一种屋盖可开启的移动雨棚的施工装置和施工方法与流程

本发明涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工装置和施工方法，具体地，涉及一种屋盖可开启的移动雨棚的施工装置和施工方法。

背景技术

地下空间开发中，明挖法因施工成本低、技术成熟等优势，成为基坑开挖中最常用的方法之一。由于明挖法基坑施工常在室外进行，受天气等因素的影响较为明显。雨季长时间的降雨易造成坑内积水，影响基坑施工安全；夏季长时间高温又使基坑开挖现场遭受烈日暴晒，降低施工效率。虽然在明挖基坑上方搭设雨棚可在一定程度上改善施工环境，但雨棚会给龙门吊作业带来一定影响，雨棚的安装拆卸也会影响正常的施工进度，因此需要开发一种既能防雨遮阳又不影响龙门吊正常施工的设备以及相应的施工方法。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为201620851969.4，专利公开号为：205894752u，专利名称为：活动盖钢筋棚，该专利自述为：“其特征在于，在所述棚体中间设置有立柱，所述立柱的顶端固定有钢梁；还包括第一屋盖、第二屋盖，其都和钢梁连接，且第一屋盖和第二屋盖之间有合页连接，第一立杆和第二立杆固定于棚体外侧，而第一立杆和第二立杆的顶端有定滑轮和绳索，绳索分别和第一屋盖和第二屋盖相连，并控制第一屋盖和第二屋盖的开合”。该专利中钢筋棚受所述外侧立柱的限制，无法实现整体移动的操作，且钢筋棚屋盖开启方式复杂、稳定性差，无法满足龙门吊快速施工的要求。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是为提供一种屋盖可开启的移动雨棚的施工装置和施工方法，该装置及相应的施工方法改变了以往雨棚不可移动且无法配合龙门吊施工的弊端，改善了明挖基坑的施工环境，减少了雨棚装卸时间，提高了施工效率。

根据本发明的一个方面，提供一种屋盖可开启的移动雨棚的施工装置，包括：由钢立柱和雨棚梁组成的屋架系统，由驱动部件、主动齿轮、传动齿轮、齿条、链条、随动齿轮、可移动屋盖、固定屋盖组成的屋盖系统，以及由轨道和轨道轮组成的移动系统；其中：

所述钢立柱的下端焊接在轨道轮上，轨道轮和轨道咬合接触，且轨道轮和轨道相互配套，轨道轮沿轨道移动从而带动钢立柱沿轨道水平方向移动；所述雨棚梁焊接在钢立柱的上端；所述驱动部件固定于雨棚梁中间位置，驱动部件与主动齿轮固定连接，用于为可移动屋盖的移动提供动力；所述传动齿轮有多个并分别安装于雨棚梁上；所述齿条焊接在雨棚梁上侧，用于为移动屋架的开启、关闭操作提供轨道；所述随动齿轮铰接在可移动屋盖的上、下两端，随动齿轮的下侧咬合在齿条上，随动齿轮的上侧和链条咬合；所述链条与主动齿轮、传动齿轮咬合接触，并与随动齿轮链接，用于将主动齿轮提供的动力传递至随动齿轮，传动齿轮保证整个链条正常运转；所述可移动屋盖分为左右两片并分别覆盖雨棚梁的两侧，在随动齿轮的带动下沿齿条布置方向水平移动；所述固定屋盖覆盖雨棚梁的两侧。

优选地，所述屋架系统中：

所述钢立柱为圆柱形型钢，高度和施工需要相适应，上有安装缆绳的挂钩；

所述雨棚梁的结构形式为有两个分支的桁架，每个分支形式为等腰三角形拼接而成，雨棚梁的宽度由每组雨棚梁之间的间距决定，雨棚梁的水平跨度和基坑冠梁间距相适应。

更优选地，所述雨棚梁上侧的上部有驱动部件支架，雨棚梁上侧的下部和下侧的上下分别有传动齿轮支架。

优选地，所述屋盖系统中：

所述驱动部件带有锁死和改变转向功能；

所述传动齿轮共有3个并分别安装于雨棚梁上的传动齿轮支架上，且3个传动齿轮的转动方向在同一平面内；

所述齿条的齿距和随动齿轮相匹配，齿条的长度和雨棚梁的长度相同；

所述主动齿轮、传动齿轮、随动齿轮均采用相同的半径、齿距和齿数的齿轮，所有齿轮均通过所述链条带动；

所述随动齿轮的位置在距离可移动屋盖的上端或下端1/8至1/5处；

所述可移动屋盖的长度为雨棚梁的一半；

所述固定屋盖的长度为雨棚梁长度的一半，固定屋盖的宽度为两组雨棚梁之间的距离。

优选地，所述移动系统的轨道轮配有锁死装置。

优选地，所述移动系统还包括牵引机构和缆绳，其中：

缆绳与钢立柱连接固定，牵引机构通过牵引缆绳以带动整个装置。

更优选地，所述牵引机构选用卷扬机。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于上述施工装置的施工方法，所述施工方法默认工作状态为可移动屋盖处于关闭状态，驱动部件处于锁死状态，且轨道轮处于锁死状态；

