一种超高层施工防护作业平台系统及施工方法与流程

本发明涉及一种超高层施工防护作业平台系统及施工方法，属于建筑施工中爬升设备技术领域。

背景技术：

在高层和超高层的施工过程中，结构外围需要进行防护，并需要配备必要的施工作业平台。近年来，在部分高层和超高层的施工中，使用了从国外引进的液压保护屏系统作为外防护。其原理为，液压保护屏系统附着在已浇筑的墙、梁或者楼板上，以液压为动力，以带梯档的工字钢或双槽钢为导轨，液压油缸一端支撑在附墙或附板装置上，另一端通过顶升装置和导轨配合，液压油缸伸长使导轨上升，油缸收缩时导轨不动，从而实现导轨和架体的自动爬升。

然而，目前市场上的防护作业平台系统结构复杂，尤其是顶升装置结构复杂，与导轨、附墙装置的连接及爬升操作不便、安全性差，尤其是在结构外形变化有倾斜上升变化时，使用受限。

技术实现要素：

针对现有技术中高层、超高层施工作业平台中存在的上述问题，本发明提供了一种超高层施工防护作业平台系统及施工方法。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种超高层施工防护作业平台系统，包括附墙装置、液压油缸、顶升装置、导轨和架体；

所述导轨的横断面为工字型，导轨朝向建筑结构的翼缘板上间隔设置有若干开口朝下的导轨挂钩；所述架体固定在导轨上；

所述附墙装置一端固定在建筑结构上，另一端设置有支撑装置，支撑装置伸出建筑结构；

所述支撑装置顶部设置有油缸销轴一，顶升装置底部设置有油缸销轴二，液压油缸的底部与油缸销轴一铰接，液压油缸的顶部与油缸销轴二铰接；

其中，所述支撑装置和顶升装置均还包括：

两个平行间隔设置的侧板和设置在侧板之间的连接板，侧板和连接板形成一体结构；所述侧板上设置有销轴孔，用于设置油缸销轴一或油缸销轴二；所述侧板上还设置有弧形孔，弧形孔的圆心位置设置圆孔，圆孔中设置有承重轴销轴；

承重摆轴组件，包括承重轴，所述承重轴的两端分别位于两个侧板的弧形孔中，承重轴能够以承重轴销轴为中心在弧形孔中滑动；所述承重轴在自重作用下位于弧形孔的底部，承重轴用以支撑导轨挂钩；

导轨限位组件，包括两个限位板，两个限位板分别设置在两个侧板外侧；两个限位板上对应设置有用于卡扣导轨的槽口；所述支撑装置和顶升装置通过导轨限位组件卡扣在导轨朝向建筑结构一侧的翼缘板上且可沿导轨上下滑动。

进一步，所述导轨限位组件还包括限位套杆和锁紧插销；

限位套杆包括一个纵向切削面的圆柱体或圆筒，限位套杆上设置有若干定位孔，定位孔的轴线平行于限位套杆切削面；限位套杆的一端垂直固定在侧板外侧，另一端设置有套杆端板，限位板为u形弯折板，在限位板的弯折部设置有限位连接板，限位套杆位于限位板的u形弯折部，限位连接板与限位套杆的切削面相匹配，阻挡限位套杆转动；在限位连接板与套杆端板之间的限位套杆上设置有第一弹簧；

所述锁紧插销插入定位孔中，将限位板固定在限位套杆上，使导轨限位组件通过槽口卡扣在导轨翼缘板上。

进一步，锁紧插销为u形杆，限位板上设置有插销孔一和插销孔二；

插销孔一的位置与限位套杆上的定位孔的位置相匹配；

u形杆包括长杆、短杆，以及连接长杆和短杆的弯折部；短杆插入插销孔一中；长杆插入插销孔二中；

长杆上设置有挡圈，所述挡圈位于限位板的u形结构内，在挡圈与限位板之间的长杆上设置有第二弹簧。

进一步，顶升装置的导轨限位组件还包括限位竖板，限位竖板设置于限位板的端部的槽口处。

进一步，支撑装置的导轨限位组件还包括限位弧板，限位弧板设置于限位板的端部的槽口处。

进一步，顶升装置的承重轴销轴和油缸销轴二为同一销轴。

进一步，附墙装置包括附着底座、伸缩梁、调节装置和楔形板，附着底座将伸缩梁固定在楼层板上或结构梁上；伸缩梁的伸缩部位设置有长条孔，通过调节装置将伸缩梁调节至适合长度后，通过楔形板固定。

