专利名称：塔式起重机悬爬式支护系统的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑机械领域，特别是涉及一种塔式起重机悬爬式支护系统。
背景技术：
用于高层和超高层建筑的塔式起重机通常有外附着和内爬式两种，但对于一些特 殊结构和位置的建筑物采用这两种形式的塔式起重机都不合适，那就是内爬缺少支撑点， 而又在建筑物内侧的施工现场就需要采用悬爬式方式，就是将塔式起重机支撑到墙体一侧 的墙壁上，并顺着墙壁向上爬升。这种爬升方式还可以替代外附着式使用方案。在高层和 超高层建筑施工中使用外附着式塔式起重机存在以下缺点1、是塔身结构过高，下部结构 受力过大，需要特殊加强，增加了结构的成本，另外结构本身高度过大，使用的标准节数多， 整机费用高，运行成本也高；2、附着点多，采用的附着架也多，这也是提高使用成本的因素。 而采用悬爬式系统只用一定高度的塔身和三道支护系统配合以墙体内预埋件，在理论上就 可以满足任何高度的建筑施工需求。这种悬爬式塔式起重机过去虽然也有过类似的研究，如专利号92212949. 5所涉 及的是一种外爬式塔式起重机，其思路上也是采用顺外墙壁向上爬升，它的支护方式是用 杆件支护爬升框架，在塔机工作时用三道框架层叠式支护塔身，也就是各道框架采用等距 离，两道支撑之间通过支撑斜杆相互紧邻，在水平支撑方面，采用了四根杆件分别连接于框 架的内侧和外侧作为水平支撑。表面上看这种方案是可行的。但实际上存在着以下缺陷 1、三道支撑在理论上中间的支护结构属于不受力状态，是多余结构，增加了结构成本和支 护过程的成本；2、这种上下层叠的支护方式决定了支撑结构要等距离支撑，而现实中很少 有建筑物能够满足等距离支护的条件。另外，这种方式决定了上下支护框架之间的支护距 离受限，大型和特大型塔机将使支护体系对墙体上产生过大的水平作用力，会显著增加墙 体加固的成本；3、下部斜撑杆支撑在主支护结构的端部，造成主支护结构受力状态不合理， 加大了主支护结构的产生成本；4、框架内侧与墙体连接方式不合理，采用主支护结构预埋 的方式，每一个主支护结构都将被切割而损坏，成本太高；5、框架结构的支护方式决定了框 架的调平性能差，将造成调整支护框架过程的成本。总之，上述支护结构的支护成本过高， 实用性差。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种塔式起重机悬爬式支护系统，其安装 位置可以根据建筑物的实际情况和塔机自身的需求进行调整，方便安装，还能降低总体成 本。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下本发明包括三套结构相同，上下布置的支护结构，在工作时，相邻两套支护结构支 撑塔身，所述支护结构包括支撑框架、主梁、在主梁下部支撑主梁的两个对称斜撑杆及在水 平方向支撑主梁的第一、第二、第三及第四撑杆，所述主梁、两个斜撑杆及四个水平撑杆的一端分别与墙体连接，所述的主梁上部连接支撑框架，所述的主梁与斜撑杆的支点位置表 达式为c(f_c) = a(f-a) +2a(f-c)其中a为框架在支点0外侧的作用点到支点0的距离，c为框架沿主架方向的中 线长度，f为主梁的计算长度。所述的主梁上端面设有两个与框架连接的基座，在斜撑杆一侧的主梁下端面不与 墙体连接的一端为斜面。所述的主梁和斜撑杆间还安装有可调连接杆。所述的斜撑杆包括 杆体、法兰、垫片及两连接件，所述杆体一端设有第一连接件，另一端通过法兰连接有第二 连接件，法兰与第二连接件间设置有垫片。所述第一、第二连接件的结构包括法兰板、固定 于法兰板同侧的两第一耳板、钢管及加强板，所述钢管置于两第一耳板间，加强板分别固定 于两第一耳板的外侧，安装时，钢管内置第二销轴连接。所述垫片一侧的螺栓连接孔为开口 槽。所述与主梁连接的第一、第二、第三及第四撑杆的第二销轴为无头销轴，其上带有链连 接环。所述主梁上翼缘板上直接设置有分别与第一、第二、第三及第四撑杆连接的耳板。本发明具有如下优点1.在塔机工作时采用本发明两道支护结构就可以了，并且支护结构的安装位置可 以根据建筑物的实际情况和塔机自身的需求进行调整。2、本发明采用的支撑主梁和斜撑杆构成的承载结构都是与建筑物内预埋件上的 耳板铰接的，这两部分可以反复使用，并且切割下来的耳板经修复也可以反复使用，有利于 节省了材料。3、本发明斜撑杆与主梁的支撑点是经过优化选择，给出了支点位置确定表达式 c (f-c) = a (f-a)+ (f-c)，减少了主梁的最大弯矩。