所述施工方法包括如下步骤：

第一步、将屋盖可开启的移动雨棚的施工装置移动至施工位置；

第二步、当需要进行龙门吊作业，开启可移动屋盖：

1)调节驱动部件为第一方向；

2)将驱动部件开启，然后解除驱动部件的锁死状态；

3)通过控制雨棚梁上的两台驱动部件的转动方向，驱动部件带动主动齿轮，通过主动齿轮与链条之间的咬合作用，带动链条牵引随动齿轮在齿条上运动，链条和上层的传动齿轮咬合并穿过雨棚梁和下层传动齿轮咬合，保证链条的正常运行；在随动齿轮带动下，左右两片可移动屋盖平行向下移动并覆盖固定屋盖；

4)当可移动屋盖完全覆盖固定屋盖时，将驱动部件锁死并停止驱动部件；

第三步、当龙门吊作业结束时，关闭可移动屋盖：

1)调节驱动部件为第二方向，所述第二方向与第一方向的方向相反；

2)将驱动部件锁死状态解除，并启动驱动部件；

3)驱动部件带动主动齿轮做第二方向转动，通过链条和主动齿轮之间的咬合作用，带动可移动屋盖向雨棚梁中间处移动，传动齿轮保证链条的正常运转，在链条的带动下，随动齿轮带动可移动屋盖向上运动；

4)当可移动屋盖闭合时，关闭驱动部件并锁死驱动部件。

第四步、当降雨量大于10mm/24h或者气温大于30度时，关闭可移动屋盖：

1)调节驱动部件的转动方向为第二方向；

2)将驱动部件锁死状态解除，并开启驱动部件；

3)主动齿轮做第二方向转动，带动链条和随动齿轮沿着齿条向上运动，在随动齿轮的带动下，左右两片可移动屋盖向雨棚梁中间处移动；

4)当可移动屋盖覆盖其初始位置时，将驱动部件锁死并停止驱动部件。

优选地，第一步包括如下步骤：

1)将缆绳连接固定在钢立柱的挂钩上；

2)将轨道轮的刹车锁死机构打开；

3)调节缆绳和轨道平行，保证整个施工装置在轨道平行方向上平动；

4)通过和轨道平行的缆绳牵引钢立柱，开启牵引机构，令整个施工装置沿轨道移动；

5)到达指定位置后关闭牵引机构，再解除与钢立柱连接的缆绳，并将轨道轮锁死。

本发明的工作原理为：

本发明利用移动系统中的轨道轮实现可移动的目的，利用屋盖系统中的各齿轮和链条实现可移动屋盖开启、关闭的目的。当需要进行施工装置移动时，利用牵引缆绳牵引整个施工装置在轨道上移动至指定位置。屋盖的开启与关闭驱动部件控制。当需要开启可移动屋盖时，先启动驱动部件为正向，使主动齿轮转动带动链条运动，链条带动可移动屋盖上的随动齿轮，传动齿轮保证链条顺利运转，令可移动屋盖延平行雨棚梁的方向向下运动，到达指定位置后锁死驱动部件，以方便龙门吊对大型机械的吊入吊出；当需要关闭可移动屋盖时，启动驱动部件为负向，解锁驱动部件，令可移动屋盖沿平行雨棚梁的方向向上运动，当到达指定位置后锁死驱动部件。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明针对明挖法基坑施工时的挡雨需求，通过设计一种新型可移动开启式雨棚的施工装置及施工方法，可以实现在一个连续工段上无需装卸的雨棚，在解决雨棚移动问题的同时，通过控制可移动屋盖的开合状态，让龙门吊吊出大型设备时无需移开雨棚，从而大幅度提高施工效率，满足了工程施工的确切需要，本发明具有很好的工程应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一优选实施例的装置整体结构示意图；

图2为本发明一优选实施例的可移动屋盖和雨棚梁详图；

图3为本发明一优选实施例的屋盖情况俯视图；

图中：

1为轨道和轨道轮、2为钢立柱、3为传动齿轮、4为可移动屋盖、5为雨棚梁、6为电机、7为链条、8为随动齿轮、9为支架、10为主动齿轮、11为雨棚梁钢骨架、12为固定屋盖，13为齿条。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1、图2、图3所示，一种屋盖可开启的移动雨棚的施工装置，包括：

