本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域中的大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，具體講是一種施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置及利用該輔助裝置來安裝主桁架的方法。

背景技術(shù)：

在大型場館如體育館頂部經(jīng)常會用到一種大跨度(一般指跨度超過30m)桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂，施工該屋頂時，很關(guān)鍵的一個步驟是關(guān)于大跨度主桁架的安裝固定。上述安裝過程會利用到場館兩個混凝土側(cè)墻內(nèi)表面上預埋固定好的鋼牛腿，其具體過程為，先在兩個側(cè)墻的鋼牛腿上各固定一根臨時的工字鋼軌道，然后在每根軌道上放兩個小車，而主桁架四角上設(shè)有四個支腿，將一個主桁架的四角的四個支腿分別擱在兩根軌道的四個小車上，即主桁架的左前支腿和左后支腿擱在左側(cè)軌道的兩個小車上，右前支腿和右后支腿擱在右側(cè)軌道的兩個小車上；再驅(qū)動四個小車前進，使得該主桁架的四角達到對應的四個鋼牛腿上方；工人站在吊籃上用手拉葫蘆將主桁架從四角吊起，再回退四個小車，并拆掉位于主桁架下方的一段軌道，隨后用手拉葫蘆下放主桁架使得主桁架的四個支腿分別擱置在對應的四個鋼牛腿上，最后將每個支腿與鋼牛腿固定；這就完成了一個主桁架的安裝固定，而剩下的其它主桁架也按照上述方式進行安裝固定。

本申請涉及的第一個內(nèi)容是用手拉葫蘆下放主桁架的問題，具體的說，下放主桁架使主桁架支腿擱置在鋼牛腿的過程中，為了防止手拉葫蘆忽然松脫造成主桁架及支腿迅猛砸下?lián)p毀鋼牛腿，故在吊起主桁架之后、拆掉軌道之前，工人站在鋼牛腿上向每個鋼牛腿與主桁架每個支腿之間鋪設(shè)多塊墊板作為臨時支撐，頂層墊板與小車頂面平齊，與支腿的間距不超過1cm，隨后倒回小車并拆掉位于主桁架下方的軌道段，然后逐塊抽出墊板，每抽出一塊墊板用手拉葫蘆將支腿下放一個墊板的高度，再繼續(xù)抽下一塊墊板然后又下放一個墊板高度，以此往復，且主桁架下放過程中支腿與最上層墊板始終保持微小間距，直到全部墊板被抽出，最后將主桁架支腿直接擱置在鋼牛腿上。鋪設(shè)墊板并邊抽邊下放主桁架的好處是，使得主桁架的支腿與最上層墊板的距離始終保持在1cm內(nèi)，這樣即便手拉葫蘆忽然松脫，1cm左右的下降距離造成的沖量不會砸壞鋼牛腿，但上述操作存在一個最大的弊端，即抽墊板的過程均是由工人手動操作的，一旦主桁架砸下，還是存在砸傷人手、甚至造成更嚴重人身傷害的安全隱患。

本申請涉及到的第二個內(nèi)容是，主桁架被吊起且小車退回后，如何拆卸位于主桁架下方的一段軌道的問題。現(xiàn)有技術(shù)的拆卸是工人站在吊籃上完成的，而吊籃空間小、不穩(wěn)定、易晃動，所以工人懸空操作時，只會采取最簡單粗暴的方式，即氣割將這段軌道切割掉。這就造成了巨大的浪費，每次施工完成后，一根完整的臨時工字鋼軌道被切割成若干段廢料，浪費嚴重，而且工人在吊籃上進行氣割操作、環(huán)境惡劣、不安全，甚至存在起火、墜落等安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是，提供一種能實現(xiàn)墊板自動抽取從而避免主桁架松脫砸傷人進而杜絕安全隱患的施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置。

本發(fā)明的一個技術(shù)解決方案是，提供一種施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置，它包括四組用于抽取墊板的機械手，每組機械手包括固定板、豎向氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸和橫向氣缸；固定板可拆式連接在主桁架的一個支腿上，豎向氣缸的缸體固定在固定板上，豎向氣缸的活塞桿與旋轉(zhuǎn)氣缸的固定部固定，旋轉(zhuǎn)氣缸的旋轉(zhuǎn)部與橫向氣缸的缸體固定，橫向氣缸的活塞桿上固定有用于夾持墊板的夾具。

本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是，提供一種能實現(xiàn)墊板自動抽取從而避免主桁架松脫砸傷人進而杜絕安全隱患的利用上述輔助裝置來安裝主桁架的方法。

