钢梁连接式平台的施工装置及施工方法 [0002] 大跨度（一般指跨度超过30m)钢梁框架连接式平台包括由多根相互平行的主梁 和多根相互平行且与主梁垂直的次梁连接固定而成的平台骨架，主梁和次梁顶面平齐；每 根主梁为完整的一根钢梁，其两端分别固定在已经浇筑好的周边混凝土结构上，具体的说， 周边混凝土结构是指已经浇筑好的混凝土侧墙、立柱或楼板，周边混凝土结构上预埋有钢 牛腿，主梁两端分别与两个钢牛腿焊接固定；每根次梁由位于同一直线上的多根次梁单元 构成，每根次梁最左侧的一个次梁单元的左端与周边混凝土结构的钢牛腿焊接固定且该次 梁单元的右端与最左侧的一根主梁焊接固定，每根次梁最右侧的一个次梁单元的右端与周 边混凝土结构的钢牛腿焊接固定且该次梁单元左端与最右侧的一根主梁焊接固定，每根次 梁除外侧的两根次梁单元外的其它次梁单元的两端均分别与两相邻的主梁焊接固定。在平 台骨架搭设好之后可以在平台骨架上铺设观光玻璃和混凝土花坛等结构，构成透明观光平 台或空中花园等。 [0003] 该钢梁连接式平台的一种应用是作为在大跨度建筑物如电影院、歌剧院、礼堂、体 育馆等的顶部结构，以实现顶部的透明、采光艺术效果；该顶部平台与地面或楼板面距离不 是特别远，故采用常规的施工装置，即在地面或楼板面上搭设满堂式脚手架，再在脚手架顶 部搭设施工平台，工人站在操作平台上，将吊运到位的主梁、次梁单元焊接固定，以搭设出 平台骨架。该现有技术的施工装置及施工方法存在以下缺陷：满堂式脚手架一次性投入的 钢管、扣件材料多、耗费大、施工成本高；而且搭建和拆除的工作量都很大、搭建、拆除耗时 久、施工周期长；况且该支架密集，占据了钢梁连接式平台下方的全部空间，使得下方的空 间长期无法利用；更何况该支架高度大，容易失稳，存在较大安全隐患。 [0004] 该钢梁连接式平台的另一种应用是在高层建筑物中镂空的天井中支设悬空的透 明观光平台。具体的说，现代化高层建筑设计中，在每一层楼板的相同位置设一个大型缺 口，该缺口一般为长方形，这样从下往上就形成了完全镂空的天井，而钢梁连接式平台的平 台骨架搭设在某层（一般为顶层）楼板上，在平台骨架上铺设透明玻璃并增设花坛绿化带 等，就形成了悬空敞亮的透明观光平台和空中花园，镂空形式的艺术效果感极强。该种应 用与第一种应用最大的区别是，钢梁连接式平台完全悬空，下方没有楼板，故不可能采用常 规的落地式满堂脚手架，而是从天井边缘的楼板上搭设悬挑式的脚手架并在脚手架上搭设 施工平台。其具体的施工方法为：先在周边混凝土结构如楼板上预埋钢牛腿，将主梁吊装 就位，在主梁两端分别焊接两块耳板，每块耳板的一半焊接在主梁的顶面而另外一半外凸 出主梁，将耳板的凸出部搁置在钢牛腿上，以实现主梁与主梁两端的钢牛腿的临时固定，然 后人站在施工平台上将主梁两端与两钢牛腿完全焊牢；然后将同一根次梁的各个次梁单元 的两端同样经耳板临时搭接在两相邻的主梁上或者一根主梁与周边混凝土结构的一个钢 牛腿上，再将次梁单元的两端与两相邻主梁或一根主梁与周边混凝土结构的一个钢牛腿焊 牢。 [0005] 该现有技术的施工装置及施工方法存在的最大的技术难题就是脚手架操作平台 的悬空搭设问题，工人需要在周边混凝土结构如楼板的承重立柱上搭设坚向支架，然后在 坚向支架上搭设向天井中央延伸的水平向悬挑钢管，再在水平向悬挑钢管上每隔一定距离 铺设水平向的与悬挑钢管垂直的短钢管，并在短钢管上搭设脚踏板，工人踩着脚踏板前进 到水平向悬挑钢管的最前端，再接长水平向悬挑钢管，继续向前铺设短钢管及脚踏板，如此 往复，工人就踩在脚踏板上进行焊接工序。由以上分析可知，搭设焊接施工用脚手架，其钢 管、扣件多，工作量大，安装和拆卸均费时费力，而且，最关键是该操作均是高空悬空作业， 实际操作难度巨大，施工速度慢、效率低而且存在很大的安全隐患。