进一步，所述附墙装置还包括安全插销，所述安全插销为u形，自由端插入附墙装置中，弯折部从油缸销轴一下方伸出，所述安全插销用以阻挡承重轴向上滑动。

进一步，架体包括平台横梁、可调斜撑、平台纵梁和平台板；

可调斜撑一端与平台横梁的一端铰接，另一端与导轨铰接，平台横梁的另一端也与导轨铰接；

平台纵梁设置于平台横梁上，且与平台横梁之间通过平台梁转换件连接；平台梁转换件包括上连接座、下连接座和转换件销轴，下连接座固定在平台横梁上，上连接座固定在平台纵梁底部，上连接座与下连接座通过转换件销轴铰接；

平台板铺设在平台纵梁上。

相应地，本发明还提供了一种所述的超高层施工防护作业平台系统的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：

步骤一、在地面完成导轨的拼接组装；在已建楼层的建筑结构上安装附墙支座；将导轨吊起，通过导轨挂钩将导轨悬挂在支撑装置的承重轴上；使支撑装置和顶升装置的导轨限位组件卡扣在导轨朝向建筑结构一侧的翼缘板上；将液压油缸的底部、顶部分别与支撑装置的油缸销轴一、顶升装置的油缸销轴二铰接；

步骤二、在架体需要向上爬升时，操作如下，

a.控制液压油缸伸缸操作，顶升装置的承重轴顶撑在导轨挂钩上，带动导轨向上移动；

b.支撑装置的承重轴与导轨挂钩脱离，在导轨向上移动至支撑装置下方的导轨挂钩顶在支撑装置的承重轴上时，支撑装置的承重轴向上滑动，不阻碍导轨向上移动；

c.液压油缸达到最大伸缸行程后进行缩缸操作，导轨挂钩悬挂在支撑装置的承重轴上；导轨静止不动，顶升装置的承重轴与导轨挂钩脱离，液压油缸达到最小伸缩行程；

d.重复步骤a至c，使架体爬升至需要的高度。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)通过在导轨上设置带有开口向下的导轨挂钩，并在液压油缸两端铰接支撑装置和顶升装置，支撑装置和顶升装置均包括可以沿弧形孔滑动的承重轴，承重轴可用于支撑导轨挂钩，又能在导轨爬升时，在下方的导轨挂钩的顶推作用下沿弧形孔向上滑动至不阻碍导轨爬升的位置，从而可实现导轨顺利爬升，使架体的平台板处于适合的高度，方便施工；因此，所述超高层施工防护作业平台系统具有爬升平顺、安全可靠、适应性强等优点。

(2)通过附墙支座的伸缩梁可调整支撑装置伸出建筑结构的距离，使导轨倾斜设置，并可实现导轨倾斜爬升；通过将可调斜撑分别与导轨和平台横梁铰接，平台横梁和导轨铰接，平台横梁与平台纵梁之间通过平台梁转换件铰接，从而实现架体垂直度调整，在导轨倾斜状态时仍能保持平台板处于水平状态，提高架体的安全性。

附图说明

图1为本发明中的超高层施工防护作业平台系统的结构示意图；

图2为本发明中的附墙装置、支撑装置、液压油缸、顶升装置、导轨之间的位置关系图；

图3为附墙装置、支撑装置的结构示意图；

图4为附墙装置、支撑装置的主视图；

图5为支撑装置的结构示意图；

图6为顶升装置的结构示意图；

图7为顶升装置的俯视图；

图8为承重摆轴组件的结构示意图；

图9为导轨限位组件的结构示意图；

图10为导轨限位组件的主视图；

图11为限位套杆的结构示意图；

图12为架体的结构示意图；

图13为平台梁转换件的结构示意图；

图14为翻板挂钩的结构示意图；

图15为超高层施工防护作业平台系统倾斜爬升示意图。

图中标号如下：

1-建筑结构；2-附墙装置；3-支撑装置；4-液压油缸；5-顶升装置；6-导轨；7-架体；

21-附着底座；22-伸缩梁；23-调节装置；24-楔形板；25-安全插销；

31-侧板；32-连接板；33-油缸销轴一；34-承重摆轴组件；35-承重轴销轴；36-导轨限位组件；361-限位弧板；

51-侧板；52-连接板；53-油缸销轴二；54-承重摆轴组件；541-承重轴；542-摆轴支撑板；543-摆轴连接板；55-导轨限位组件；551-限位板；551a-槽口；551b-限位连接板；552-限位套杆；552a-定位孔；552b-切削面；552c-套杆端板；553-第一弹簧；554-锁紧插销；554a-挡圈；554b-第二弹簧；555-限位竖板；

