装配式建筑智能提升外挂防护架及施工方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种装配式建筑智能提升外挂防护架及施工方法。


背景技术：

2.外挂防护架是装配式建筑施工中为了保证高处安全作业而搭设的工作平台，要求具有足够的强度、刚度和稳定性，主要由支撑体系、平台与防护体系、附墙体系和吊点组成。外挂防护架可提供2～3层作业平台，作业人员可在平台上进行预制外墙构件安装、防水打胶、外饰面装修等施工工序，在一个结构层施工完毕后，需将防护架向上提升一个结构层进一步施工，提升过程多为架子工到外立面进行支撑与附墙体系的拆除作业，在架体完全脱离墙面后由塔吊进行整体提升，提升就位后，再由架子工到外立面进行架体的支撑与附墙体系安装，从而将架体与墙面附着固定，整个提升流程耗费时间在30～40分钟，架子工到外立面进行高空作业存在较大安全隐患，且提升过程占用塔吊作业时间较长，提升效率低下。


技术实现要素：

3.本发明的目的是，提供一种装配式建筑智能提升外挂防护架及施工方法，以解决提升过程中架子工需要到外立面进行架体进行反复安装及拆除作业导致高空作业存在较大安全风险，以及通过塔吊提升外挂防护架至上一个结构层导致提升效率低、提升过程耗时长的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种装配式建筑智能提升外挂防护架，包括：
5.l型连墙件，为多排，每排所述l型连墙件螺纹连接在已完成装配式外墙的墙面的相应层预制墙面的预制墙体上的第一预埋栓孔内；每个所述l型连墙件包括横向布置的钢垫梁，设置在所述钢垫梁内的旋进电机，与所述旋进电机的轴连接的螺杆，所述螺杆伸出于所述钢垫梁之外，所述钢垫梁或者旋进电机上连接有竖向布置的挡件；所述l型连墙件通过旋进电机带动所述螺杆螺纹连接在相应所述预制墙体的第一预埋栓孔内；
6.齿轨，通过导轨连墙件连接在已完成装配式外墙的墙面的每层预制墙面的两侧，两侧所述齿轨的齿条面相对立布置；
7.提升机构，为与待安装的外挂防护架的层数相匹配的多个，每层外挂防护架对应设置有两个所述提升机构，每层的两个所述提升机构啮合连接在两侧的所述齿轨上；每个所述提升机构包括平行于墙面的固定板，设置在所述固定板上的提升电机，与所述提升电机连接的齿轮；所述提升机构的提升电机通过齿轮啮合连接在所述齿轨上；
8.外挂防护架，位于已完成装配式外墙的墙面的外侧，所述外挂防护架两侧的纵横杆连接在所述提升机构的固定板上，所述外挂防护架的内横杆通过所述l型连墙件的挡件搭接在所述l型连墙件的钢垫梁上，以将所述外挂防护架附着在已完成墙面上；
9.控制器，与每个所述l型连墙件的旋进电机连接，以及与每个所述提升机构的提升
电机连接。
10.进一步地，本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架，所述l型连墙件还包括设置在所述钢垫梁上表面的压力传感板，所述外挂防护架的内横杆搭接在所述l型连墙件的压力传感板上，所述压力传感板上设置有压力传感器，每个所述压力传感器与所述控制器连接。
11.进一步地，本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架，所述l型连墙件的钢垫梁为第一组件，所述l型连墙件的挡件、旋进电机和螺杆一体化连接构成第二组件，所述第二组件贯穿所述第一组件分布于其两端，所述压力传感板与旋进电机之间设置有复位弹簧。
12.进一步地，本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架，所述l型连墙件的挡件与钢垫梁一体化连接构成第一部件，所述旋进电机与螺杆一体化连接构成第二部件。
13.进一步地，本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架，所述外挂防护架的内横杆上设置有与所述l型连墙件的挡件相贯穿的通孔。