[0006] 本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能节省钢管、扣件的耗费、降低施工成 本、降低劳动强度、操作方便快捷、缩短工期、不占用平台下方施工空间、杜绝安全隐患的钢 梁连接式平台的施工装置。
[0007] 本发明的一个技术解决方案是，提供一种钢梁连接式平台的施工装置，它包括一 个小车和位于小车两侧的两个操作轿筐，小车包括带滚轮的底盘和旋转部，旋转部下端固 定有转轴，转轴上固定有传动齿轮，旋转部经转轴可转动配合在底盘上，底盘上设有电动 机，电动机的输出轴的输出齿轮与传动齿轮哨合；两个操作轿筐分别与小车的旋转部的两 个侧面坚向滑配合，旋转部顶部固定两个卷扬机，每个卷扬机的拉绳与操作轿筐顶部固定； 小车底盘设有升降装置，升降装置的升降部固定有电磁铁。
[0008] 本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能节省钢管、扣件的耗费、降低施工 成本、降低劳动强度、操作方便快捷、缩短工期、不占用平台下方施工空间、杜绝安全隐患的 钢梁连接式平台的施工方法。
[0009] 本发明的另一个技术解决方案是，提供一种钢梁连接式平台的施工方法，其步骤 包括：
[0010] a、在周边混凝土结构的侧面预埋钢牛腿；
[0011] b、将一根主梁吊装就位，且经耳板将主梁两端临时搭接在周边混凝土结构的钢牛 腿上；
[0012] C、将小车移动到周边混凝土结构顶面，驱动电动机将小车的旋转部旋转90度，使 得小车和两个操作轿筐的连线与主梁的宽度平分线重合；
[0013] d、两个工人分别进入两侧的两个操作轿筐内，牵引小车沿着主梁的宽度平分线前 进，直至小车的旋转部完全从周边混凝土结构顶面移动到主梁后端的顶面上，下降小车底 部的电磁铁并将其通电，使得电磁铁与主梁顶部吸附固定，再驱动电动机将小车的旋转部 旋转90度，使得小车和两个操作轿筐的连线与主梁的宽度平分线垂直，此时，两个操作轿 筐不再位于主梁上方，逐步下降两个操作轿筐使得两个操作轿筐与小车最终变成品字形再 给电磁铁断电，并在下降过程中完成主梁的后端与周边混凝土结构的钢牛腿的焊接；
[0014] e、继续向前牵引小车，小车前进过程中，两个操作轿筐与小车的品字形结构始终 卡住主梁避免失稳，直至小车前进到主梁的前端；
[0015] f、下降电磁铁并通电，使电磁铁与主梁吸附固定，然后上升两个操作轿筐使得两 操作轿筐底面与小车底面平齐，并在上升过程中完成主梁的前端与周边混凝土结构的钢牛 腿的焊接；
[0016] g、驱动电动机将小车的旋转部旋转90度，使得小车和两个操作轿筐的连线与主 梁的宽度平分线重合，然后给电磁铁断电，再牵引小车沿着主梁的宽度平分线前进，直至小 车的旋转部从主梁前端完全移动到周边混凝土结构上，此时，一根主梁施工完毕；
[0017] h、重复步骤b?g，直至全部主梁与周边混凝土结构焊接施工完成；
[0018] i、将同一根次梁的各个次梁单元吊装就位，且利用耳板将各个次梁单元的两端临 时搭设在两相邻的主梁上或者一根主梁与周边混凝土结构的一个钢牛腿上，以构成一根完 整的次梁；
[0019] j、将小车移动到周边混凝土结构顶面且保持小车底面与两个操作轿筐底面平齐， 并使得小车和两个操作轿筐的连线与次梁的宽度平分线重合；
