轨道式楼层内混凝土布料系统及其施工方法与流程

本发明涉及一种轨道式楼层内混凝土布料系统及其施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术：

在目前的超高层建筑中，钢筋混凝土核心筒加外围钢结构或外围混合结构成为了超高层建筑的基本形式。通常的施工顺序为：先施工核心筒，然后吊装核心筒外围钢结构并同步铺设楼层面的压型钢板组合楼板，之后进行楼层混凝土浇筑。

通常外围钢结构吊装往往要滞后于核心筒施工8—10层，外围钢结构楼层面的混凝土浇筑施工要滞后于外围钢结构吊装4—6层。核心筒混凝土浇筑用的布料装置，一般设置于整体提升钢平台上，且布料装置随着钢平台的提升而提升。这样就导致了核心筒上的布料装置无法应用到外围钢结构楼层面施工中。而且，在楼层面混凝土浇筑时，在该层已存在施工完毕的核心筒和钢结构，导致了楼层面混凝土浇筑受到诸多限制。

目前，楼层面混凝土浇筑通常采用“退管法”，即先从距垂直爬升管较远处开始浇筑，通过边拆管边退泵，最后进行距爬升管较近处的混凝土浇筑。此方法进行混凝土浇筑时只能沿着泵管布置方向一条直线进行浇筑，且混凝土均堆积在泵管出口处，需要人工从泵管出口处向四周进行摊铺，存在施工效率低、劳动强度大等诸多问题，无法满足现代施工的要求。

技术实现要素：

针对现有的楼层面混凝土浇筑采用“退管法”时，混凝土浇筑仅能沿直线进行，且混凝土均堆积在泵管出口处，需要人工从泵管出口处向四周进行摊铺，存在施工效率低、劳动强度大等诸多问题，本发明提供了一种轨道式楼层内混凝土布料系统，可灵活调节布料半径，大大降低了工人的劳动强度，提升了混凝土浇筑的施工效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。同时，本发明还提供了一种轨道式楼层内混凝土布料系统的施工方法，操作简洁，施工方便。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种轨道式楼层内混凝土布料系统，包括：

轨道组件，包括一对平行设置的轨道梁以及用于支撑所述轨道梁的支撑座；

行走机构，支撑在所述轨道梁上，并可沿所述轨道梁移动；

回转布料机构，包括至少两个回转布料单元；所述回转布料单元包括支撑架、固定于所述支撑架上的布料管，以及设置于所述支撑架上的回转基座；所述回转基座设置于相邻所述回转布料单元的连接处，以及所述回转布料单元与所述行走机构的连接处；

泵管随动机构，包括依次连接的若干可旋转泵管，以及用于支撑可旋转泵管的滚动支座，还包括泵管旋转连接件；所述泵管随动机构一端与固定泵管连接，另一端与所述布料管连接；所述泵管旋转连接件设置于两个相邻的所述可旋转泵管的连接处，以及设置于所述可旋转泵管和所述固定泵管的连接处，以及设置于所述可旋转泵管与所述布料管的连接处。

进一步，所述回转基座连接有驱动电机，通过控制驱动电机控制回转基座旋转，并带动所述布料管旋转。

进一步，相连的回转布料单元之间设置有布料管旋转连接件，包括弯管一、弯管二，以及将弯管一和弯管二连接在一起的旋转管箍一，布料管可沿旋转管箍一的轴心在水平面内旋转。

进一步，所述布料管的出料口一端悬臂设置，通过钢索连接至所述支撑架上。

进一步，所述泵管旋转连接件包括第一弯管、第二弯管和用于固定连接所述第一弯管、第二弯管的可旋转管箍。

进一步，所述行走机构包括行走架、位于所述行走架下方的若干对滚轮组、用于连接所述回转布料机构的回转基座的连接框。

优选为，所述轨道梁为h型钢梁或工字钢梁；所述滚轮组包括u型支架，位于u型支架上的滚轮和扣轮，所述滚轮支撑于所述轨道梁的上翼缘的上表面，所述扣轮位于所述轨道梁的腹板两侧并紧贴所述轨道梁的上翼缘的下表面。

进一步，所述滚动支座包括架体、固定于所述架体顶部的环形管箍、固定于所述架体下方的若干滚轮一。

优选为，所述滚轮一支撑于楼层面的钢筋网上，所述滚轮一的宽度大于所述钢筋网相邻两根钢筋的间距。

相应地，本发明还提供了一种轨道式楼层内混凝土布料系统的施工方法，包括如下步骤：

s1.根据核心筒大小及楼层板面积，确定固定泵管布设数量、出口位置及旋转布料管的长度，然后安装轨道组件、泵管随动机构、行走机构和回转布料机构，组成所述的轨道式楼层内混凝土布料系统；

s2.通过调节相邻所述回转布料单元的布料管之间的夹角，以及布料管与轨道梁之间的夹角，调节回转布料机构的有效布料半径，在最大布料半径覆盖的范围内进行连续、全覆盖布料；

