УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА НЕГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ, ПОДЪЕМА ГРУЗОВ И ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РАБОТ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТАХ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК E04B1/35 B66C21/00 

Устройство для монтажа негабаритных элементов конструкции, подъема грузов и осуществления работ в труднодоступных местах высотных сооружений. Предложенное изобретение относится к области строительства крупногабаритных зданий и сооружений, монтажа и демонтажа частей данных сооружений, а также проведения реставрационных работ на большой высоте в труднодоступных местах и работ по техническому обслуживанию сооружений.

Для возможности проведения работ на большой высоте в труднодоступных местах зданий, сооружений требуется выстраивать громоздкие дорогостоящие леса или проводить работы с помощью летательных аппаратов.

Известно изобретение “Частично отводимая строительная платформа” (заявка RU, 99127292, опубл. 20.10.2001 г.), в которой имеется стационарная опорная конструкция и подвижный настил, опорная конструкция позволяет консольно выдвигать настил в выступающих частях здания и с него производить работы. Известно изобретение “Подмостки” (патент RU, 2062851, опубл. 27.06.1996 г.), несущие консольные балки и грузовую площадку. Однако при использовании данных изобретений возможности проведения работ ограничены. Данное изобретение не решает вопрос доступа к местам зданий с широкими карнизами, расположенными на большой высоте.

Известно изобретение “Канатная трелевочная установка” (патент RU, 2009919, опубл. 30.03.1994 г.), содержащий несущий канат, тяговый канат, обводные блоки, позволяющие упростить доставку бревен с места рубки на складскую площадку. Однако данное изобретение не решает задачи подъема крупногабаритных элементов на большую высоту.

Известно изобретение “Способ монтажа крупногабаритных тяжелых элементов зданий и сооружений” (патент RU, 2118288, опубл. 27.08.1998 г.), включающий подъем элемента двумя кранами и установка элемента на место монтажа путем перемещения груза разворотом кранов и изменения вылета точек подвеса груза на кране. Способ дорогостоящий, требует высокой квалификации крановщика и при его реализации существует большой риск задевания частей здания (сооружения).

Наиболее близким к предложенному устройству является изобретение “Кабельный кран” (заявка RU, 99122567, опубл. 27.09.2000 г.), которое и принято в качестве прототипа. Кабельный кран содержит несущий канат, тяговый канат, грузовую тележку, привод, обводные блоки, элементы крепления и позволяет поднимать крупногабаритный груз и монтировать его на неудобных частях здания. Однако данное изобретение предполагает использование летательного аппарата - аэростата, что делает осуществление работ очень опасным, дорогостоящим, выполнение работ зависит от большого количества внешних факторов как погодных, так и зависящих от квалификации летчика. Также невозможно точно позиционировать аэростат над местом работ.

Существующая практика подъема грузов на сооружения заключается в подвешивании блока на верхнюю часть здания (сооружения) и подъем груза с использованием оттяжки. Данный способ применим при вертикальном подъеме вдоль участков сооружения, кроме того, на элементы крепления блока на здании действует двойная нагрузка от поднимаемого груза, которая увеличивается по мере подъема груза от воздействия груза с оттяжкой. Кроме того, данным способом невозможно обеспечить подъем на ступенчатое здание.

При зданиях с широкими и сильно выступающими карнизами, балюстрадами, куполами и т.д., например, подъем груза на участки выше таких частей зданий, приходится строить дорогостоящие и сложные леса, что значительно удорожает и замедляет проведение работ. В другом случае, при проведении реставрационных работ на ветхих зданиях недопустимо нагружать участки зданий двойной нагрузкой при подъеме и монтаже крупногабаритных изделий, т.к. может произойти обрушение. Одновременно при техническом обслуживании высотных сооружений, например мачт высоковольтных передач, или работ по установке телевизионных башен, возникает необходимость удобной доставки человека в любую точку оттяжки, с помощью которой крепятся такие мачты, без воздействия на них неуравновешенной силы, приводящей к неравномерной нагрузке симметрично расположенных оттяжек.