4、本发明主梁悬臂端采用了带有斜面的弱梁结构，降低了悬臂端的刚度，可以提 高塔身在靠近建筑物一侧两主支对主梁的作用力，使塔身对主梁作用重心内移，这样可以 减少支撑结构对建筑物产生的水平载荷，对大型和特大型塔式起重机的支护和减轻对支护 墙体的水平载荷特别有效。5、本发明塔身导行框架在主梁上的位置可以通过主梁上的基座进行调整，以适应 墙体外表面到塔身中心线间距离的变化，使得本系统具有良好的适应能力。6、本发明斜撑杆的长度可以通过法兰连接形式在一定范围内进行调整，并且调整 垫片采用了特殊的开口结构，能够有利于主梁的现场调平工作。7、本发明的工作情况是高空作业，因为每个销轴的重量较大，为防止掉落，在第二 销轴上安装链连接环，能够提高安全可靠性。8、本发明斜撑杆与主梁之间设计了一根连接杆，保证了主梁与斜撑杆能够进行整 体吊装，方便了安装工作。9、在主梁上翼缘板上直接设置水平撑杆耳板，可以减少塔身在主梁上形成的扭矩。
图1为本发明的结构示意图。图2为图1支护结构的放大示意图。图3为图2的俯视图。
图4为图2的主梁结构示意图。图5为图4的俯视图。图6为图2中斜撑杆的结构示意图。图7为图6的俯视图。图8为图7中垫片的结构示意图。图9为图3中链连接环结构示意图。图10为图1中的A-A剖视图。图中1.第一耳板，2.主梁，3.斜撑杆，4.第二耳板，5.第三耳板，6.第一撑杆， 7.第二撑杆，8.第一销轴，9.第一连接件，10.第三撑杆，11.第四撑杆，12.链连接环， 13.垫片，14.第二连接件，15.基座，16.墙体，17.框架，18.塔机，19.支护结构，20.法兰， 21.钢管，22.开口槽，23.第一连接杆，24.第二连接杆，25.加强板，26.杆体，27.第四耳 板，28.第二销轴，29.销柱，30.销孔，31.法兰板。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。实施例如图1、图2所示，本发明共包括三套相同支护结构19，正常工作时用相邻 两套支护结构19上下布置支撑塔身。支护结构19包括支撑框架17、主梁2、在主梁下部支 撑主梁2的两个斜撑杆3及在水平方向支撑主梁2的第一、第二、第三及第四撑杆6、7、10、 11 ；主梁2 —端通过第一耳板1与墙体16中的预埋件连接，其中第一耳板1处通过第一销 轴8与主梁2连接，斜撑杆3 —端通过第二耳板4与墙体16中的预埋件连接，第一、第二、 第三及第四撑杆6、7、10、11分别通过第三耳板5与墙体16中的预埋件连接，其中第一耳板 1处及第三耳板5处通过第一销轴8连接，框架17通过基座15连接在主梁2上，所述的主 梁2与斜撑杆3的支点0位置表达式为c(f-c) = a(f-a)+h(f-C)，其中a为框架17在 支点0外侧的作用点到支点0的距离，c为框架17沿主梁2方向的中线长度，f为主梁2计 算长度。塔机每次进行顶升前，在已有的两道支护结构的上方指定位置加装另一套支护结 构19，以保证塔机在顶升过程中有两道支护结构19支撑塔身。如图2、图4、图5所示，在所述每个主梁2上端面设有两个基座15，通过基座15连 接框架17，在斜撑杆3 —侧的主梁2下端面不与墙体16连接的一端为斜面，在主梁2上还 设有与第一耳板1、第一连接件9和与各撑杆分别连接的耳板，便于安装。如图2所示，所述 的主梁2和斜撑杆3间还安装有可调第一连接杆23，与主梁2、斜撑杆3构成稳定的三角结 构，且第一连接杆23 —端与斜撑杆3固定，另一端有螺纹并穿过主梁2用螺母固定，通过旋 转螺母调节连接杆23的长度。如图2、图6、图7所示，所述的斜撑杆3通过第二连接件14与墙体16上的第二耳 板4连接，所述的斜撑杆3包括杆体26、法兰20、垫片13及两连接件，所述杆体沈一端设 有第一连接件9，另一端通过法兰20连接有第二连接件14，法兰20与第二连接件14的法 兰板31间设置有垫片13。本例中所述第一、第二连接件9、14的结构相同包括法兰板31、 固定于法兰板31同侧的两第四耳板27、钢管21及加强板25，所述钢管21置于两第四耳板 27间，加强板25分别固定于两第四耳板27的外侧，安装时，钢管21内置第二销轴观连接， 如图10所示，第二销轴28通过销柱四固定，且在销柱四的销孔30内通过锁销锁紧。如图3所示，所述垫片13 —侧的螺栓连接孔为开口槽22，利于现场调平主梁2的工作。如图2、图9所示，所述主梁2上翼缘板上直接设置有分别与第一、第二、第三及第 四撑杆6、7、10、11连接的耳板。所述与主梁2连接的第一、第二、第三及第四撑杆6、7、10、 11的第一销轴8为无头销轴，其上带有链连接环12，防止销轴8掉落；为方便安装，第一、第 二撑杆6、7间及第三、第四撑杆10、11间分别连接有第二连接杆对。