s3.控制行走机构在轨道梁上移动至下一浇筑点，拆除已施工段的轨道组件；

s4.重复步骤s2和s3，直至该固定泵管的出口位置处，所述轨道式楼层内混凝土布料系统所能覆盖范围内的混凝土均浇筑完毕；

s5.拆除泵管随动机构与固定泵管之间的连接，移动泵管随动机构、行走机构至下一个固定泵管的出口位置，使泵管随动机构的一端连接至该处的固定泵管上；

s6.重复步骤s2至s5，直至该楼层内混凝土均浇筑完毕，拆除所述轨道式楼层内混凝土布料系统。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：(1)回转布料机构包括若干回转布料单元，可通过调节回转布料单元之间的夹角，调整回转布料机构的布料半径，从而实现回转布料机构在每个浇筑点均能实现全覆盖、连续布料；(2)泵管随动机构包括若干可旋转泵管、滚动支座和泵管旋转连接件，在行走机构沿轨道梁移动时，可旋转泵管之间的夹角和位置均相应调整，在泵管随动机构可调节的最大范围内，行走机构可在轨道梁上自由移动：(3)设置轨组件，可以为行走机构和回转布料机构提供稳定支撑；(4)行走机构设置有卡扣在轨道梁上的滚轮组，使行走机构牢牢支撑于轨道梁上；(5)当行走机构、回转基座均连接有驱动电机时，可实现楼层内混凝土布料的自动化操作。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的轨道式楼层内混凝土布料系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的行走机构的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的回转布料机构的正视图；

图4为本发明一实施例提供的泵管随动机构的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的滚动支座的结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的楼层内固定泵管出料口布设示意图。

图中标号如下：

轨道组件100；轨道梁110；支撑座120；

行走机构200；行走架210；滚轮组220；u型支架221；滚轮222；扣轮223；连接框230；

回转布料机构300；回转布料单元301；支撑架310；布料管320；布料管旋转连接件321；弯管一321a；弯管二321b；旋转管箍一321c；回转基座330；立柱340；钢索350；连接管箍360；

泵管随动机构400；固定泵管401；可旋转泵管410；滚动支座420；架体421；环形管箍422；滚轮一423；转轴424；泵管旋转连接件430；第一弯管431；第二弯管432；可旋转管箍433。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的轨道式楼层内混凝土布料系统及其施工方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参阅图1所示，本实施例中的轨道式楼层内混凝土布料系统，包括：轨道组件100、行走机构200、回转布料机构300和泵管随动机构400。

其中，轨道组件100包括一对平行设置的轨道梁110以及用于支撑轨道梁110的支撑座120。作为举例，支撑座120可以为横向设置于轨道梁110下方的工字钢，支撑座120固定在钢梁上，支撑座120将轨道梁110传递的荷载传递至钢梁上。

其中，行走机构200支撑于轨道梁110上并可沿轨道梁110移动。作为举例，如图2所示，行走机构200包括行走架210、位于行走架210下方的滚轮组220，以及位于行走架210上、用于和回转布料机构300连接的连接框230。进一步，结合图1和图2所示，滚轮组220包括u型支架221、位于u型支架221上的1个滚轮222和4个扣轮223，轨道梁110采用工字钢梁或h型钢梁，其中滚轮222支撑于轨道梁110上翼缘的上表面，轨道梁110腹板两侧各设置2个扣轮223，扣轮223紧贴轨道梁110的上翼缘的下表面。通过滚轮222和扣轮223使滚轮组220牢牢支撑于轨道梁110上，并可沿轨道梁110方向移动。作为举例，支撑架310是由型钢和钢板焊接而成的框架结构。

其中，如图3所示，回转布料机构300包括两个回转布料单元301，回转布料单元301包括支撑架310、固定于支撑架310上的布料管320，以及设置于支撑架310上的回转基座330。作为举例，回转基座330包括回转轴承，回转轴承包括外圈、内圈和设置于内圈和外圈之间的滚珠，其中外圈与行走机构200的连接框230固定连接，支撑架310固定在内圈上，从而实现回转布料机构300在水平面内自由旋转。优选的实施方式为，回转轴承上连接有驱动电机，可实现回转布料机构300旋转布料的自动化操作。

为了实现回转布料机构300的自由旋转，布料管320需要与支撑架310一起旋转。作为举例，相邻布料管320之间，以及布料管320与泵管随动机构400之间设置有布料管旋转连接件321，布料管旋转连接件321包括弯管一321a、弯管二321b，以及将弯管一321a和弯管二321b连接在一起的旋转管箍一321c。布料管320可沿旋转管箍一321c的轴心在水平面内旋转。通过改变相邻布料管320之间的夹角，以及布料管320与轨道梁110之间的夹角，可以调节布料管320的有效布料半径，使布料管320在最大直径范围内实现全覆盖、连续布料。

进一步，如图3所示，布料管320的出料口一端悬臂设置，通过钢索350连接至支撑架310上。进一步，支撑架310上设置有立柱340，布料管320通过钢索350连接至立柱340上，可以保证布料管320的稳定性。更优选为，布料管320的出料口附近设置有连接管箍360，通过钢索350将连接管箍360连接至所在回转布料单元301的立柱340上。