[0020] k、两个工人分别进入两侧的两个操作轿筐内，牵引小车沿着次梁的宽度平分线前 进，直至小车完全从周边混凝土结构顶面移动到次梁最后端的一个次梁单元的后端的顶面 上，下降小车底部的电磁铁并将其通电，使得电磁铁与次梁单元顶面吸附固定，再驱动电动 机将小车的旋转部旋转90度，使得小车和两个操作轿筐的连线与次梁的宽度平分线垂直， 此时两个操作轿筐不再位于次梁上方，逐步下降两个操作轿筐使得两个操作轿筐与小车最 终变成品字形再给电磁铁断电，并在下降过程中完成该次梁单元后端与周边混凝土结构的 钢牛腿的焊接；
[0021] 1、继续向前牵引小车，小车前进过程中，两个操作轿筐与小车的品字形结构始终 卡住次梁单元避免失稳，直至小车前进到次梁单元的前端，也就是该次梁单元前端与一根 主梁对接的节点处；
[0022] m、下降电磁铁并通电，使电磁铁与次梁单元吸附固定，然后上升两个操作轿筐使 得两操作轿筐底面与小车底面平齐，并在上升过程中完成次梁单元的前端与主梁的焊接；
[0023] η、驱动电动机将小车的旋转部旋转90度，使得小车和两个操作轿筐的连线与次 梁的宽度平分线重合，然后给电磁铁断电，再牵引小车沿着次梁的宽度平分线前进，小车的 旋转部从该次梁单元前端完全移动到主梁顶面上再从主梁顶面完全移动到下一根次梁单 元的后端的顶面上；
[0024] 〇、将小车底部的电磁铁通电使其与该次梁单元吸附固定，再驱动电动机将小车的 旋转部旋转90度，使得小车和两个操作轿筐的连线与次梁的宽度平分线垂直，此时两个操 作轿筐不再位于次梁上方，下降两个操作轿筐使得两操作轿筐与小车形成品字形，再给电 磁铁断电，并在下降操作轿筐过程中完成该次梁单元后端与主梁的焊接；
[0025] ρ、继续向前牵引小车，直至小车前进到该次梁单元的前端，也就是该次梁单元与 下一根主梁对接的节点处，下降电磁铁并通电，使电磁铁与次梁单元吸附固定，然后上升两 个操作轿筐使得两操作轿筐底面与小车底面平齐，并在上升操作轿筐过程中完成次梁单元 的前端与该主梁的焊接；
[0026] q、重复步骤η?ρ，直至该根次梁的最前端的一根次梁单元的焊接施工全部完成。
[0027] 本发明钢梁连接式平台的施工装置及施工方法与现有技术相比，具有以下优点和 效果：
[0028] 利用该施工装置的施工方法的实质是，利用小车在已经临时搭设好的主梁或次梁 上移动将工人移动到需要焊接的各个节点位置，而通过操作轿筐的升降，使得工人相对主 梁或次梁单元上下移动，使得工人很方便的将主梁或次梁单元的端头的上、下、左右四条焊 缝焊牢，本发明无需像现有技术一样搭设落地满堂脚手架或悬挑脚手架，省略了大量的钢 管和扣件，大幅度减少了耗材，降低了施工成本和施工劳动强度，施工速度快、缩短工期，而 且既不像满堂脚手架那样占用空间，也不像悬挑脚手架那样搭设危险复杂难操作，安全可 靠。而且本发明的技术方案，存在几大设计亮点：一是在主梁或次梁单元的正常段位，该施 工装置的小车、两操作轿筐呈品字形结构卡住主梁或次梁单元，使得前进过程平稳安全；二 是当小车到达了各个节点如次梁单元与主梁对接处或者次梁单元与周边混凝土结构对接 处又或者主梁与周边混凝土结构对接处时，品字形的施工装置无法通过，此时通过卷扬机 提升操作轿筐，使得操作轿筐与小车底面平齐以保证该施工装置能够顺利通过节点；三是 在操作轿筐逐步上升过程中，两侧的操作轿筐不再卡住主梁或次梁，有失稳隐患，此时，利 用电磁铁将小车牢固吸附在主梁或次梁上，以杜绝失稳隐患；四也是最重要的一点，在操作 轿筐完全上提后，小车需要移动以通过节点，此时小车两侧的两个操作轿筐又悬挑在主梁 或次梁单元的外端而小车底部的电磁铁显然无法在移动中与主梁或次梁保持固定，故此时 很容易失稳，而通过驱动电动机，转动小车的旋转部，进而使得小车两侧的两个操作轿筐旋 转到主梁或者次梁单元的上方而不再悬挑在主梁或次梁外侧，即小车和两个操作轿筐的连 线与次梁或主梁的宽度平分线重合，再牵引小车沿着次梁或主梁的宽度平分线前进，使得 小车平稳移动，彻底杜绝安全隐患。