本發(fā)明的另一個技術(shù)解決方案是，提供一種利用上述輔助裝置來安裝主桁架的方法，其步驟包括：

a、在兩個側(cè)墻的各個鋼牛腿上各自臨時固定一根工字鋼軌道；

b、工人站在操作平臺上向每根軌道上放兩個小車，再用塔吊將一個主桁架的四角的四個支腿分別擱在兩根軌道的四個小車上，然后將每組機械手的固定板的電磁豎向凸條插入對應支腿的豎向槽并通電，使得電磁豎向凸條與支腿連接牢固；

c、驅(qū)動四個小車同步前進，使得該主桁架的四角達到對應的四個鋼牛腿上方；

d、四組工人站在吊籃上用四個手拉葫蘆將主桁架從四角吊起使得主桁架的每個支腿與對應小車頂面產(chǎn)生間隙，且向每個鋼牛腿與每個支腿之間鋪設(shè)多層墊板作為臨時支撐，頂層墊板與小車頂面平齊；

e、再回退四個小車，并拆掉位于主桁架下方的軌道段；

f、同步驅(qū)動四組機械手將四個對應鋼牛腿的最上層墊板抽走，再用四組手拉葫蘆將四個支腿同步下放一層墊板的高度；然后再利用四組機械手同步抽走下一層墊板，接著用四組手拉葫蘆將四個支腿繼續(xù)下放一層墊板的高度；如此往復，直至全部墊板都被抽走、主桁架的四個支腿分別擱置在對應的四個鋼牛腿上；

g、將每個支腿與對應的鋼牛腿固定，且將四組機械手的電磁豎向凸條斷電，最后由工人站在吊籃上順著支腿的豎向槽將電磁豎向凸條抽出，以拆下機械手。

本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置及利用上述輔助裝置來安裝主桁架的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：

首先，該輔助裝置實現(xiàn)了自動化抽取墊板的動作，完全替代了人工操作，從而避免主桁架松脫砸傷人、甚至引發(fā)更嚴重人身傷害的狀況，杜絕了安全隱患；而且，每個支腿上設(shè)有上端開口下端封閉的豎向槽，固定板一側(cè)設(shè)有電磁豎向凸條，電磁豎向凸條插入豎向槽內(nèi)；這樣，上述機械手臂的安裝過程只需要站在軌道后方的操作平臺上的工人將固定板與支腿插接并通電吸附，就能順著小車自動移動就位，固定式的操作平臺作業(yè)環(huán)境好，安全穩(wěn)定，安裝操作的過程也簡單方便，機械手臂通電吸附后與主桁架的固定效果也牢固；再次，機械手臂的拆卸過程也快捷方便，只需斷電后從豎向槽上開口抽出即可。

作為改進，夾具包括固定在橫向氣缸活塞桿上的固定臂，固定臂設(shè)有與其垂直的滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的滑塊上設(shè)有移動臂；這樣，只需要驅(qū)動滾珠絲杠副的電動機，就能有效穩(wěn)定的開合夾具，其夾持墊板的過程方便可靠。

該輔助裝置還包括設(shè)置在建筑物的兩個混凝土側(cè)墻上的兩組軌道拆除裝置，每組軌道拆除裝置包括與混凝土側(cè)墻上的鋼牛腿一一對應的滾輪和固定在混凝土側(cè)墻上的操作平臺；每個滾輪安裝在對應的鋼牛腿上，臨時軌道由多個軌道段螺接而成，軌道擱置在滾輪上，操作平臺位于軌道的后端，每個鋼牛腿上還設(shè)有用于防止軌道滑動的鎖緊裝置。

步驟a中的臨時固定是指，用鋼牛腿上的鎖緊裝置將軌道與各個鋼牛腿鎖死，避免小車在軌道上搬運主桁架時軌道發(fā)生沿長度方向的滑動；

步驟e中的主桁架下方的軌道段的拆卸是指，松脫鎖緊裝置，并將軌道向后抽一個軌道段的長度，使得軌道前端到達下一組鋼牛腿的位置，然后由站在操作平臺上的工人將最后一個軌道段的螺絲拆下，最后用塔吊將拆掉的軌道段吊運回地面。

