平面为自举升平台的底面，对应的另一面为自举升平台的上面，通过底面的法兰和固定在地基基础上的立柱支撑体通过螺丝实现连接固定。位于自举升平台上方的法兰通过与立柱支撑体法兰进行连接固定，连接固定后的立柱支撑体在与上面一层自举升平台通过法兰螺丝进行固定，从而构成整体自举升装置。

图1-1中C1、C3、C2、C4为自举升装置用于举升人工化境重力发电设备的n形管所设置的定位滚轮，滚轮两侧分别置有轮轴、轴承、轴承座；B1、B2分别为n形管的两侧管道；C1、C3侧和C2、C4的滚轮制成其中一侧或者两侧会随着焊口凸起以及管道外直径的变化自动开合的结构，使n形管始终处于加紧状态。图中的虚线圆环内表示的是该自举升操作平台上面安装的操作平台，该平台底部为平坦面，周围设有护栏，中间n形管举升部位的地板为活动板(或者内部也安装一圈护栏但是护栏的高度低于人们肩膀的高度，这样一样可以实现各种相关的操作，安装、焊接、检测等)，当n形管之间的连接横管上升到此位置时会被顶开，n形管横管上升后活动板受重力作用自动关闭，当然此系统也可以是电动的光控的感应控制的，机械的。以上所诉虚线圆环的内容同时适用于地面升降台和一层平台二层平台的全部或部分，虚线圆环(安装操作平台)除了小于自举升平台的面积还可以等于或大于自举升平台的面积。

图1-2是本发明地下基础预留法兰与自举升平台立柱连接图，图中法兰的高度可以高出地面，也可以和地面相平，也可以低于地面高度。所用金属管形状不限，上下各个部位之间管的形状和直径大小可以相同也可以不同，当然也可以利用类似塔吊的标准节结构的支撑体作为立柱。图1-3是本发明应用于人工环境重力发电自举升施工建设参考结构图。下面以管道内直径80厘米，总高度410米，底部增压容器高20米，直径6米，每小时发电量为4000度的人工环境重力能电站为例进行说明。自举升设备建造人工环境重力能发电站操作过程如下：首先用二层(最上层)操作平台的起重机吊钩拉入n形管最上方的第一节20米高的标准节，吊n形管顶部(提示标准节高度设定为20米时，地面到第一层操作平台的距离一定要大于20米)，之后降下一层操作平台下方的地面自动升降平台，使n形管顶部进入地面升降平台实现定位(地面自动升降平台同样装有可以自动夹紧的n形管定位滚轮)，定位后将起重机吊钩移到第一个标准节的底部，吊装n形管标准节底部的连接横管(n形管横管根据不同方案可以放在上一标准节的下方或者下一个标准接的上方)，把n形管底部的高度拉到略大于一个标准节的高度即可(加大第一层举升平台和第二层举升平台之间的距离可以实现一次吊装标准节到所需要的高度，效率更高)。因为两层平台都装有管道防止下滑的单向锁，即使松开吊钩，仍然有多个保险装置在工作绝对安全，起重机提升n形管时设备会自动解锁)。之后用任意一层的起重机拉入下一个标准节到上一个标准节下方，调整位置对齐，使两个n形管标准节的金属管之间保持同轴，即可缓慢法起吊上方标准节，解锁后放下上方标准节，使之嵌入下方标准节之后经过焊接、冷却、焊口质量检测合格，后提升，开始进入下一个标准接的施工过程如此往复循环安装达到所需高度后，用起重机吊钩拉入n形管底部的增压容器，进行增压容器与地面基础的连接和增压容器与n形管的连接。如果增压容器顶部设有安装操作平台的，可以拆除之前安装的地面自动升降平台，在增压容器操作平台上完成增压容器与n形管的链接，在地面上完成增压容器与地面基础的连接。第二层操作平台主要负责定位拉线、压差做功进气管、攀爬或自动升降装置的施工。

图1-4是本发明用于于人工环境重力发电自举升平台结构简图。图中A1、A2、A3、A4、A5为正在自举升平台中施工的n形管顶部和部分n形管。B1、B2分别为二层操作平台和一层操作平台。B3、B4分别代表了各层平台的立柱支撑体，同时也代表了平台与平台之间的立柱支撑体，还代表了平台与地面之间的立柱支撑体。图中C1为n形管固定用横管。B1、B2两层平台的结构如图1-1所示，图中可用圆形、椭圆形、长方形、或者正方的金属管制成该操作平台，当然也可以用角铁螺纹钢铁板等材料进行网状连接构成操作平台。

图1-5是本发明用于人工环境重力发电自举升平台具体结构图之一。图中的两个字母A分别表示地面升降平台的导轨(轨道)，升降平台沿着导轨进行升降运动，导轨使用数量不限，形状不限，当然也可以不用导轨仅用链条、起重链、起重钢缆(钢丝绳)，进行升降运动。当然也可以利用自举升平台的支撑体(立柱)中的部分或全部作为升降导轨。有独立地面升降平台导轨的，在n形管举升完成后需要拆除导轨后才能安装增压容器。一体的不能一分为二的地面升降平台，在增压容器安装前也要拆除。举升物定位滚轮滚轮组和升降平台定位滚轮滚轮组，使用数量不限、形状不限、可以用、也可以不用、可以是滚动摩擦的、也可以是滑动摩擦的，定位方式可以是跟随工件表面工作情况自动夹紧的状态，也可以是保持一定允许间隙的固定状态和半固定状态(半固定状态是保持一定允许间隙，超出最大允许间隙时可以自动增大间隙通过)，不同的状态适用于不同操作流程和施工方案。