Техническим результатом предложенного изобретения является выполнение поставленной задачи по проведению монтажных, грузоподъемных работ, а также работ по обслуживанию сооружений в труднодоступных местах, при этом обеспечивая уменьшение нагрузок на здание при подъеме крупногабаритных элементов или на оттяжки высотных сооружений, например радиомачт, при проведении технического обслуживания или монтаже матч.

Технический результат достигается с помощью следующего устройства, поясняющегося чертежами (фиг.1-4). Устройство для монтажа негабаритных элементов конструкции, подъема грузов и осуществления работ в труднодоступных местах высотных сооружений содержит несущий канат 1, грузовую тележку 2, тяговый канат 3, обводные блоки 4, привод 5 и элементы крепления 6. Новым в предложенном устройстве является то, что несущий канат снабжен натяжным устройством 7 с возможностью регулирования натяжения каната и натянут с естественным провисом, обеспечивающим допустимую нагрузку на элементы крепления 6, концы несущего каната жестко закреплены в элементах крепления 6, при этом верхний конец несущего каната посредством элементов крепления размещен на выступающей части сооружения, расположенной выше места монтажа или проведения работ, а нижний конец несущего каната закреплен посредством элемента крепления на специально сооруженной грузовой площадке 8, элементы крепления установлены на монтажных и/или грузовых площадках на расстоянии Н, обеспечивающем прохождение тягового каната без задевания выступающих частей здания (сооружения) с учетом прохождения груза 9, грузовая тележка закреплена на несущем канате с возможностью перемещения по нему, а вес грузовой тележки обеспечивает ее возврат в крайнее нижнее положение и натяжение тягового каната, прикрепленного к грузовой тележке, тяговый канат соединяет грузовую тележку и привод с возможностью изменения его длины за счет наматывания одного конца тягового каната на барабан привода, и проходит минимум через один обводной блок, причем обводной блок размещен на выступающей части сооружения выше места монтажа или проведения работ в непосредственной близости с элементом крепления несущего каната, а привод размещен на жестко закрепленной площадке. Обводной блок может быть как на одном уровне с элементов крепления, так и выше его. Можно осуществить размещение элемента крепления ниже верхнего обводного блока, но это будет уменьшать высоту, на которую можно поднять груз.

Для удобного подъема крупногабаритных изделий элемент крепления тягового каната могут размещать на площадке, закрепленной в доступном месте сооружения. Для сооружения такой площадки не надо строить леса, которые будут полностью окружать здание, а достаточно только возвести леса, например, на крыше здания, в непосредственной близости около, например, барабана купола.

Верхний элемент крепления может быть размещен на специально сооруженной на здании мачте 10. Так, если груз необходимо поднять, например, наверх купола, тогда вместо лесов сооружают мачту, которая возвышается над самой верхней точкой купола, к которой будут крепить элемент крепления, например, в виде анкера. В другом случае, верхний элемент крепления размещен на несущей конструкции здания. В этом случае в качестве элементов крепления также используют анкер. Для осуществления регулировки требуемого провиса тягового каната натяжное устройство 7 могут размещать в удобном для доступа месте, например натяжное устройство размещают выше места подъема груза. В любом случае, кроме регулировки естественного провиса натяжного устройства для обеспечения необходимого усилия, например на анкере здания, необходимое усилие на анкере достигается как ослаблением тягового каната, так и переносом точки закрепления его нижнего конца как можно дальше от вертикали, проведенной от места здания, куда требуется поднять груз, натяжным устройством можно регулировать провис силового каната и для обеспечения допустимой нагрузки на канат. Для этого регулируют естественный провис силового каната также посредством натяжного устройства. Грузовая тележка, которая должна свободно перемещаться с помощью тягового каната и привода по несущему канату, может быть снабжена съемными противовесами, обеспечивающими возможность регулировки веса грузовой тележки. При этом вес грузовой тележки обеспечивает динамическое равновесие натяжного каната с закрепленным на нем подвижным приводом. Динамическое равновесие важно при проведении технического обслуживания оттяжек радиомачт или других высотных сооружений (см. фиг.4). В этом случае подвижный привод 5 снабжен люлькой 11 для размещения в ней человека, обеспечивающего перемещение привода вдоль конструкции сооружения, например вдоль натяжной оттяжки 12 мачты. Тяговый трос может быть закреплен на грузовой тележке как жестко, так и шарнирно. Обводные блоки установлены в том месте, где следует обеспечить разворот тягового каната на выступающих частях здания (сооружения). Обводные элементы могут быть установлены как выше элемента крепления несущего каната, так и на одном уровне с ними. В случае размещения элементов крепления в верхней части мачты, верхний обводной блок совмещен с верхним элементом крепления.