其中，如图4所示，泵管随动机构400包括依次连接的若干可旋转泵管410，以及用于支撑可旋转泵管410的滚动支座420，还包括泵管旋转连接件430。泵管随动机构400一端与固定泵管401连接，另一端与布料管320连接；泵管旋转连接件430设置于两个相邻的可旋转泵管410的连接处，以及设置于可旋转泵管410和固定泵管401的连接处，以及设置于可旋转泵管410与布料管320的连接处。如图4所示，泵管旋转连接件430包括第一弯管431、第二弯管432和用于固定连接第一弯管431、第二弯管432的可旋转管箍433。

如图5所示，滚动支座420包括架体421、固定于架体421顶部的环形管箍422、固定于架体421下方的若干滚轮一423。优选为，滚轮一423支撑于楼层面的钢筋网上，滚轮一423的宽度大于钢筋网相邻两根钢筋的间距，作为举例，滚轮一423的宽度为钢筋网相邻两根钢筋的间距的2～3倍。更进一步，环形管箍422通过转轴424固定在架体421上，环形管箍422可绕转轴424水平旋转，从而便于可旋转泵管410在水平面内旋转。作为举例，架体421顶部设置有竖向通孔，转轴424设置有外螺纹，转轴424底部穿过竖向通孔并由紧固螺母固定。架体421可以有方形钢管焊接而成，如图5所示，包括两个平行间隔设置的梯形框架以及连接两个梯形框架顶部的连接杆，竖向通孔可设置在连接杆上。

优选为，如图5所示，每个滚动支座420包括两对滚轮423，每一对滚轮423外侧包覆有一个橡胶履带。滚轮423外侧包裹橡胶履带可以增大与其接触钢筋网的接触面，从而降低对钢筋网的伤害，并便于滚轮423运行。需要说明的是，在实际工程中，可根据钢筋网的受力情况配置多对滚轮423。

进一步，为了实现可旋转泵管410在水平面内旋转，相邻的可旋转泵管410需高低设置，如图4所示，相邻的两个可旋转泵管410通过高低不同的滚动支座420支撑，从而使滚动支座420满足可旋转泵管410的高度要求。

综上，本实施例提供的轨道式楼层内混凝土布料系统具有如下优点或有益效果：(1)回转布料机构300包括若干回转布料单元301，可通过调节回转布料单元301之间的夹角，调整回转布料机构300的布料半径，从而实现回转布料机构300在每个浇筑点均能实现全覆盖、连续布料；(2)泵管随动机构400包括若干可旋转泵管410、滚动支座420和泵管旋转连接件430，在行走机构200沿轨道梁110移动时，可旋转泵管410之间的夹角和位置均相应调整，在泵管随动机构400可调节的最大范围内，行走机构200可在轨道梁110上自由移动：(3)设置轨组件100，可以为行走机构200和回转布料机构300提供稳定支撑；(4)行走机构200设置有卡扣在轨道梁110上的滚轮组220，使行走机构200牢牢支撑于轨道梁110上；(5)当行走机构200、回转基座330均连接有驱动电机时，可实现楼层内混凝土布料的自动化操作。

实施例二

本实施例提供了一种轨道式楼层内混凝土布料系统的施工方法，结合图1至图6对该施工方法作进一步介绍，具体包括如下步骤：

s1.如图6所示，根据核心筒大小及楼层板面积，确定固定泵管401的布设数量、出口位置及旋转布料管320的长度，然后安装轨道组件100、泵管随动机构400、行走机构200和回转布料机构300，组成如实施例一中的轨道式楼层内混凝土布料系统。根据泵管随动机构400的长度、回转布料机构300的半径，可计算出，在核心筒周围设置3个固定泵管401出料口，即可完成该层楼层内混凝土布料。

s2.结合图1和图3所示，回转布料机构300包括两个回转布料单元301，通过调节回转布料单元301的布料管320之间的夹角，以及布料管320与轨道梁110之间的夹角，调节回转布料机构300的有效布料半径，在最大布料半径覆盖的范围内进行连续、全覆盖布料。

s3.控制行走机构200在轨道梁110上移动至下一浇筑点，拆除已施工段的轨道组件100。每一个固定泵管401的出料口附近的轨道梁110上，沿长度方向可设置若干浇筑点，也就是行走机构200的固定位置点。浇筑点的位置由回转布料单元300的最大布料半径确定。比如，相邻浇筑点的距离，可以选为回转布料单元300的最大布料半径的1.8倍，使两个浇筑点处回转布料机构300的布料范围部分搭接。

s4.重复步骤s2和s3，直至该固定泵管401的出口位置处，轨道式楼层内混凝土布料系统所能覆盖范围内的混凝土均浇筑完毕，具体范围可参见图6中虚线所示。

s5.拆除泵管随动机构400与固定泵管401之间的连接，移动泵管随动机构400、行走机构200至下一个固定泵管401的出口位置，使泵管随动机构400的一端连接至该处的固定泵管401上；

s6.重复步骤s2至s5，直至该楼层内混凝土均浇筑完毕，拆除轨道式楼层内混凝土布料系统。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。