14.进一步地，本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架，所述提升机构还包括设置在所述固定板上的紧固导轮，所述紧固导轮滚动设置在所述齿轨的齿条面的相对面或者所述紧固导轮滚动设置在靠近墙面一侧的所述齿轨的侧面上。
15.进一步地，本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架，所述导轨连墙件为栓筒组件和反螺杆，所述栓筒组件包括同轴设置的螺纹柱和螺纹套筒，所述螺纹柱螺纹连接在预制墙体的第二预埋栓孔内，所述螺纹套筒与所述反螺杆螺纹连接，所述反螺杆固定设置在所述齿轨上。
16.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种装配式建筑施工方法，包括：
17.步骤301，根据装配式建筑智能提升外挂防护架的层数通过预制墙体进行装配式外墙施工相应层数的预制墙面；
18.步骤302，在已完成装配式外墙的墙面上安装上述的装配式建筑智能提升外挂防护架；
19.步骤303，通过装配式建筑智能提升外挂防护架在已完成装配式外墙的墙面上通过预制墙体进行装配式外墙施工形成上一层预制墙面，在该上一层预制墙面上安装l型连墙件，以及在该上一层预制墙面的两侧通过导轨连墙件安装该上一层预制墙面上的所述齿轨，并且将该上一层预制墙面上的所述齿轨与下一层预制墙面上的所述齿轨相连接；
20.步骤304，控制器控制提升机构的提升电机启动，提升电机带动齿轮在齿轨上转动，以使外挂防护架脱离于当前连接的l型连墙件向上提升；
21.步骤305，控制器控制外挂防护架底层以上的l型连墙件的旋进电机继续旋入在第一预埋栓孔内来控制外挂防护架底层以上的l型连墙件内移；
22.步骤306，当外挂防护架向上提升超过最上层的l型连墙件之后，控制器控制提升电机停止提升；控制器控制外防护架底层以上的l型连墙件的旋进电机旋出保留在第一预埋栓孔内来控制外挂防护架底层以上的l型连墙件回移；
23.步骤307，控制器通过提升机电控制外挂防护架下移回落至与提升后的外挂防护架相对应的l型连墙件的钢垫梁上；
24.步骤308，重复执行步骤303至步骤307，直到装配式外墙全部施工完毕。
25.进一步地，本发明提供的装配式建筑施工方法，在步骤307中，所述外挂防护架的内横杆搭接在所述l型连墙件的钢垫梁上的压力传感板上，当压力传感板上的压力传感器感测的压力值等于外挂防护架自重荷载时，确定外挂防护架提升完毕。
26.进一步地，本发明提供的装配式建筑施工方法，控制器通过压力传感板对外挂防护架的施工荷载进行安全监测。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
28.本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架及施工方法，通过l型连墙件的自动旋进旋出，通过l型连墙件在预制墙体的内移，以在外挂防护架通过提升机构提升时能够与l型连墙件位置自动避让，防止在提升过程中外挂防护架与l型连墙件之间产生位置干涉而导致无法自动提升；通过l型连墙件在预制墙体的回移，实现外挂防护架与l型连墙件的自动对位回落搭接；至此控制器通过提升机构控制外挂防护架相对于墙面提升过程中，无需架子工到外立面对外挂防护架的安装及拆除施工，在提升过程中避免了高空作业风险，为外立面作业人员提供有效的安全防护。提升过程中，无需占用塔吊作业时间，提高了外挂防护架的提升效率。
29.本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架及施工方法，提升机构与外挂防护架连接为一体，提升机构的提升电机的齿轮与齿轨啮合连接，以使外挂防护架通过提升机构相对于齿轨向上提升，从而提高了外挂防护架在提升过程中的安全性和可靠性。
30.本发明提供的装配式建筑智能提升外挂防护架及施工方法，提升过程无需人为干涉，完全由控制器进行智能化调节控制，有效避免了高空作业风险，无需占用塔吊工作时间，提高架体提升效率，可推动装配式建筑的智能化和自动化施工。
附图说明
31.图1是在已完成三层装配式建筑墙面上安装l型连墙件、导轨连墙件、齿轨及提升机构的立体结构示意图；