屋架系统，由钢立柱2和雨棚梁5组成；

屋盖系统，由传动齿轮3、可移动屋盖4、电机6、链条7、随动齿轮8、主动齿轮10、雨棚梁钢骨架11、固定屋盖12、齿条13组成；

移动系统，由轨道和轨道轮1组成。

其连接关系为：

所述钢立柱2安装在轨道和轨道轮1上，所述雨棚梁5焊接在钢立柱2上，所述固定屋盖12通过螺栓连接在雨棚梁5上，所述电机6和上层的传动齿轮3安装在雨棚梁5上，所述齿条13安装在雨棚梁钢骨架11上侧，所述主动齿轮10安装在电机6上，所述主动齿轮10通过链条7、随动齿轮8与传动齿轮3在雨棚梁5的上侧连接，然后链条7穿过雨棚梁5和下层的传动齿轮3咬合接触，同时随动齿轮8还和齿条13咬合连接，随动齿轮8安装在可移动屋盖4上，令可移动屋盖4可以随电机6的转动而平行移动。

作为一优选的实施方式，所述钢立柱2为直径100mm的圆柱形型钢，高为3000mm，并在距钢立柱2最下侧1000mm高处安装钢制缆绳的挂钩。

作为一优选的实施方式，所述雨棚梁5结构形式为上部采用5根直径为120mm的钢管，中间用3根直径为80mm长1000mm的钢管作竖向支撑，用直径为60mm长为3700mm的钢管作和上部钢管倾斜角度为30度的斜向支撑，每一根斜向支撑钢管对应一根竖向支撑钢管且二者呈60度角，两根斜向支撑钢管和一根竖向支撑钢管组成一个以纵向钢管为中线的等腰三角形；