本发明安装过程如图1所示，塔吊在独立工况下使用完毕后，需要转换成内爬升工况，首先在建筑 物的墙体16内埋下预埋件，再焊接第一和第二耳板。耳板焊接完成后，先将主梁2与斜撑 杆3用销轴连接到一起，另一侧用第一连接杆23分别连接主梁2和斜撑杆3，然后吊起主 梁2、斜撑杆3和第一连接杆23构成组合体，先将主梁2与第一耳板1用销轴连接，仍后通 过调整第一连接杆23的长度使斜撑杆3与第二耳板4连接，再通过调整垫片13的后使主 梁2呈水平状态。参照图3将第一和第二斜撑杆6和7与第三耳板5及第二连接杆M连 接到一起，进行整体水平吊装，先与主梁连接再进行耳板焊接，第三、第四撑杆10、11的安 装方式与之相同；最后安装框架17，这就完成了一套支撑架的安装。在完成了上述两套支 撑架的安装后，就可以进行塔机的第一次爬升，将塔机底部支护到下面的支撑架上。在进行 下一次爬升前，在上部适当(设计)位置再加装一道支撑架，以保证在爬升时有两套支撑架 支撑塔身，然后再进行爬升，爬升结束后将最底部的支撑架拆除，如此反复就可以实现塔机 沿墙体表面向上爬升，也就是塔机沿墙体表面的悬爬。
权利要求
1.一种塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于包括三套结构相同，上下布置的支 护结构，在工作时，相邻两套支护结构支撑塔身，所述支护结构包括支撑框架、主梁、在主梁 下部支撑主梁的两个对称斜撑杆及在水平方向支撑主梁的第一、第二、第三及第四撑杆，所 述主梁、两个斜撑杆及四个水平撑杆的一端分别与墙体连接，所述的主梁上部连接支撑框 架，所述的主梁与斜撑杆的支点位置表达式为c(f-c) = a(f-a)+2a(f-c)其中a为框架在支点0外侧的作用点到支点0的距离，c为框架沿主架方向的中线长 度，f为主梁的计算长度。
2.根据权利要求1所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述的主梁上端 面设有两个与框架连接的基座，在斜撑杆一侧的主梁下端面不与墙体连接的一端为斜面。
3.根据权利要求1所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述的主梁和斜 撑杆间还安装有可调连接杆。
4.根据权利要求1所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述的斜撑杆包 括杆体、法兰、垫片及两连接件，所述杆体一端设有第一连接件，另一端通过法兰连接有第 二连接件，法兰与第二连接件间设置有垫片。
5.根据权利要求4所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述第一、第二连 接件的结构包括法兰板、固定于法兰板同侧的两第一耳板、钢管及加强板，所述钢管置于 两第一耳板间，加强板分别固定于两第一耳板的外侧，安装时，钢管内置第二销轴连接。
6.根据权利要求4所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述垫片一侧的 螺栓连接孔为开口槽。
7.根据权利要求1所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述与主梁连接 的第一、第二、第三及第四撑杆的第二销轴为无头销轴，其上带有链连接环。
8.根据权利要求1所述的塔式起重机悬爬式支护系统，其特征在于所述主梁上翼缘 板上直接设置有分别与第一、第二、第三及第四撑杆连接的耳板。
全文摘要
一种塔式起重机悬爬式支护系统，属于建筑机械领域。包括三套结构相同，上下布置的支护结构，在工作时，相邻两套支护结构支撑塔身，所述支护结构包括支撑框架、主梁、在主梁下部支撑主梁的两个对称斜撑杆及在水平方向支撑主梁的第一、第二、第三及第四撑杆，所述主梁、两个斜撑杆及四个水平撑杆的一端分别与墙体连接，所述的主梁上部连接支撑框架，所述的主梁与斜撑杆的支点位置表达式为c(f-c)＝a(f-a)+2a(f-c)，其中a为框架在支点O外侧的作用点到支点O的距离，c为框架沿主架方向的中线长度，f为主梁的计算长度。本发明降低了悬臂端的刚度，提高塔身在靠近建筑物一侧两主支对主梁的作用力，使塔身对主梁作用重心内移，减少支撑结构对建筑物产生的水平载荷。
文档编号B66C23/20GK102079489SQ201110032800
公开日2011年6月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者刘波, 李伟, 李斌, 雷利 申请人:沈阳建筑大学