32.图2是在图1中的提升机构及l型连墙件上安装不带有防护网的外挂防护架的立体结构示意图；
33.图3是在图2中的外挂防护架上安装防护网的立体结构示意图；
34.图4是在图3中已完成三层装配式建筑墙面上安装预制墙板形成第四层预制墙体的立体结构示意图；
35.图5是在图4中第四层预制墙体的相应预制墙板上安装齿轨及l型连墙件的立体结构示意图；
36.图6是装配式建筑智能提升外挂防护架提升至第四层预制墙体的立体结构示意图；
37.图7是l型连墙件内移的结构示意图；
38.图8是l型连墙件回移的结构示意图；
39.图9是外挂防护架回落至l型连墙件上的结构示意图；
40.图10是提升机构的紧固滚轮与齿轨节点处的另一连接方式的结构示意图；
41.图11是装配式建筑智能提升外挂防护架控制系统的结构示意图；
42.图12是实施例一的l型连墙件的立体结构示意图；
43.图13是图12中的l型连墙件的钢垫梁及其上的挡件的立体结构示意图；
44.图14是图12中的l型连墙件的旋进电机与螺杆的立体结构示意图；
45.图15是实施例二的l型连墙件的立体结构示意图；
46.图16是图15中的钢垫梁的立体结构示意图；
47.图17是图15中的旋进电机及其上的挡件和螺杆连接的立体结构示意图；
48.图18是齿轨与预制墙板节点处通过导轨连墙件连接的立体结构示意图；
49.图19是导轨连墙件的立体结构示意图；
50.图中所示：
51.100、装配式建筑智能提升外挂防护架；
52.110、l型连墙件，111、钢垫梁，1111、第一通孔，1112、第二通孔，112、旋进电机，113、螺杆，114、挡件，115、压力传感板，116、弹簧，117、压力传感器；
53.120、齿轨，121、反螺杆；
54.130、导轨连墙件，131、螺纹柱，132、螺纹套筒；
55.140、提升机构，141、固定板，142、提升电机，143、齿轮，144、紧固导轮；
56.150、外挂防护架，151、内横杆，152、纵横杆，153、防护网；
57.200、墙面，201、第一层预制墙面，202、第二层预制墙面，203、第三层预制墙面，204、第四层预制墙面，210、预制墙体，211、第一预埋栓孔，212、第二预埋栓孔。
具体实施方式
58.下面结合附图对本发明作详细描述：根据下面说明，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。
59.请参考图1至图19，本发明实施例提供一种装配式建筑智能提升外挂防护架100，包括l型连墙件110、齿轨120、导轨连墙件130、提升机构140、外挂防护架150和控制器160，其中：
60.l型连墙件110，为多排，每排所述l型连墙件110螺纹连接在已完成装配式外墙的墙面100的相应层预制墙面的预制墙体210上的第一预埋栓孔211内；每个所述l型连墙件110包括横向布置的钢垫梁111，设置在所述钢垫梁111内的旋进电机112，与所述旋进电机112的轴连接的螺杆113，所述螺杆113伸出于所述钢垫梁111之外，所述钢垫梁111或者旋进电机112上连接有竖向布置的挡件114；所述l型连墙件110通过旋进电机112带动所述螺杆113螺纹连接在相应所述预制墙体210的第一预埋栓孔211内。
61.齿轨120，通过导轨连墙件130连接在已完成装配式外墙的墙面100的每层预制墙面的两侧，两侧所述齿轨120的齿条面相对立布置。
62.提升机构140，为与待安装的外挂防护架150的层数相匹配的多个，每层外挂防护架150对应设置有两个所述提升机构140，每层的两个所述提升机构140啮合连接在两侧的所述齿轨120上；每个所述提升机构140包括平行于墙面100的固定板141，设置在所述固定板141上的提升电机142，与所述提升电机142连接的齿轮143；所述提升机构140的提升电机142通过齿轮143啮合连接在所述齿轨120上。
63.外挂防护架150，位于已完成装配式外墙的墙面100的外侧，所述外挂防护架150两侧的纵横杆152连接在所述提升机构140的固定板141上，所述外挂防护架150的内横杆151通过所述l型连墙件110的挡件114搭接在所述l型连墙件110的钢垫梁111上，以将所述外挂防护架150附着在已完成墙面100上。其中外挂防护架150可以包括由内横杆151、外横杆、纵横杆、竖杆及斜杆组成的架体及防护网153。