Для более равномерной работы привода, а также для равномерного наматывания тягового каната на барабан привода, например лебедки, тяговый канат снабжен вторым обводным блоком, который установлен в непосредственной близости к приводу. В случае, если есть наклонные, вертикальные или горизонтальные участки, по которым необходимо переместить груз, несущий канат могут попеременно закреплять за промежуточные анкеры здания, а тяговый канат снабжают промежуточными блоками, которые установлены на выступающих частях сооружения, расположенных ниже места доставки груза или монтажа элементов конструкции.

Кроме того, привод может быть размещен на специально сооруженной площадке, расположенной над уровнем земли, для того, чтобы обеспечить необходимый угол наклона несущего каната при стесненном пространстве вокруг здания (сооружения), не позволяющим отнести на достаточное расстояние Н нижнюю точку закрепления несущего каната, либо на земле, либо на высоте площадки, где лежит груз, который следует перенести, либо на доступной для человека площадке, размещенной на сооружении.

На чертежах схематично изображено:

на фиг.1 - здание сложной конфигурации с общей функциональной схемой расположения на нем устройства для подъема груза без закрепленного на грузовой тележке груза;

на фиг.2 - здание сложной конфигурации с общей функциональной схемой расположения на нем устройства для подъема груза с закрепленным на грузовой тележке грузом и несущим канатом с регулируемым естественным провисом;

на фиг.3 - здание сложной конфигурации и возведенная на нем мачта с общей функциональной схемой расположения на нем устройства для подъема груза без закрепленного на грузовой тележке груза;

на фиг.4 - радиомачта мачта с оттяжками, с общей функциональной схемой устройства для технического обслуживания оттяжек.

Устройство для монтажа негабаритных элементов конструкции, подъема грузов и осуществления работ в труднодоступных местах высотных сооружений работает следующим образом.

В случае необходимости подъема негабаритного груза на здание в труднодоступное место, например на купол, расположенный посередине пятиглавого собора, сооружают мачту, которая выше купола, куда следует доставить груз, например крест. На мачте вмонтирован анкер, к которому закрепляют верхний конец несущего каната. Нижний конец несущего каната размещают на расстоянии Н, которое обеспечит плавный подъем груза без задевания выступающих частей здания в нужную точку. В зависимости от веса груза, прочности анкера, прочности каната, натяжным устройством регулируют естественный провис несущего каната. Груз закрепляют на грузовой тележке либо подвешивая его к тележке, либо устанавливая его на грузовую тележку. Грузовая тележка катится по несущему канату, например на роликах. К верхней части грузовой тележки прикреплен тяговый канат, который с усилием, обеспечиваемым приводом, поднимает груз наверх. Тяговый канат перемещается вдоль несущего каната. Второй конец тягового каната закреплен на барабане привода. Для того, чтобы тяговый канат двигался равномерно, не зацеплялся за выступающие части здания и не перекручивался, в точке, выше места доставки груза, установлен обводной элемент, разворачивающий тяговый канат. Другие промежуточные обводные элементы могут быть установлены во всех выступающих частях здания, а также в непосредственной близости около привода. С включением привода барабан наматывает тяговый канат и груз двигается в нужном направлении. В зависимости от того участка, по которому движется груз, оператор может ослаблять несущий трос и тяговый канат и передвигать груз в наклонном, горизонтальном или вертикальном направлениях. При нахождении груза в верхней точке, путем ослабления несущего каната, груз сверху подводится в любую точку здания для монтажа или его размещения на площадке. После чего с негабаритным элементом могут производиться работы по его установке и закреплению, дальнейшей отделке. В качестве привода могут использовать, например, лебедку с электрическим двигателем или с ручным храповиком и рукояткой. В качестве натяжного устройства также могут быть использованы, например, лебедка или полиспаст. После снятия груза с грузовой тележки она под действием собственного веса плавно опускается вниз, разматывая тяговый канат. При таком подъеме груза нагрузка на анкер уменьшается до двух раз, поскольку при вертикальном подъеме с помощью лебедки на анкер действует, при размещении привода наверху, усилие не от двух ветвей тягового каната, а только от одного каната. Кроме того, нагрузка уменьшается за счет того, что несущий канат натянут под углом, а значит горизонтальная нагрузка распределяется между точками закрепления тягового каната и оказывает меньшую нагрузку на конструкцию здания. Для снятия нагрузки на здание в горизонтальном направлении анкер может быть установлен на горизонтальную силовую балку здания, которая укладывается, например, в проемах стен на уровне места подъема груза.

