科技成果

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成果名称: 超高层建筑模架智能物流协同平台关键技术研究与应用

成果登记号: 9612020Y0064

第一完成单位: 西安工业大学

联 系 人: 李高宏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 先进制造

应用行业: 建筑业

成果简介:

随着国家经济高速发展,近年来国内外对超高层建筑施工的模架系统开展了大量研究,探索了多种新型结构形式及新材料对模架重量的影响,对堆放钢筋和布料机的模架平台仓储和转运也进行了分析,但在包括模板、钢筋等物料运输使用过程中尚未形成智能物流化协同运作的形式,究其原因:以往模板需要大量上下垂直运输,钢筋与其他物料未统一调运管理和对施工时间的精准掌控,另外未能全面采用传感器实时监测模架整体的具体运行情况,而且没有实现智能管理和信息共享。

超高层建筑模架智能物流协同平台既是施工现场垂直运输设备,又是施工作业平台。能够集核心筒施工所需墙模板、外墙施工所需挂架、施工机具与施工材料于一体,大大增加模板的周转率,减少模板的垂 直调运次数,降低对塔吊的依赖程度,其具体创造性、先进性如下:

1)理清了整体顶升协同平台的受力机理,分析了以往顶升模架的施工材科运输次数多,方式单一和不能暂时堆放存储的缺陷,运用仓储物流的理念,建立了智能物流平台技术。该平台具有自重轻,兼有施工现场物料垂直运输和施工作业平台的双重功能,能够保证超高层建筑的施工质量、提高施工效率、确保施工安全的特点。

2)实现钢筋施工作业的协同性。利用平台中转和仓储的功能,加工好的钢筋可以暂时存储在平台上,当钢筋施工面正在施工时,可利用此间隙时间将下一步施工所需钢件通过塔吊置于平台上,大大节省施工时间,增强了钢筋施工作业面的时间连续性。

3)标准化程度高。主次桁架、模板、内外挂架均为模数化、组拼式结构,有利于工厂化大规模生产并可以提高其周转使用率。

4)运用物联网技术,利用有源芯片实现无线实时监测与管理,大大提高智能化程度。施工现场内需要使用的所有模板、部分钢网片、以及内外挂架所用的吊杆等构件上安装载荷传感器、位移传感器、光栅以及陀螺仪等设备,可将其具体的应用情况如位置、使用时间、使用次数、应变与应力等信息通过无线传输设备上传至物联网信息平台,利用电脑终端等进行信息共享和管理,实时远程掌握模板挂架的使用情况和智能管理。

5)模板吊挂于平台桁架下端的设计形式,使墙体模板一次性吊挂安装完成后,可以重复使用无需中途更换(除非模板因质量问题需要更换)或调运,直至施工完成,解决了模板垂直物流运输的问题,大大减小了模板对塔吊的依赖程度。

超高层建筑模架智能物流协同平台主要由项升系统、模板挂架系统、钢桁架系统和智能控制系统组成。桁架系统由主桁架与次桁架组成,是临时施工机具、材料堆放的主要承重骨架。挂架用方管吊挂在桁架下端的工字钢上,模板通过花篮螺栓悬挂在桁架下,靠滑车水平调节。当进行标准层(非标准层也适用)施工时,提前在桁架下安装带有有源芯片传感器的模板、挂架等设备,利用大行程、大吨位液压油缸为运输动力,将所有模板、操作挂架、钢筋和布料机等同步安全地垂直向上运输,实现智能物流到达预定高度后,暂停向上运输,由桁架支腿支撑桁架平台,待主立柱自爬完成并与混凝土墙体连接牢固后再继续垂直向上运输,循环往复直至核心筒施工完成。