64.控制器160，与每个所述l型连墙件110的旋进电机112连接，以及与每个所述提升机构140的提升电机142连接。
65.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100，l型连墙件附着于墙面200，用于支撑外挂防护架150的施工荷载；纵横杆152通过提升电机142连接的齿轮143附着于齿轨120上，用于支撑提升过程中的外挂防护架150自重荷载。
66.请参考图12、图15，为了实现对外挂防护架150的安装及施工过程的荷载进行安全监测，本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100，所述l型连墙件110还包括设置在所述钢垫梁111上表面的压力传感板115，所述外挂防护架150的内横杆151搭接在所述l型连墙件110的压力传感板115上，所述压力传感板115上设置有压力传感器117，每个所述压力传感器117与所述控制器160连接。
67.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100，所述l型连墙件110可以包括以下两种方案。
68.方案一：请参考图12至图14，l型连墙件110的挡件114与钢垫梁111一体化连接构成第一部件，所述旋进电机112与螺杆113一体化连接构成第二部件。钢垫梁111上设置有与其腔室相贯通的用于使螺杆113伸出的第一通孔1111。
69.方案二：请参考图15至图17，l型连墙件110的钢垫梁111为第一组件，所述l型连墙件110的挡件114、旋进电机112和螺杆113一体化连接构成第二组件，所述第二组件贯穿所述第一组件分布于其两端，所述压力传感板115与旋进电机112之间连接有弹簧116，此时钢垫梁111的两端可以分别设置有与其内的腔室相贯通的第一通孔1111和第二通孔1112。方案二的l型连墙件110，由于第二组件为一体化连接，其外挂防护架150搭接在l型连墙件110的钢垫梁111上受力相对均匀一些，力矩较小。当没有内横杆151搭接压在钢垫梁111上时，在弹簧116的作用下压力传感板115被弹起来，弹簧116与第二组件的旋进电机112不接触，这样第二组件可以旋进或者旋出至第一预埋栓孔211内向墙面内外移动；当有内横杆151搭接压在钢垫梁111上时，压力传感板115与第二组件相接触，将施工荷载传递到第二组件进而传递给装配式外墙的墙内。因此，方案二的l型连墙件110的荷载承载效果高于方案一。
70.请参考图9，为了实现l型连墙件110与外挂防护架150的可靠性连接，本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100，所述外挂防护架150的内横杆151上设置有与所述l型连墙件110的挡件114相贯穿的搭接孔。则内横杆151的搭接孔穿过l型连墙件110的挡件114搭接在钢垫梁111或者其上的压力传感板115上。当然为了实现搭接的目的，内横杆151的下表面可以搭接在钢垫梁111或者压力传感板115上，内横杆151的侧表面可以搭接在挡件114上。挡件114可以是圆柱或者方柱等。
71.请参考图7至图9，为了方便外挂防护架150沿齿轨120移动，本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100，所述提升机构140还包括设置在所述固定板141上的紧固导轮144，所述紧固导轮144滚动设置在所述齿轨120的齿条面的相对面。此时紧固导轮
144与齿轮143相对设置，紧固导轮144能够平衡齿轮143转动的啮合力，提高外挂防护架150提升的平稳性。请参考图10，为了提高外挂防护架150与齿轨120之间的可靠性连接，防止外挂防护架150脱离于齿轨120，所述紧固导轮144滚动设置在靠近墙面100一侧的所述齿轨120的侧面上。此时紧固导轮144能够使外挂防护架150可靠地滚动设置在齿轨120上。其中紧固导轮144可以设置在导柱上，图10中的导柱为直角型。而图7至图9中的导柱为直线型。