61-导轨挂钩；

71-平台横梁；72-支座；73-可调斜撑；74-平台纵梁；75-平台梁转换件；751-上连接座；752-下连接座；753-转换件销轴；76-平台板；77-平台翻板；78-翻板挂钩。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种超高层施工防护作业平台系统及施工方法作进一步详细说明。结合下面说明，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。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的一种超高层施工防护作业平台系统，包括附墙装置2、液压油缸4、顶升装置5、导轨6和架体7。

结合图1和图2所示，导轨6的横断面为工字型，导轨6朝向建筑结构1的翼缘板上间隔设置有若干开口朝下的导轨挂钩61。导轨6可包括若干导轨标准节，通过拼接板拼接固定。所述架体7固定在导轨6上。

如图2所示，所述附墙装置2一端固定在建筑结构1上，另一端设置有支撑装置3，支撑装置3伸出建筑结构1，建筑结构1为结构梁或楼层板。作为举例，如图3和图4所示，附墙装置2包括附着底座21、伸缩梁22、调节装置23和楔形板24，附着底座将伸缩梁固定在楼层板上或结构梁上，通过调节装置调节伸缩梁至适合长度后，通过楔形板固定，支撑装置3设置于伸缩梁的端部并与伸缩梁固定连接，支撑装置3和伸缩梁之间可以焊接固定或可拆卸设置，当支撑装置3和伸缩梁之间一体设置时，支撑装置3可以作为附墙装置2的一部分，当支撑装置3和伸缩梁之间拼接固定时，支撑装置3也可以作为与附墙装置2固定连接的独立部件。

结合图2、图5和图6所示，支撑装置3顶部设置有油缸销轴一33，顶升装置5底部设置有油缸销轴二53，液压油缸4的底部与油缸销轴一33铰接，液压油缸4的顶部与油缸销轴二53铰接，所述支撑装置3和顶升装置5卡扣在导轨6朝向建筑结构1一侧的翼缘板上且可沿导轨6上下滑动。支撑装置3和顶升装置5二者结构相似，下面以顶升装置5为例进行详细说明，对支撑装置3做补充介绍。

结合图6和图7所示，顶升装置5包括两个侧板51、连接板52、油缸销轴二53、承重摆轴组件54和导轨限位组件55。两个侧板51平行间隔设置，通过连接板52拼接为一体。侧板51底部设置有销轴孔，销轴孔中设置有油缸销轴二53，油缸销轴二53用以和液压油缸4的顶部铰接。两个侧板51上对应设置有弧形孔，弧形孔的圆心处设置有承重轴销轴，当然，图5和图6中，承重轴销轴和油缸销轴合二为一，因此仅显示油缸销轴二53。

结合图6至图8所示，承重摆轴组件54包括承重轴541，所述承重轴541的两端分别位于两个侧板51的弧形孔中，承重轴541能够以承重轴销轴(即油缸销轴二53)为中心在弧形孔中滑动；所述承重轴541在自重作用下位于弧形孔的底部，承重轴用以支撑导轨挂钩。具体地，承重摆轴组件包括1个承重轴541和两个摆轴支撑板542，两个摆轴支撑板542平行间隔设置，摆轴支撑板542一端与承重轴541刚性连接，另一端设置有连接孔，并通过连接孔套设在承重轴销轴(即油缸销轴二53)上，承重轴在导轨挂钩向上顶推作用下能够在弧形孔中绕中心杆向上滑动。结合图2至图8所示，导轨爬升状态包括液压油缸4伸缸和缩缸两个过程，在液压油缸4伸缸操作时，导轨挂钩61挂在顶升装置5的承重轴541上，液压油缸4推动顶升装置5向上移动，带动导轨6向上爬升，此时支撑装置3与导轨挂钩脱离，导轨上升至支撑装置3下方的导轨挂钩61向上顶推支撑装置3的承重轴时，支撑装置3的承重轴在弧形孔中滑动至上方，不妨碍导轨6爬升。在液压油缸4缩缸操作时，导轨挂钩挂在支撑装置3的承重轴上，顶升装置5向下移动，顶升装置5的承重轴541遇到导轨挂钩时，承重轴541在弧形孔中滑动至上方，不妨碍顶升装置5向下移动，使液压油缸4缩缸操作顺利完成。进一步，如图8所示，2个摆支撑板之间还设置有1个摆轴连接板543，用于增强承重摆轴组件54的整体稳定性。更进一步，如图3所示，附墙装置还包括安全插销25，所述安全插销25为u形，自由端插入附墙装置中，弯折部从支撑装置的油缸销轴一下方伸出，所述安全插销用以阻挡支撑装置的承重轴向上滑动，即在安全插销插入时，导轨挂钩限制在支撑装置的承重轴和安全插销之间，导轨将处于静止状态，无法爬升，从而提高超高层施工防护作业平台系统的安全性。

