МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПОДЪЁМНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2023 года по МПК E04G1/02 

Область техники

Заявляемое техническое решение предназначено для ведения непрерывных работ на высоте и промежуточного складирования материалов, при выполнении различных задач при строительстве монолитных зданий на большой высоте, а также при реконструкции зданий, монтаже технологических стен, установки окон и т.п., в частности с помощью системы можно осуществлять ремонт и строительство, например, мостов, дамб, колонн и использовать как снаружи, так и внутри здания и/или помещения.

Уровень техники

Известна самоподъемная опалубочная система (RU2780416C2 от 11.02.2019, класс МПК E04G 21/32, E04G 3/28, E04G 11/28), содержащая по меньшей мере один подъемный рельс, направленный по меньшей мере по двум подъемным башмакам, при этом заявлена возможность прикреплять подъемные башмаки к и/или в секции затвердевшего бетона, а сами башмаки выполнены с возможностью направления подъемного рельса и/или по меньшей мере удерживания указанного подъемного рельса по отношению к направлению подъема, и исполнительный механизм, причем по меньшей мере один подъемный рельс содержит по меньшей мере одну первую и одну вторую части рельса, при этом первая и вторая части рельса расположены одна за другой, если смотреть в направлении подъема, при этом каждая из первой и второй частей рельса может направляться и удерживаться с помощью одного из подъемных башмаков, сам исполнительный механизм выполнен с возможностью при необходимости увеличивать или уменьшать расстояние между первой и второй частями рельса вдоль направления подъема.

Недостатком технического решения является требование к изготовлению высокой степени точности деталей подъемного рельса, и узкая специализация применения. Кроме того, заявленная система лишена возможности выполнения сложных технических и технологических задач и не может учитывать некоторые уникальные и особо сложные технические решения проектов промышленных зданий и объектов атомной и иных тяжелых отраслей строительства.

Из уровня техники известны инвентарные подмости ручной сборки, несущие элементы горизонтальной опалубки пролетных строений, которые используются для сборки рабочих подмостей, временных опор и прочих вспомогательных сооружений при строительстве мостов и зданий. В зависимости от поставленных задач из комплектов инвентарных подмостей ручной сборки возможно собирать не только локальные вспомогательные опоры, но и формировать крупногабаритные массивы несущих подмостей. Инвентарные подмости состоят из стальных стоек, которые имеют круглое сечение, а также из горизонтальных и диагональных связей. Стойки снабжены на концах фланцами с болтовыми отверстиями для взаимного соединения. По периметру верхнего фланца расположены отверстия для крепления горизонтальных связей в стыке стоек. Также стойки имеют расположенные в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях фасонки с болтовыми отверстиями для крепления горизонтальных и диагональных связей или отдельных диафрагм. Связи выполняются из труб круглого сечения и имеют на концах проушины с отверстиями, для болтового соединение и крепления с фасонками стоек внахлестку. Соединения элементов осуществляются на высокопрочных болтах, закручиваемых обычным ключом без обработки контактных поверхностей и без контроля величины натяжения.

Известен комплект элементов для инвентарных подмостей ручной сборки (RU2199638C1 от 09.04.2002, класс МПК E04G 1/06), содержащий горизонтальные и диагональные связи, ростверки, прогоны и параллельно устанавливаемые трубчатые стойки с имеющими отверстия фланцами, причем длины стоек относятся как 4:2:1, а к фланцам больших и меньших из них примыкают фасонки с отверстиями для размещения элементов крепления поперечных горизонтальных связей, по крайней мере, один из габаритных размеров фланца, установленного с одного из торцов трубчатой большей или средней стойки, превышает соответствующий размер фланца, установленного с другого, предпочтительно нижнего, торца стойки в 2,2-1,8 раза при обеспечении соосности выполненных во фланцах всех стоек отверстий, а по крайней мере, один из габаритных размеров фланца меньшей стойки равен соответствующему размеру меньшего фланца большей стойки, причем, по крайней мере, в части стоек на участке между фасонками, отстоящем от соответствующего фланца на 1,3-1,6 диаметра стойки, выполнено, предпочтительно, резьбовое отверстие для фиксатора, ограничивающего перемещение винта домкрата, размещаемого, по крайней мере, в верхних трубчатых стойках с возможностью наклона до 4% к горизонту рабочих плоскостей монтируемых на них технологических элементов.

Известны еще одни инвентарные подмости ручной сборки (RU2756448C1 от 22.04.2021, класс МПК E04G1/06), которые содержат секции башенного типа, с трубчатыми стойками, имеющими взаимно перпендикулярные и ориентированные наружу от секции башенного типа подмостей фасонки с отверстиями для установки на них соответствующей площадки, имеющей в плане форму усеченного хордами сектора, поддерживаемой по каждой образующей линии сектора, как подкосами, двумя диагональными связями, закрепленными в отверстиях площадки, при этом к взаимно перпендикулярным фасонкам соседней левой или правой трубчатой стойки, но на один ярус фасонок выше, на нижние отверстия также установлена площадка, имеющая вид упомянутого сектора, внешние стороны площадок имеют в плане форму усеченного хордами сектора и образуют по внешней части периметра площадки ломаную линию с углами между ними, составляющими 135°, и по каждой образующей линии сектора площадка также поддерживается, как подкосами, двумя диагональными связями, также закрепленными в отверстиях данной площадки, между которыми установлен с опиранием на обе площадки лестничный марш с образованием винтообразных лестниц левого или правого направления, имеющих на площадках и лестничных маршах трубчатые перильные ограждения, соединенные между собой посредством шплинтов, имеющих на верхней их части волнообразные фиксирующие их рабочее положение отгибы, а перильные ограждения марша и площадки прикреплены, соответственно, к площадке и к лестничному маршу за счет телескопического в месте стыка соединения одной их трубы с другой, причем перильные ограждения маршей и перильные ограждения площадок образуют неразрывную винтовую структуру посредством их втулок, соединенных друг с другом установленными во втулки шплинтами.