72.请参考图18至图19，为了方便调节齿轨120相对于墙面200之间的间距，本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100，所述导轨连墙件130为栓筒组件和反螺杆113，所述栓筒组件包括同轴设置的螺纹柱131和螺纹套筒132，所述螺纹柱131螺纹连接在预制墙体210的第二预埋栓孔212内，所述螺纹套筒132与所述反螺杆113螺纹连接，所述反螺杆113固定设置在所述齿轨120上。此时，螺纹柱131与第二预埋栓孔212螺纹连接后，螺纹套筒132与反螺杆113为反螺纹连接。当然，为了实现齿轨120与墙面100的连接目的，导轨连墙件130可以为穿过齿轨120的螺栓。
73.请参考图1至图19，本发明实施例还提供一种装配式建筑施工方法，可以包括：
74.步骤301，请参考图1、图12至图17，根据装配式建筑智能提升外挂防护架100的层数通过预制墙体210进行装配式外墙施工相应层数的预制墙面。
75.步骤302，请参考图2至图3，在已完成装配式外墙的墙面100上安装上述的装配式建筑智能提升外挂防护架100。图1至图3中示例了三层外挂防护架150以及三层装配式外墙。其中三层装配式外墙包括第一层预制墙面201、第二层预制墙面202、第三层预制墙面203，每层预制墙面设置一排l型连墙件110。l型连墙件110可以设置在每块预制墙体210的中心线距离顶端10公分处预留的第一预埋栓孔201。需要说明的是，并非每块预制墙体210上均需设置l型连墙件110，可以根据需要进行设置。其中外挂防护架150可以在地面组装完毕后由塔吊吊运至墙面安装。外挂防护架150不限于三层。
76.步骤303，请参考图4至图5，通过装配式建筑智能提升外挂防护架100在已完成装配式外墙的墙面100上通过预制墙体210进行装配式外墙施工形成上一层预制墙面，即第四层预制墙面204，在第四层预制墙面204上安装l型连墙件110，以及在第四层预制墙面204的两侧通过导轨连墙件130安装该第四层预制墙面204上的所述齿轨120，并且将第四层预制墙面204上的所述齿轨120与下一层预制墙面，即第三层预制墙面203上的所述齿轨120相连接。在外挂防护架150安装完毕后，可以进行预制外墙210安装及防水打胶、装饰装修等施工作业。
77.步骤304，请参考图5至图6，控制器160控制提升机构140的提升电机142启动，提升电机142带动齿轮143在齿轨120上转动，以使外挂防护架150脱离于当前连接的l型连墙件110向上提升。在提升前将外挂防护架150上所有施工用品全部卸下，禁止站人，在只考虑外挂防护架150自重的情况下进行提升。其中外挂防护架150脱离l型连墙件110时，外挂防护架150通过提升机构140与齿轨120连接。
78.步骤305，请参考图7，控制器160控制外挂防护架150底层以上的l型连墙件110的旋进电机112继续旋入在第一预埋栓孔211内来控制外挂防护架150底层以上的l型连墙件110内移。其中l型连墙件110的内移距离内横杆152的2公分位置停止旋进。其中l型连墙件110内移，用于避让外挂防护架150的内横杆151的上升。
79.步骤306，请参考图8，当外挂防护架150向上提升超过最上层的l型连墙件110之
后，即可以在超过第四排l型连墙件110的2公分位置之后，控制器160控制提升电机142停止提升；控制器160控制外防护架底层以上的l型连墙件110的旋进电机112旋出保留在第一预埋栓孔211内来控制外挂防护架150底层以上的l型连墙件110回移。即l型连墙件110回移能够使其与外挂防护架150的内横杆151进行对准。即当内横杆151上设置有搭接孔时，实现l型连墙件110与内横杆151的搭接孔进行位置对准。另外，为了提高提升效率，l型连墙件110的旋进旋出与外挂防护架150的提升回落可以同时进行。