上述的技術(shù)方案創(chuàng)造性地將軌道與鋼牛腿的連接設(shè)置成活動式的，用鋼牛腿上的滾輪使得軌道能很方便的被抽出，使得工人能站在固定式的平臺上作業(yè)，將軌道逐段抽出，并逐段拆掉，相比現(xiàn)有技術(shù)高空懸吊、不斷晃動、空間窄小的吊籃，本申請的固定式的操作平臺空間大、平穩(wěn)安全，工人能站在固定平臺上安心踏實的將軌道的螺釘一一拆掉。這樣，整個操作過程方便、安全、快捷，不用氣割自然沒有起火隱患，也無需擔心從吊籃意外墜落。而且，當小車在軌道上搬運桁架時，鎖緊裝置能牢固固定軌道，避免其滑動錯位，確保小車在軌道上運行穩(wěn)定。況且，拆掉的各個軌道段在往后的施工中又能重新螺接成一根完整軌道，循環(huán)使用，有效避免了浪費，節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置的局部正視放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置的軌道鎖緊裝置的側(cè)視放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖1中a部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置的機械手的固定板的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置的機械手的夾具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示1、混凝土側(cè)墻，2、鋼牛腿，3、滾輪，4、軌道，4.1、軌道段，5、操作平臺，6、夾持板，7、安裝板，8、電磁鐵，9、導向桿，10、壓簧，11、磁性壓片，12、主桁架，12.1、支腿，13、小車，14、墊板，15、固定板，16、豎向氣缸，17、旋轉(zhuǎn)氣缸，18、橫向氣缸，19、固定臂，20、移動臂，21、豎向槽，22、電磁豎向凸條，23、電動機，24、導向條，25、絲杠。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明施工大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)屋頂時用來安裝主桁架的輔助裝置，它包括四組用于抽取墊板14的機械手，每組機械手包括固定板15、豎向氣缸16、旋轉(zhuǎn)氣缸17和橫向氣缸18。

固定板15可拆式連接在主桁架12的一個支腿12.1上，每個支腿12.1上設(shè)有上端開口下端封閉的豎向槽21，固定板15一側(cè)設(shè)有電磁豎向凸條22，電磁豎向凸條22插入豎向槽21內(nèi)，且需要將機械手與主桁架12的支腿12.1固定時，對電磁豎向凸條22通電使其吸附住支腿12.1。

豎向氣缸16的缸體固定在固定板15上，豎向氣缸16的活塞桿與旋轉(zhuǎn)氣缸17的固定部固定，旋轉(zhuǎn)氣缸17的旋轉(zhuǎn)部與橫向氣缸18的缸體固定，橫向氣缸18的活塞桿上固定有用于夾持墊板14的夾具。

夾具包括固定在橫向氣缸18活塞桿上的固定臂19，固定臂19設(shè)有與固定臂19垂直的滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的滑塊上設(shè)有移動臂20。更具體的說，固定臂19與移動臂20平行，固定臂19上固定有電動機23，固定臂19上還固定有與固定臂19垂直的導向條24，電動機23的輸出軸固定有一根與導向條24平行的絲杠25，移動臂20與滑塊一體，滑塊的螺紋孔與絲杠25旋合而滑塊的導向孔與導向條24滑動套合。電動機23帶動絲杠25轉(zhuǎn)動，進而使得滑塊帶動移動臂20沿導向條24方向平移，從而夾緊或放松墊板14。

該輔助裝置還包括設(shè)置在建筑物的兩個混凝土側(cè)墻1上的兩組軌道拆除裝置。每組軌道拆除裝置包括與混凝土側(cè)墻1上的鋼牛腿2一一對應的滾輪3和固定在混凝土側(cè)墻1上的操作平臺5。

每個滾輪3安裝在對應的鋼牛腿2上，每個鋼牛腿2上設(shè)有用于防止軌道4沿寬度方向滑動的兩個夾持板6，軌道4位于兩夾持板6之間，滾輪3的軸就安裝在兩夾持板6上。臨時軌道4由多個軌道段4.1螺接而成，軌道4擱置在位于同一個混凝土側(cè)墻1的全部鋼牛腿2的滾輪3上。

每個鋼牛腿2上還設(shè)有用于防止軌道4滑動的鎖緊裝置。具體的說，每個鋼牛腿2上固定有一塊水平向安裝板7，安裝板7下表面固定一電磁鐵8，電磁鐵8下端固定一豎向?qū)驐U9，導向桿9上套合有壓簧10，導向桿9滑動套合有一個用于壓緊滾輪3的磁性壓片11。本實施例中，每個安裝板7就固定在每個鋼牛腿2的兩塊夾持板6中的一塊上。這樣，通電時，電磁鐵8吸附壓片11抬升，脫離軌道4，確保軌道4在各個滾輪3上順利滑動，而斷電時，壓簧10復位，將壓片11及軌道4壓緊在滾輪3上，使得軌道4鎖死，確保小車13在軌道4上運行穩(wěn)定。