本发明使用的高空建筑和管道自举升工作平台，为方便运输，该平台各个原件之间(或个部分之间)可以用螺纹相互连接固定围合组合成整体工作平台，或者采用各个管件之间(或各个部分之间)使用法兰与螺丝组合固定的方法，围合组合成整体工作平台，法兰可以使用平面对接的，也可以使用带有精准定位功能的嵌入式法兰，也可以使用可旋转调整螺丝孔位置的法兰。该平台除了做成整体的，为了方便运输和拆卸通常制成几个部分围合组合为一个整体的自举升设备。最底层的立柱和第一层操作平台与第二层操作平台之间的立柱支撑体，可由一根或一根以上数量的支撑体构成。支撑体底部法兰通过吊装设备吊起，与地基处理预留的连接法兰之间采用螺丝固定，固定之后通过再用吊车吊起施工平台(每层施工平台可以是一个整体或由两个部分及2个部分以上连接构成)通过法兰螺丝与底部立柱建立连接，有第二层平台的继续吊装连结第二层的立柱，之后吊装第二层的平台。每层平台上同时分别装有操作平台，操作平台装有安全防护护栏。每层操作平台上装有起重设备一套或一套以上。同时装有防止吊装物下落的装置，如挡板、锁片(也可以是锥形锁紧装置，与气门锁片形状类似)。地面自举升工作平台和一层平台之间同时可装有自动升降操作平台。自举升平台的安装也可以在吊车的帮助下完成整体安装后，在一次性吊装到地基处理预留的连接件上，实现连接固定。

吊装平台可以使用圆形金属管制成、也可使用正方形或长方形金属管制成、也可由螺纹钢和角铁制成，可由各种空心材料或实心材料制成，可由上诉材料中的一种或者一种以上的材料组合而成。每根立柱可由独立的铁管制成，也可由类似塔吊形状的的标准节制成，具体形状结构不作规定。每个支撑体可以是垂直放置也可以是倾斜放置，每层自举升平台的大小可以不同，操作平台的面积形状可以不同。每层平台构成原件之间的关系不只是图中看到的相互平行或者垂直的关系。自动升降平台、一层平台、二层平台的举升定位滚轮可以同时装有，也可以部分装有。每层平台使用滚轮数量不限、形状不限，根据被举升物的具体形状确定。如果是举升塔吊标准节，自然要定位标准接的四个角，滚轮外表面要制成v字形环槽，如果是举升单管钢烟囱结构更为简单了。自举升操作平台和相关设备的设计制造具体形状结构要依照具体具体举升物的形状结构高度重量等因素设计制造，当然为了适应不同举升工作的需要，定位滚轮或定位滚轮组做也可以设计成可以更换式的或者可以调整式的。

每层平台和平台上各个部分的装置，至少要设计成可以从n形管穿过的地方拆卸开，成为一分为二的结构，或者拆出一个允许平台移出的缺口，否则建造电站后的平台无法拆除。主体自举升平台除了用螺纹、螺丝法兰固定之外还可以通过拼插、销钉、螺丝固定的方法建造。本发明通过自举升平台与操作平台、起重设备、限位滚轮组、拉线固定以及自举升物体的举升高度和梅根拉线的释放幅度实现同步，同时配合相关人员的相关操作造作实现自举升建筑的安全施工。关于起重机、限位滚轮、安全防护等各个细节的具体内容都是采用通用设备和通用技术，相关专业人员都清楚明白这里无需讲的更多。本发明之自举升平台的平台层数不限可以是一层或者一层以上(包括主体受力支撑平台和安装操作平台)。起重钢缆的运行路线和被举升物运行路线一致。本平台使用的动力或者电力来源可以是电网、燃油、燃气、空气动力、人工环境重力能设备、水电、风电、核电、光伏等。被拖拽的标准节下方可以放置滑道滑车，也可以设计出直立标准节专用输送设备或标准节输送设备，与自举升平台配合工作。如果拖拽标准节的钢缆和吊钩要伸出自举升平台，最好设置转向滑轮，避免钢缆(钢丝绳)的摩擦造成损坏。自举升平台一层、二层以及升降平台可以装有防雨雪防日晒顶棚。自举升平台层数不限。自举升平台可以安装带护栏的或者不带护栏的攀登装置，自举升平台也可以安装电动升降装置，以供工作人员上下使用。本发明之自举升平台的各种不同的连接固定方式都可以结合使用拉线固定的方法使之更加稳固，拉线使用数量不限，拉线固定次数不限。

一层平台和二层平台的限位滚轮之间的距离要小于一个标准节的高度，二层平台的吊装设备安装位置要设计的尽可能的高一些，才能使第一个标准节一次吊装到位，提高工作效率。另外一层平台下方到地面的高度要大于一个标准节加地面升降平台(工作台)的总高度。本发明也可以通过调整一层和二层平台定位滚轮组的距离(或者单独在一层二层之间加装一个定位滚轮固定支架)，实现所有标准节的吊装和施工完全由一层二层平台负责，这样就省去了地面升降平台的设置，进一步降低了生产成本，减少了人员配置，提高了生产效率。

根据以上实例证明本发明仅用了一个几十米高的自举升操作平台，就可以轻而易举的将被举升物举升施工到几百米乃至几千米甚至上万米的高度(依照设计而定)。本发明用于，塔吊安装、自立式烟囱建造安装、高空管道建造安装，人工环境重力能设备建造安装，万米高空航天发射平台的建造安装具有施工周期短、降低生产成本、提高生产效率、方便运输、施工过程更安全、简单、快捷的特点。