80.步骤307，控制器160通过提升机电控制外挂防护架150下移回落至与提升后的外挂防护架150相对应的l型连墙件110的钢垫梁111上。至此，外挂防护架150提升至第四层预制墙面204。
81.步骤308，重复执行步骤303至步骤307，直到装配式外墙全部施工完毕，即施工第四层预制墙面204以上的装配式外墙。
82.请参考图12和图15，为了提高外挂防护架150搭接在l型连墙件110上的可靠性，本发明实施例提供的装配式建筑施工方法，在步骤307中，所述外挂防护架150的内横杆151搭接在所述l型连墙件110的钢垫梁111上的压力传感板115上，当压力传感板115上的压力传感器117感测的压力值等于外挂防护架150自重荷载时，确定外挂防护架150提升完毕。还可以通过压力感应板115能够实时监测外挂防护架150上的施工荷载，可实时监测外挂防护架150的荷载状况，对超载情况进行安全示警以便整改。可以在荷载值达到极限荷载80％予以安全示警。
83.请参考图11，本发明实施例提供的装配式建筑施工方法，控制器160通过压力传感板115对外挂防护架150的施工荷载进行安全监测。
84.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100及施工方法，通过l型连墙件110的自动旋进旋出，通过l型连墙件110在预制墙体210的内移，以在外挂防护架150通过提升机构140提升时能够与l型连墙件110位置自动避让，防止在提升过程中外挂防护架150与l型连墙件110之间产生位置干涉而导致无法自动提升；通过l型连墙件110在预制墙体210的回移，实现
85.外挂防护架150与l型连墙件110的自动对位回落搭接；至此控制器160通过5提升机构140控制外挂防护架150相对于墙面100提升过程中，无需架子工到
86.外立面对外挂防护架150的安装及拆除施工，在提升过程中避免了高空作业风险，为外立面作业人员提供有效的安全防护。提升过程中，无需占用塔吊作业时间，提高了外挂防护架150的提升效率。
87.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100及施工方法，提0升机构140与外挂防护架150连接为一体，提升机构140的提升电机142的齿
88.轮143与齿轨120啮合连接，以使外挂防护架150通过提升机构140相对于齿轨120向上提升，从而提高了外挂防护架150在提升过程中的安全性和可靠性。
89.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100及施工方法，提
90.升过程无需人为干涉，完全由控制器160进行智能化调节控制，有效避免了高5空作业风险，无需占用塔吊工作时间，提高架体提升效率，可推动装配式建筑的智能化和自动化施工。
91.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100及施工方法，通过控制
器160实现外挂防护架150的智能提升，可将提升过程控制在10分钟以
92.内，提高外挂防护架体提升效率60％以上。为了实现智能控制，还可以将控制0器160与计算机、手机等无线连接，以通过计算机或者手机的软件控制外挂防
93.护架150的智能提升。
94.本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100及施工方法，能够解决架体的轻量化自主提升与施工荷载的有效支撑问题、施工最大荷载的监测及安全示警问题。
95.5本发明实施例提供的装配式建筑智能提升外挂防护架100及施工方法，本
96.发明实施例的术语“设置”，包括但不限于焊接、螺栓连接等连接关系。
97.本发明不限于上述具体实施方式，显然，上述所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域的技术人员可以对本发明进行其他层次的修改和变动。如此，若本发明的这些修改和变动属于本发明权利要求书的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变动在内。