操作平臺5位于軌道4的后端。本實施例中的操作平臺5是鋼管扣件落地式腳手架，但也可以將操作平臺5設(shè)置成懸挑式，直接懸挑固定在混凝土側(cè)墻1上。這樣，可以避免從地面直接搭設(shè)鋼管扣件的腳手架式操作平臺5，大幅度的節(jié)省了鋼管和扣件的耗材量，也省略了從地面向上搭設(shè)時的勞動強度。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，利用本發(fā)明的輔助裝置來安裝主桁架的方法，其步驟如下。

a、在兩個側(cè)墻的各個鋼牛腿2上各自臨時固定一根工字鋼軌道4。

步驟a中的臨時固定是指，用鋼牛腿2上的鎖緊裝置將軌道4與各個鋼牛腿2鎖死，避免小車13在軌道4上搬運主桁架12時軌道4發(fā)生沿長度方向的滑動；更具體的說是電磁鐵8斷電，壓簧10復位，將壓片11及軌道4壓緊在滾輪3上，使得軌道4鎖死。

b、工人站在操作平臺5上向每根軌道4上放兩個小車13，再用塔吊將一個主桁架12的四角的四個支腿12.1分別擱在兩根軌道4的四個小車13上，然后將每組機械手的固定板15的電磁豎向凸條22插入對應支腿12.1的豎向槽21并通電，使得電磁豎向凸條22與支腿12.1連接牢固。

c、驅(qū)動四個小車13同步前進，使得該主桁架12的四角達到對應的四個鋼牛腿2上方。

d、四組工人站在吊籃上用四個手拉葫蘆將主桁架12從四角吊起，使得主桁架12四角的每個支腿12.1與對應小車13頂面產(chǎn)生間隙如1cm，且向每個鋼牛腿2與每個支腿12.1之間鋪設(shè)多層墊板14作為臨時性防御支撐，用于防止主桁架12意外掉落；而頂層墊板14與小車13頂面平齊，即頂層墊板14與支腿12.1的間距也是1cm。

e、再回退四個小車13，并拆掉位于主桁架12下方的軌道段4.1。

步驟e中的主桁架12下方的軌道段4.1的拆卸是指，松脫鎖緊裝置，即對電磁鐵8通電，使電磁鐵8吸附壓片11抬升，脫離軌道4。

再將軌道4向后抽一個軌道段4.1的長度，使得軌道4前端到達下一組鋼牛腿2的位置，然后由站在操作平臺5上的工人將最后一個軌道段4.1的螺絲拆下，最后用塔吊將拆掉的軌道段4.1吊運回地面。

該步驟中，位于同一混凝土側(cè)墻1上彼此靠攏、用于擱置同一個主桁架12的兩個鋼牛腿2為一組，而一個軌道段4.1的長度就等于第一組的前面的一個鋼牛腿12到第二組的前面的一個鋼牛腿12的距離。

f、同步驅(qū)動四組機械手將四個對應鋼牛腿2的最上層墊板14抽走，再用四組手拉葫蘆將四個支腿12.1同步下放一層墊板14的高度；然后再利用四組機械手同步抽走下一層墊板14，接著用四組手拉葫蘆將四個支腿12.1繼續(xù)下放一層墊板14的高度；如此往復，直至全部墊板14都被抽走、主桁架12的四個支腿12.1分別擱置在對應的四個鋼牛腿2上。

該步驟中，利用機械手抽走墊板14的具體過程為，豎向氣缸16調(diào)節(jié)夾具的高度，使得夾具與目標墊板14平齊，而橫向氣缸18使得夾具前進到目標墊板14周圍，夾具夾緊墊板14后，橫向氣缸18回退一個墊板14的長度，然后旋轉(zhuǎn)氣缸17帶動夾具轉(zhuǎn)動，使得夾具旋轉(zhuǎn)出鋼牛腿12的上方，松開夾具使得墊板14下落到網(wǎng)兜中；隨后旋轉(zhuǎn)氣缸17復位，豎向氣缸16再次調(diào)節(jié)高度使得夾具與下一層的墊板14對齊。

g、將每個支腿12.1與對應的鋼牛腿2固定，且將四組機械手的電磁豎向凸條22斷電，最后由工人站在吊籃上順著支腿12.1的豎向槽21將電磁豎向凸條22抽出，以拆下機械手。

這就完成了一個主桁架12的安裝固定，而剩下的其它主桁架12也按照上述方式進行安裝固定。