Таким образом, достигается технический результат изобретения.

В случае технического обслуживания опорных радиомачт или иных высотных сооружений несущий канат закрепляется на верхней точке мачты посредством элементов крепления, которые могут быть совмещены с обводным блоком. Нижний конец несущего каната закрепляется на уровне основания мачты. На грузовой тележке размещают съемные грузы, уравновешивающие люльку с человеком и привод, например ручной привод, работающий за счет мускульной силы человека. Люлька с человеком и привод перемещаются по оттяжке, на которой они подвешены. Оттяжка удерживает мачту и к приводу с люлькой закреплен один конец тягового каната. Другой конец тягового каната соединен с грузовой тележкой, перемещая ее при продвижении лебедки, которая приводится в движение с помощью, например, храповика и рукоятки, самим монтажником. Тяговый канат переброшен через обводной блок, который совмещен с верхним элементом крепления несущего каната. При этом монтажник имеет возможность перемещаться вдоль оттяжки мачты не нагружая ее и не прилагая значительных усилий для своего перемещения, поскольку его вес уравновешивается грузовой тележкой. Поскольку грузовая тележка и привод с люлькой для монтажника динамически уравновешены, от человека требуется незначительное мускульное усилие, чтобы передвигаться по оттяжке. При этом вместо храповика монтажник может просто перебирать рукой по оттяжке и перемещаться вдоль нее. Таким образом, достигается легкое перемещение монтажника при обслуживании оттяжек и отсутствие неуравновешенной силы, приводящей к неравномерной нагрузке симметрично расположенных оттяжек мачт.

Предложенное изобретение выполняет поставленную задачу доставки негабаритных грузов в любую труднодоступную точку сооружения, не создавая дополнительных нагрузок на сооружение.

Предложенное устройство для монтажа негабаритных элементов конструкции, подъема грузов и осуществления работ в труднодоступных местах сооружений может использоваться также при переноске грузов вдоль сооружений, перемещения рабочих для выполнения технического обслуживания здания, а также монтажа негабаритных элементов сооружений на большой высоте без дополнительных затрат, обеспечивая расчетную нагрузку на сооружение, меньшую чем вес груза.