[0029] 作为优选，小车旋转部的两个侧面设有坚向凸条，每个操作轿筐的内侧面设有与 坚向凸条滑配合的坚向导向槽，该结构既能保证操作轿筐和小车滑动灵活，又使得两者连 接可靠不易脱离。
[0030] 作为改进，每个操作轿筐底部安装有辅助轮，辅助轮的轮轴与小车和两个操作轿 筐的连线垂直，两操作轿筐底面与小车底面平齐时辅助轮底与滚轮底平齐，这样，当小车和 两个操作轿筐的连线与主梁或次梁重合时并前进时，辅助轮能更好的支撑前后两个操作轿 筐，使得两操作轿筐和小车整体前进更平稳，进一步杜绝安全隐患。




[0031] 图1是本发明钢梁连接式平台的施工装置的位于钢梁连接式平台时的俯视结构 示意图。
[0032] 图2是本发明钢梁连接式平台的施工装置的主梁和钢牛腿节点处的侧视放大结 构示意图。
[0033] 图3是本发明钢梁连接式平台的施工装置前进到次梁单元前端与主梁对接的节 点处时的俯视放大结构示意图。
[0034] 图4是本发明钢梁连接式平台的施工装置从主梁向次梁单元移动时的俯视放大 结构示意图。
[0035] 图5是本发明钢梁连接式平台的施工装置的操作轿筐放下后的正视放大结构示 意图。
[0036] 图6是本发明钢梁连接式平台的施工装置的操作轿筐升起后的正视放大结构示 意图。
[0037] 图7是沿图4中A方向看的结构示意图。
[0038] 图8是图5中B部分的放大结构示意图。
[0039] 图9是图7中C部分的放大结构示意图。
[0040] 图中所示1、小车，2、操作轿筐，3、卷扬机，4、电磁铁，5、滚轮，6、底盘，7、旋转部，8、 转轴，9、主梁，10、传动齿轮，11、电动机，12、输出齿轮，13、辅助轮，14、气缸，15、坚向凸条， 16、坚向导向槽，17、钢牛腿，18、吊环，19、耳板，20、次梁，21、次梁单元，a、小车和两个操作 轿筐的连线，b、主梁的宽度平分线，c、次梁的宽度平分线。


[0041] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0042] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本发明钢梁连接式平台的 施工装置，它包括一个小车1和位于小车1两侧的两个操作轿筐2。小车1包括带滚轮5的 底盘6和旋转部7,旋转部7下端固定有转轴8,转轴8上固定有传动齿轮10,旋转部7经转 轴8可转动配合在底盘6上，底盘6上设有电动机11，电动机11的输出轴的输出齿轮12与 传动齿轮10啮合。两个操作轿筐2分别与小车1的旋转部7的两个侧面坚向滑配合，SP小 车1旋转部7的两个侧面设有坚向凸条15,每个操作轿筐2的内侧面设有坚向导向槽16， 小车1旋转部7的每个侧面的坚向凸条15滑配合在操作轿筐2的坚向导向槽16内。旋转 部7顶部固定两个卷扬机3,每个卷扬机3的拉绳与操作轿筐2顶部固定，即操作轿筐2顶 部设有吊环18,卷扬机3拉绳的自由端与吊环18固定。小车1底盘6设有升降装置如气缸 14,升降装置的升降部如气缸14的活塞杆固定有电磁铁4。每个操作轿筐2底部安装有辅 助轮13,辅助轮13的轮轴与小车1和两个操作轿筐2的连线a垂直，两操作轿筐2底面与 小车1底面平齐时辅助轮13底与滚轮5底平齐。
