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装配式建筑吊运平台高效吊装技术研究

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2021-12-08    作者:admin
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针对使用传统吊运型式的施工装备在装配式建筑施工中存在的自动化程度低、就位精度低、施工效率低、劳动强度高等突出问题,提出装配式建筑现场施工自动化吊运技术与装备,实现施工现场构件高效吊运。

1 研究背景

建筑装配化是实现建筑产业现代化的重要途径 , 装配式建筑已成为我国建筑业未来的重要发展方向。预制构件的..、高效、安全吊运是装配式建筑现场施工的关键难题之一。相比现浇结构建筑,装配式建筑需要吊运的物料(预制构件、部品部件)体型与重量更大,采用塔机进行预制构件吊运,存在吊运载重量小、吊运效率低、安全保障困难、自动化程度低、劳动强度高等问题。

传统施工现场建筑施工设备负责将物料从 A点搬运到B点,对B点放置位置..度没有要求,而装配式预制构件在吊装就位则要求..,构件的安装质量一般都需要控制在毫米级别,如板的吊装每块吊装就位后的误差不得大于 2mm,累计误差不得大于 5mm 等。为了保证施工的高效运行,这就需要吊装设备就位..且平稳。本文提出的装配式建筑现场施工自动化吊运技术与装备(图 1),可实现装配式建筑施工现代化,提升装配式建筑高效安全施工性能。

装配式吊运平台为大型钢结构体如图 1 所示,主要由平台立柱、吊载平台、吊装装置及游动小车组成;通过若干对称平台立柱布置,实现高度方向的布置;吊装平台安装在平台立柱上端,有上下两层框架构成,下层框架起水平面支持作用,上层框架为吊载装置移动轨道;吊装装置、游动小车及其吊具可实现 3 个方向的移动,从而满足预制构件的空间吊运。

以建筑工业化比重较大的住宅产业化的施工工艺流程为例,其工艺流程如下(图 2)。

从图 2 工艺流程中可以看出,现场施工设备是装配式建筑施工至关重要的一个环节,施工设备性能的高低将是影响装配式建筑安装施工的关键因素。适应装配式建筑工况的高效、安全的施工设备,对于装配式建筑施工显得尤为重要。图3 为预制构件安装步骤示意图。

2 吊载速度适匹配技术

由于吊运平台在施工工程中具有不同的工况特征,因此针对不同的施工特点进行相应的控制,可决定吊装平台的施工效率。其中吊装平台吊具升降调速性能决定着整机工作效率。在这个施工过程中,吊运平台将面对空载运行、轻载运行及重载运行等不同工况。如何使吊装平台提升机构实现吊载荷运行速度.优匹配,将直接影响吊装平台施工工作效率。

吊运平台设计的.大吊载能力为 16t,.大施工高度为 60m,吊装平台吊具提升速度分别设置为 5m/min、16m/min、45m/min、75m/min、100m/min 五个档位。根据提升机构的性能结合吊装平台的结构特点,为了提高塔机工作效率,将吊载与速度进行.优适配。控制策略如下。

1)吊载重量在.大吊载 80% 以上时为重载工况,控制低速运行。

2)吊载重量在.大吊载 40%~80% 之间时为中度载荷工况,控制中速运行。

3)吊载重量在.大吊载 40% 以下时为轻载工况,此工况和空载一样设置为高速运行。

吊载W与吊具提升速度V的关系如图 4所示。为了保证吊运装置加速和减速平稳,避免由于突然启动、制动引起的电流冲击和机械冲击,结合实际情况及经验数据,可得出吊具提升高度 H 与提升速度 V 之间的关系如图 5 所示。

3 微动控制技术

当预制构件吊装到安装位置时,构件如何快速就位是影响安装效率的重要因素。影响就位的关键因素有 x、y、z 三个方向的位移量,平面 x、 y 两个方向的位移量既可通过吊装装置水平移动实现,也可通过安装人员扶正。而 z 方向的位移量只能通过起升或下降来实现,目前提升的控制方式主要采取变频控制,.小步距为超过 10cm。图 6 为预制构件安装流程。

预制构件在进行钢筋对位安装环节,由于对位钢筋头数较多、制作误差,同时构件重量较大,因此正常的起降速度很难满足构件钢筋的准确对位,往往需要安装人员反复多次调整构件的位姿才能安装就位。这种施工方式极大的影响预制构件的安装效率。图 7 为预制柱安装现场图。

3.1 目前技术

采用全变频的控制方式,控制起升.低步距为 10cm。

3.2 实现目标

设计微动控制,让电机在低于 1Hz 状态下缓慢旋转,实现起升.低步距为 1cm,从而实现..就位。

3.3 微动工作原理

1)正常吊装时使用“正常操作状态”,操作控制“正常工作挡位”,实现正常吊装作业,如图8 中安装状态 1。

2)当构件吊装到安装位置上方,需要微动就位时,如图 8 中安装状态 2,点动微动按钮进入“微动状态”,控制微动挡位,实现起升.小步距1cm,可以实现构件与对接钢筋..对位,可减少构件对接时反复调试过程,提高了构件施工效率。

4 结语

提升机构是吊运平台.重要的传动机构,为了适应施工的要求,提升设备的工作效率,提升机构的工作速度应该是可变的,在轻载或空载下降及起升高度较大时,应具有较高的起升速度。在预制构件安装节点,采用微动控制技术,可减少构件对接时反复调试过程,提高了构件施工效率。

来源:建筑机械化




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