Изобретение относится к области строительства крупногабаритных зданий и сооружений, монтажа и демонтажа частей данных сооружений, а также проведения реставрационных работ на большой высоте в труднодоступных местах и работ по техническому обслуживанию сооружений и содержит несущий канат, грузовую тележку, тяговый канат, обводные блоки, привод и элементы крепления. Новым является то, что несущий канат снабжен натяжным устройством с возможностью регулирования натяжения каната и натянут с естественным провисом, обеспечивающим допустимую нагрузку на элементы крепления, концы несущего каната жестко закреплены в элементах крепления, при этом верхний конец несущего каната посредством элементов крепления размещен на выступающей части сооружения, расположенной выше места монтажа или проведения работ, а нижний конец несущего каната закреплен посредством элемента крепления на специально сооруженной грузовой площадке, элементы крепления установлены на монтажных площадках на расстоянии Н, обеспечивающем прохождение тягового каната без задевания выступающих частей сооружения с учетом прохождения груза. Грузовая тележка закреплена на несущем канате с возможностью перемещения по нему, а вес грузовой тележки обеспечивает ее возврат в крайнее нижнее положение и натяжение тягового каната, прикрепленного к грузовой тележке. Технический результат заключается в выполнении поставленной задачи по проведению монтажных, грузоподъемных работ, а также работ по обслуживанию сооружений в труднодоступных местах. 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для монтажа негабаритных элементов конструкции, подъема грузов и осуществления работ в труднодоступных местах высотных сооружений, содержащее несущий канат, грузовую тележку, тяговый канат, обводные блоки, привод и элементы крепления, отличающееся тем, что несущий канат снабжен натяжным устройством с возможностью регулирования натяжения каната и натянут с естественным провисом, обеспечивающим допустимую нагрузку на элементы крепления, концы несущего каната жестко закреплены в элементах крепления, при этом верхний конец несущего каната посредством элементов крепления размещен на выступающей части сооружения, расположенной выше места монтажа или проведения работ, а нижний конец несущего каната закреплен посредством элемента крепления на специально сооруженной грузовой площадке, элементы крепления установлены на монтажных площадках на расстоянии Н, обеспечивающем прохождение тягового каната без задевания выступающих частей сооружения с учетом прохождения груза, грузовая тележка закреплена на несущем канате с возможностью перемещения по нему, а вес грузовой тележки обеспечивает ее возврат в крайнее нижнее положение и натяжение тягового каната, прикрепленного к грузовой тележке, тяговый канат соединяет грузовую тележку и привод с возможностью изменения его длины за счет наматывания одного конца тягового каната на барабан привода и проходит минимум через один обводной блок, причем обводной блок размещен на выступающей части сооружения выше места монтажа или проведения работ в непосредственной близости с элементом крепления несущего каната, а привод размещен на жестко закрепленной площадке.2. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что элемент крепления тягового каната размещен на специально сооруженной площадке, закрепленной в доступном месте сооружения.3. Устройство для монтажа по п.2, отличающееся тем, что верхний элемент крепления размещен на специально сооруженной на здании мачте.4. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что верхний элемент крепления размещен на несущей конструкции сооружения.5. Устройство для монтажа по п.4, отличающееся тем, что в качестве элементов крепления используют анкер.6. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что натяжное устройство размещено выше места подъема груза.7. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что несущий канат выполнен с возможностью регулирования естественного провиса посредством натяжного устройства для обеспечения допустимой нагрузки на канат.8. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что грузовая тележка снабжена съемными противовесами, обеспечивающими возможность регулировки веса грузовой тележки.9. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что вес грузовой тележки обеспечивает динамическое равновесие натяжного каната с закрепленным на нем подвижным приводом, закрепленным с возможностью перемещения на оттяжных стропах сооружения.10. Устройство для монтажа по п.9, отличающееся тем, что подвижный привод снабжен люлькой для размещения в ней человека, обеспечивающего перемещение привода вдоль конструкций сооружения.11. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что тяговый трос шарнирно закреплен на грузовой тележке.12. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что обводные блоки установлены на выступающих частях сооружения.13. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что обводные блоки установлены выше элемента крепления несущего каната.14. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что обводной блок совмещен с верхним элементом крепления.15. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что тяговый канат снабжен вторым обводным блоком, который установлен в непосредственной близости к приводу.16. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что тяговый канат снабжен промежуточными обводными блоками, которые установлены на выступающих частях сооружения, расположенных ниже места доставки груза или монтажа элементов конструкции.17. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что привод размещен на специально сооруженной площадке, расположенной на земле.18. Устройство для монтажа по п.1, отличающееся тем, что привод размещен на доступной для человека площадке, размещенной на сооружении.19. Устройство для монтажа по п.9, отличающееся тем, что подвижный привод размещен на оттяжном стропе сооружения с возможностью передвижения по нему.