[0043] 本发明钢梁连接式平台的施工方法，它包括以下步骤。
[0044] a、在周边混凝土结构的侧面预埋钢牛腿17。如果该平台是作为大跨度建筑物的顶 部结构，那周边混凝土结构就是指承重侧墙或承重立柱，钢牛腿17预埋在侧墙或立柱的侧 面。如果该平台是作为高层建筑物中镂空的天井的悬空的透明观光平台，那周边混凝土结 构是指楼板尤其是顶层楼板，钢牛腿17预埋在楼板的侧面。
[0045] b、将一根主梁9吊装就位，且经耳板19将主梁9两端临时搭接在周边混凝土结构 的钢牛腿17上。具体的说，耳板19的一半焊接在主梁9的顶面，而另一半凸出主梁9,耳板 19的凸出部搁置在钢牛腿17上。
[0046] c、将小车1移动到周边混凝土结构顶面，驱动电动机11将小车1的旋转部7旋转 90度，使得小车1和两个操作轿筐2的连线a与主梁9的宽度平分线b重合。
[0047] d、两个工人分别进入两侧的两个操作轿筐2内，牵引小车1沿着主梁9的宽度平 分线b前进，即在对面的楼板或侧墙上固定牵引机构如卷扬机或在对面的楼板或侧墙上用 手拉葫芦来牵引小车1前进，直至小车1的旋转部7完全从周边混凝土结构顶面移动到主 梁9后端的顶面上，下降小车1底部的电磁铁4并将其通电，使得电磁铁4与主梁9顶部吸 附固定，再驱动电动机11将小车1的旋转部7旋转90度，使得小车1和两个操作轿筐2的 连线a与主梁9的宽度平分线b垂直，此时，两个操作轿筐2不再位于主梁9上方，用小车 1顶部的卷扬机3逐步下降两个操作轿筐2使得两个操作轿筐2与小车1最终变成品字形 再给电磁铁4断电，并在下降过程中完成主梁9的后端与周边混凝土结构的钢牛腿17的焊 接。具体的说，主梁9的该端面存在上下左右一圈四条焊缝，当操作轿筐2下降到三分之一 行程时两个工人合作将主梁9的上焊缝焊牢，操作轿筐2继续下降过程中，两个工人分别将 左右两条焊缝焊牢，当操作轿筐2下降到底端时，两个工人合作将主梁9下焊缝焊牢。当然， 每次给电磁铁4断电后，会用升降装置将电磁铁4提升，便于小车1移动，但如果主梁9或 次梁20比较平整，就无需提升，后续给电磁铁4通电之前也自然不用再下降电磁铁4。
[0048] e、继续向前牵引小车1，小车1前进过程中，两个操作轿筐2与小车1的品字形结 构始终卡住主梁9避免失稳，直至小车1前进到主梁9的前端，，也就是主梁9前端与周边 混凝土结构上预埋的钢牛腿17的对接的节点处。
[0049] f、下降电磁铁4并通电，使电磁铁4与主梁9吸附固定，然后上升两个操作轿筐2 使得两操作轿筐2底面与小车1底面平齐，并在上升过程中完成主梁9的前端与周边混凝 土结构的钢牛腿17的焊接；具体的说，操作轿筐2在底部时两个工人合作将下焊缝焊接，在 操作轿筐2上升过程中两个工人分别焊接左右焊缝，当操作轿筐2上升了三分之二行程时 两个工人将上焊缝焊接。
[0050] g、驱动电动机11将小车1的旋转部7旋转90度，使得小车1和两个操作轿筐2 的连线a与主梁9的宽度平分线b重合，然后给电磁铁4断电，再牵引小车1沿着主梁9的 宽度平分线b前进，直至小车1的旋转部7从主梁9前端完全移动到周边混凝土结构上，驱 动电动机11将小车1的旋转部7旋转90度，使得小车1和两个操作轿筐2的连线a与主 梁9的宽度平分线b垂直，进而使得两个操作轿筐2均位于周边混凝土结构上，此时，一根 主梁9施工完毕。