结合图6、图7、图9和图10所示，导轨限位组件55包括两个限位板551，两个限位板551分别设置在两个侧板51外侧；两个限位板551上对应设置有用于卡扣导轨6的槽口551a，顶升装置5通过导轨限位组件55卡扣在导轨6朝向建筑结构1一侧的翼缘板上且可沿导轨6上下滑动。优选的实施方式为，导轨限位组件55还包括限位套杆552和锁紧插销554。限位套杆552包括一个纵向切削面552b的圆柱体或圆筒，限位套杆552上设置有若干定位孔552a，定位孔552a的轴线平行于限位套杆切削面552b；限位套杆552的一端垂直固定在侧板51外侧，另一端设置有套杆端板552c，限位板551为u形弯折板，在限位板的弯折部设置有限位连接板551b，限位套杆552位于限位板551的u形弯折部，限位连接板551b与限位套杆的切削面552b相匹配，阻挡限位套杆552转动；在限位连接板551b与套杆端板552c之间的限位套杆552上设置有第一弹簧553。锁紧插销554插入定位孔552a中，将限位板551固定在限位套杆552上，使导轨限位组件55通过槽口卡扣在导轨6翼缘板上。即使锁紧插销从定位孔中拔出，在第一弹簧553的弹力作用力，限位板贴紧侧板，可以防止导轨6从槽口中滑出，避免出现安全事故。将锁紧插销554插入不同的定位孔中，可以调节两个限位板551的槽口的间距，从而适应导轨6翼缘板的宽度，也方便顶升装置5和支撑装置3安装及拆卸。

作为举例，结合图6、图7、图9和图10所示，锁紧插销554为u形杆，限位板551上设置有插销孔一和插销孔二，插销孔一的位置与限位套杆上的定位孔的位置相匹配。u形杆包括长杆、短杆，以及连接长杆和短杆的弯折部；短杆插入插销孔一中，长杆插入插销孔二中。长杆上设置有挡圈554a，所述挡圈554a位于限位板551的u形结构内，在挡圈与限位板之间的长杆上设置有第二弹簧554b。在第二弹簧554b弹力作用下，u形杆短杆插入插销孔一中并插入定位孔中；当需要移动限位板的位置时，向上拉起锁紧插销，使u形杆短杆从定位孔中拔出，使限位板恢复至可移动状态，然后将u形杆的短杆插入合适的工作孔中。第二弹簧554b可实现锁紧插销的长杆及短杆分别插入插销孔二、工作孔中，提高设备的安全性。

更优选的实施方式为，结合图6、图7和图9所示，顶升装置5的导轨限位组件55还包括限位竖板555，限位竖板555设置于u形限位板551的端部的槽口551a处。在导轨6上下移动过程中，通过限位竖板与导轨6翼缘板接触，可提高槽口的安全性。

下面结合图5对支撑装置3作补充说明。支撑装置3包括包括侧板31、连接板32、油缸销轴一33、承重摆轴组件34、承重轴销轴35和导轨限位组件36，其中，承重摆轴组件35和导轨限位组件36的具体结构可参照顶升装置5，此处不再赘述。需要说明的是，图5中标识出承重轴销轴35和油缸销轴二33位于侧板31上的位置。另外，支撑装置3的导轨限位组件36还包括限位弧板361，限位弧板361设置于限位板的端部的槽口处，限位弧板与顶升装置的限位竖板的不同之处在于：限位弧板可以使支撑装置适应导轨倾斜爬升，导轨倾斜爬升会在下文中介绍。