所述雨棚梁5整体由向外部倾斜向下的两个分支组成，这两个分支分别与地面呈3°角，并且分别长8000mm；所述雨棚梁5水平跨度和轨道间距相适应；

所述雨棚梁5的上侧上部有用于安装电机6的支架，雨棚梁5上侧下部和下侧的上下分别有安装上层的传动齿轮3和下层的传动齿轮3的支架9。

作为一优选的实施方式，所述电机6固定于雨棚梁5的中间处并与主动齿轮11固定连接，用于为屋盖的移动提供动力。

进一步的，所述电机6为带转向和锁死功能的交流电机，可以用工地上的电源驱动。

作为一优选的实施方式，所述传动齿轮3共有3个，即分别位于雨棚梁5中间处下侧的一个上层的传动齿轮、雨棚梁5外端的上侧和下侧的两个下层的传动齿轮。

作为一优选的实施方式，所述主动齿轮10、传动齿轮3、随动齿轮8均采用50mm半径、齿数20的镀锌钢齿轮，主动齿轮10、传动齿轮3、随动齿轮8均通过链条8带动。

作为一优选的实施方式，所述齿条13焊接在雨棚梁5上侧，为可移动屋盖4提供轨道。

进一步的，所述齿条13的齿距和随动齿轮8相匹配，齿条13的长度和雨棚梁5的长度相同。

作为一优选的实施方式，所述随动齿轮8铰接在可移动屋盖4的两端，随动齿轮8的一侧咬合在齿条13上。

作为一优选的实施方式，所述链条7与主动齿轮10和传动齿轮3咬合接触，并与随动齿轮8链接，用于将主动齿轮10提供的动力传递至随动齿轮8。

作为一优选的实施方式，所述可移动屋盖4的宽度为5000mm、长度为雨棚梁5的一半，可移动屋盖4的左、右两侧分别安装有两个随动齿轮8；

所述随动齿轮8的位置在距离可移动屋盖4的上端或下端1/5处，且随动齿轮8的下侧和齿条13咬合，随动齿轮8的上侧和链条7咬合。

作为一优选的实施方式，所述可移动屋盖4为中间有檩条加固的彩钢瓦屋盖，檩条和彩钢瓦之间通过螺丝连接；

所述彩钢瓦厚5mm，所述檩条选用卷边槽钢镀锌槽钢檩条。

作为一优选的实施方式，所述固定屋盖12覆盖雨棚梁5的两侧，固定屋盖12的长度为雨棚梁5长度的一半，固定屋盖12的宽度为两组雨棚梁5之间的距离。

进一步的，所述固定屋盖12为中间有檩条加固的彩钢瓦屋盖，其中：檩条和彩钢瓦之间通过螺丝连接；

所述彩钢瓦厚10mm，所述檩条选用镀锌槽钢檩条。

作为一优选的实施方式，所述移动系统中：

所述轨道选用高为120mm的重型轨道；所述轨道轮与轨道咬合接触，轨道轮和轨道相互配套。

进一步地，所述轨道轮配有锁死装置。

作为一优选的实施方式，所述移动系统还包括牵引机构、缆绳(图中未标示)，其中：

所述牵引机构采用慢速拉力为100kn的卷扬机，缆绳直径为31mm。

一种采用上述装置的施工方法，默认工作状态为可移动屋盖4处于关闭状态，电机6处于锁死状态，且轨道轮处于锁死状态；

所述施工方法包括以下步骤：

第一步、将可移动开启式雨棚的施工装置移动至施工位置；具体地：

1)将卷扬机带动的缆绳安装在钢立柱2的挂钩上；

2)将轨道的刹车锁死机构打开；

3)调节缆绳和轨道平行，保证整个施工装置在轨道平行方向上平动；

4)通过和轨道平行的缆绳牵引钢立柱2，令整个施工装置延轨道移动；

5)到达指定位置之后关闭卷扬机，再解除与钢立柱2连接的缆绳，并且将轨道轮的刹车锁死；

第二步、调节可移动屋盖4到指定位置，当需要进行龙门吊作业，开启可移动屋盖4时；具体地：

1)调节电机6的转动方向为正向；

2)将电机6锁死状态解除，电机6开启，通过控制雨棚梁5上的两台电机6的转动方向，电机6带动主动齿轮10，使主动齿轮10为链条7提供动力，带动链条7牵引随动齿轮8在齿条13上运动，链条7和上层的传动齿轮3咬合并穿过雨棚梁5和下层传动齿轮3咬合，保证链条7的正常运行；由随动齿轮8带动下，左右两片可移动屋盖4平行向下移动并覆盖固定屋盖12；

3)当可移动屋盖4完全覆盖固定屋盖12时，将电机6锁死并停止电机6；

第三步、当龙门吊作业结束时，关闭可移动屋盖4；具体地：

1)调节电机6为反向；

2)电机6状态锁死解除并启动电机6；

3)电机6带动主动齿轮10反向转动，通过链条7和主动齿轮10之间的咬合作用，带动可移动屋盖4向雨棚梁5中间移动，传动齿轮3保证链条7的正常运转，在链条7的带动下，随动齿轮8带动可移动屋盖4向上运动；

4)当可移动屋盖4覆盖其初始位置时，关闭电机并锁死电机6；

第四步、当降雨量大于10mm/24h或者气温大于30度，关闭可移动屋盖4；具体地：

1)先调节电机6的转动方向为第二步1)的反向；

2)将电机6锁死状态解除并开启电机6，电机6令主动齿轮11反向转动；

3)主动齿轮10带动链条7和随动齿轮8沿着齿条13向上运动，在随动齿轮8的带动下，左右两片可移动屋盖4向雨棚梁5中间移动；

4)当可移动屋盖4覆盖其初始位置时，将电机6锁死并停止电机6。

本实施例的工作原理为：

移动系统的轨道和轨道论1实现可移动的目的：当需要进行雨棚移动时，利用牵引缆绳牵引钢立柱3使得整个施工装置在轨道上移动至指定位置。

可移动屋盖4的开启与关闭则由屋盖系统控制：当需要开启可移动屋盖4时，先启动电机6为正向，使主动齿轮10转动带动链条7运动，链条7带动可移动屋盖4上的随动齿轮8，上层和下层的传动齿轮3保证链条7顺利运转，令可移动屋盖4延平行雨棚梁5的方向向下运动，到达指定位置之后锁死电机6；当需要关闭屋盖时，启动电机6为负向，解锁电机6，使主动齿轮10转动带动链条7运动，链条7带动可移动屋盖4上的随动齿轮8，让可移动屋盖4向上运动，传动齿轮3保证链条7顺利运转，令可移动屋盖4延平行雨棚梁5的方向向上运动，当到达指定位置之后锁死电机6。

本发明针对明挖基坑施工时的挡雨需求，通过设计一种新型屋盖可开启的移动雨棚的施工装置和施工方法，可以实现在一个连续工段上无需装卸的雨棚，在解决雨棚移动问题的同时，通过一种可开合的可移动屋盖，让龙门吊吊出大型设备时无需移开雨棚，从而大幅度提高施工效率，满足了工程施工的确切需要，本发明具有很好的工程应用前景。

上述实施例所有附图仅仅是为了便于解释说明本发明的技术内容；构成最优实施方式所采用的数字、零部件的位置、零部件之间的相互关系以及零部件的尺寸等技术特征不构成对技术方案本身的限定，而应延伸至该技术领域所覆盖的整个领域。

以上对本发明的具体实施例进行描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。