[0051] h、重复步骤b?g，直至全部主梁9与周边混凝土结构焊接施工完成。
[0052] i、将同一根次梁20的各个次梁单元21吊装就位，且利用耳板19将各个次梁单元 21的两端临时搭设在两相邻的主梁9上或者一根主梁9与周边混凝土结构的一个钢牛腿 17上，具体来说，同一根次梁20的前、后两端的两根次梁单元21均搭接在一根主梁9和周 边混凝土结构的一个钢牛腿17上，而其它次梁单元21均搭接在两相邻的主梁9上，位于同 一直线的各个次梁单元21构成一根完整的次梁20。
[0053] j、将小车1移动到周边混凝土结构顶面且保持小车1底面与两个操作轿筐2底面 平齐，并使得小车1和两个操作轿筐2的连线a与次梁20的宽度平分线c重合。
[0054] k、两个工人分别进入两侧的两个操作轿筐2内，牵引小车1沿着次梁20的宽度平 分线c前进，直至小车1完全从周边混凝土结构顶面移动到次梁20最后端的一个次梁单元 21的后端的顶面上，下降小车1底部的电磁铁4并将其通电，使得电磁铁4与次梁单元21 顶面吸附固定，再驱动电动机11将小车1的旋转部7旋转90度，使得小车1和两个操作轿 筐2的连线a与次梁20的宽度平分线c垂直，此时两个操作轿筐2不再位于次梁20上方， 逐步下降两个操作轿筐2使得两个操作轿筐2与小车1最终变成品字形再给电磁铁4断电， 并在下降过程中完成该次梁单元21后端与周边混凝土结构的钢牛腿17的焊接；次梁单元 21也是四条焊缝，焊接过程与主梁9端部焊接过程完全相同，故不再赘述。
[0055] 1、继续向前牵引小车1，小车1前进过程中，两个操作轿筐2与小车1的品字形结 构始终卡住次梁单元21避免失稳，直至小车1前进到次梁单元21的前端，也就是该次梁单 元21前端与一根主梁9对接的节点处。
[0056] m、下降电磁铁4并通电，使电磁铁4与次梁单元21吸附固定，然后上升两个操作 轿筐2使得两操作轿筐2底面与小车1底面平齐，并在上升过程中完成次梁单元21的前端 与主梁9的焊接。
[0057] η、驱动电动机11将小车1的旋转部7旋转90度，使得小车1和两个操作轿筐2 的连线a与次梁20的宽度平分线c重合，然后给电磁铁4断电，再牵引小车1沿着次梁20 的宽度平分线c前进，小车1的旋转部7从该次梁单元21前端完全移动到主梁9顶面上再 从主梁9顶面完全移动到下一根次梁单元21的后端的顶面上。
[0058] 〇、将小车1底部的电磁铁4通电使其与该次梁单元21吸附固定，再驱动电动机11 将小车1的旋转部7旋转90度，使得小车1和两个操作轿筐2的连线a与次梁20的宽度 平分线c垂直，此时两个操作轿筐2不再位于次梁20上方，下降两个操作轿筐2使得两操 作轿筐2与小车1形成品字形，再给电磁铁4断电，并在下降操作轿筐2过程中完成该次梁 单元21后端与主梁9的焊接。
[0059] p、继续向前牵引小车1，直至小车1前进到该次梁单元21的前端，也就是该次梁单 元21与下一根主梁9对接的节点处，下降电磁铁4并通电，使电磁铁4与次梁单元21吸附 固定，然后上升两个操作轿筐2使得两操作轿筐2底面与小车1底面平齐，并在上升操作轿 筐2过程中完成次梁单元21的前端与该主梁9的焊接。
[0060] q、重复步骤η?P，直至该根次梁20的最前端的一根次梁单元21的焊接施工全部 完成，当然，施工最前端的一根次梁单元21时，是将该次梁单元21前端与周边混凝土结构 内预埋的钢牛腿17焊接，且最后小车1前进到周边混凝土结构上。
[0061] r、重复步骤i?q，直至全部次梁20施工完成。