如图12所示，架体7包括平台横梁71、可调斜撑73、平台纵梁74和平台板76。可调斜撑73一端与平台横梁71的一端铰接，另一端与导轨6铰接，平台横梁的另一端也与导轨6铰接。具体可通过在导轨6的翼缘板上设置带耳板的支座72，实现导轨6与平台横梁71或可调斜撑73之间的铰接。平台纵梁74设置于平台横梁71上，且与平台横梁之间通过平台梁转换件75连接。平台板76铺设在平台纵梁74上，作为施工人员操作平台及行走通道。架体7还可以包括立杆、网片横杆、网片等常规的设置，此处不再赘述。如图13所示，平台梁转换件75包括上连接座751、下连接座752和转换件销轴753，下连接座固定在平台横梁上，上连接座固定在平台纵梁上，上连接座与下连接座通过转换件销轴铰接。正是由于设置可调斜撑，且可调斜撑分别与导轨和平台横梁铰接，平台横梁和导轨铰接，平台横梁与平台纵梁之间铰接，从而实现架体垂直度调整。进一步，如图12所示，在平台板76与建筑结构1之间设置有平台翻板77，在平台板与建筑结构之间形成通道；在导轨6爬升时，需要将平台翻板收起并固定好，更进一步，在导轨6上设置有翻板挂钩，翻板挂钩的结构可参见图14所示，翻板挂钩78一端与导轨6铰接，且铰接点位于平台翻板上方，翻板挂钩另一端设置的挂钩用于勾住平台翻板的端部，实现平台翻板临时固定。

综上所述，本发明提供的超高层施工防护作业平台系统，通过在导轨上设置带有开口向下的导轨挂钩，并使液压油缸两端分别与支撑装置和顶升装置铰接，且支撑装置和顶升装置均包括可以沿弧形孔滑动的承重轴，承重轴可用于支撑导轨挂钩，又能在导轨爬升时，在下方的导轨挂钩的顶推作用下沿弧形孔向上滑动至不阻碍导轨爬升的位置，从而可实现导轨顺利爬升，使架体的平台板处于适合的高度，方便施工；因此，所述超高层施工防护作业平台系统具有爬升平顺、安全可靠、适应性强等优点。

实施例二

本实施例提供了一种超高层施工防护作业平台系统的施工方法，下面将结合图1至图14对该施工方法作进一步说明。该施工方法包括如下步骤：

步骤一、完成超高层施工防护作业平台系统的组装。具体包括，在地面完成导轨6的拼接组装；在已建楼层的建筑结构1上安装附墙装置2；将导轨6吊起，通过导轨挂钩61将导轨6悬挂在支撑装置3的承重轴上；使支撑装置3和顶升装置5的导轨限位组件卡扣在导轨6朝向建筑结构1一侧的翼缘板上；将液压油缸4的底部、顶部分别与支撑装置3的油缸销轴一33、顶升装置5的油缸销轴二53铰接；

步骤二、在架体7需要向上爬升时，通过控制液压油缸4实现架体7爬升。具体操作如下，

a.控制液压油缸4伸缸操作，顶升装置5的承重轴顶撑在导轨挂钩61上，带动导轨6向上移动；

b.支撑装置3的承重轴与导轨挂钩脱离，在导轨6向上移动至支撑装置3下方的导轨挂钩61顶在支撑装置3的承重轴上时，支撑装置3的承重轴向上滑动，不阻碍导轨6向上移动；

c.液压油缸4达到最大伸缸行程后进行缩缸操作，导轨挂钩悬挂在支撑装置3的承重轴上；导轨6静止不动，顶升装置5的承重轴与导轨挂钩脱离，液压油缸4达到最小伸缩行程；

d.重复步骤a至c，使架体7爬升至需要的高度。

如图15所示，超高层施工防护作业平台系统可实现倾斜爬升，在倾斜爬升时，需要调整好附墙装置2伸缩梁的长度。无论导轨6是否倾斜，顶升装置5均可与导轨6卡扣连接，并不阻碍导轨6向上爬升。由于支撑装置3与附墙装置2的伸缩梁端部固定连接，因此，支撑装置3不能随导轨6倾斜，将支撑装置3的导轨限位组件上设置限位弧板，可适应导轨6倾斜状态。另外，正是由于可调斜撑分别与导轨和平台横梁铰接，平台横梁和导轨铰接，平台横梁与平台纵梁之间铰接，从而实现架体垂直度调整，使平台板在导轨倾斜状态时仍保持水平。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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