Недостатком вышеприведенных технических решений, касающихся инвентарных подмостей ручной сборки является слабая степень механизации для самостоятельной работы и невозможность автоматического непрерывного подъема вдоль строящегося здания.

Известна платформа (интернет - источник: https://astselect.com/ru/stroitelnye-podemniki/, электронное депонирование 11.07.2023), установленная с приводом и ловителем на мачте. Платформа оснащена колесным ходом, обеспечивающим горизонтальное перемещение вдоль фасада здания и в пределах объекта, не прибегая к грузоподъемным и другим средствам. Платформа имеет выдвижные опоры, выполненные с возможностью поворота, для обеспечения устойчивости самой платформы во время эксплуатации. Указанное техническое решение взято за прототип.

Недостатком технического решения является не возможность использования заявленной платформы для нестандартных зданий, поверхность которых имеет выступы и ниши, или другие архитектурные особенности. Кроме того, не обеспечивается непрерывный подъем вдоль строящегося здания.

Задача заявляемого технического решения является разработка многофункциональной подъемной системы, выполняющей возведение монолитных конструкций любой геометрии с возможностью парирования изгибающих моментов и сдвигов, с одновременным уменьшением сроков строительства по сравнению с классической щитовой и подъемно-переставной опалубкой.

Техническим результатом является создание нового принципа подъема для подъемных систем заключающийся в непрерывном подъеме по участку строящегося здания, строящихся стен, колонн и фундаментов и т.д. и т.п.

Раскрытие сущности технического решения

Техническое решение вышеприведенной задачи заключается в разработке многофункциональной подъемной системы, включающей в себя минимум два опорных узла на каждый из которых перпендикулярно им установлена и закреплена направляющая стойка с подъемной балкой, к которой крепятся подъемные подмости, где для создания устойчивости и исключения сдвигов, подъемные балки и подъемные подмости соединены в пространственную систему, состоящую из элементов ИПРС представляющие собой комплект металлических разнонаправленных связей и домкратной системы, где последняя состоит минимум из двух гидроцилиндров, шарнирно соединенных с подъемной балкой и направляющей стойкой. Указанное техническое решение обеспечивает возможность парирования изгибающих моментов и сдвигов при возведение монолитных конструкций любой геометрии, с одновременным подъемом по участку строящегося здания, строящихся стен, колонн и фундаментов и т.д. и т.п.

Возможен вариант технического решения, где комплект металлических разнонаправленных связей представляет собой комплект металлических труб с пластинами, связанные между собой, при этом количество труб и пластин, не менее 50 единиц, а связь осуществляется посредством соединений пластин болтами через отверстия и образует единую пространственную раму, исполненную, преимущественно в форме призмы. Указанное техническое решение обеспечивает унификацию подъемной системы за счет применения стандартизированных, широко представленных в продаже, изделий, с одновременным жесткости всей конструкции.

Краткий перечень чертежей

Техническое решение поясняется далее на примере конкретной конструкции заявляемого решения, однако должно быть понятно, что этот пример приведен исключительно с целью пояснения работы конструкции, и его не следует интерпретировать как ограничение объема конструкции.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлена многофункциональная подъемная система, выполненная в виде системы одновременного подъема как минимум двух подмостей с двух сторон, где

поз.1 - это элементы инвентарных подмостей ручной сборки, выполненные в виде комплекта металлических разнонаправленных связей;

поз.2 - направляющая стойка, выполненная в виде металлической двутавровой балки, из стали 09Г2С или СТ 3, в зависимости от высоты конструкции, с корректирующими ее положение подкосами и установленная перпендикулярно на опорный узел (поз.4) или иную твердую поверхность.

поз.3 - домкратная система, выполненная виде гидроцилиндров, шарнирно соединенных с подъемной балкой (поз.6) и направляющей стойкой (поз.2);

поз.4 - опорный узел, выполненный преимущественно из ж/б плиты с анкерными болтами, на который устанавливается стойка (поз.2);

поз.5 - подъемные подмости, выполненные в виде настила преимущественно, но не ограничиваясь прямоугольной формы из доски и(или) пластика, и(или) металла, установленного на балки, изготовленные преимущественно из металла марки СТ 3, где последняя закрепляется к ЭИПРС (поз.1), и, далее, к подъемной балке (поз.6).

поз.6 - подъемная балка, выполненные в виде соединенных между собой пары металлических двутавров из стали СТ 3 или 09Г2С.

Осуществление технического решения

В техническом решении под используемыми терминами понимаются следующие понятия:

элементы инвентарных подмостей ручной сборки (ИПРС) - выполненные в виде комплекта металлических разнонаправленных связей, представляющих собой металлические трубы с пластинами. При этом, разнонаправленность можно понимать, как по диагонали, так и перпендикулярно, так и параллельно. А связи можно понимать, как конструктивные элементы, соединяющие балки подъемных подмостей в пространственно-устойчивую систему для парирования изгибающих моментов и сдвигов.

Строительство - процесс возведение зданий и сооружений, а также их капитальный и текущий ремонт, реконструкция или реставрации.

Строящееся здание - это сооружение, дом, строение и т.п.

Процесс строительства - метод и последовательность выполнения работ

Сложная геометрия строящегося здания - нестандартные формы и размеры строящееся здание сооружения.

Арматурный выпуск - выступающая часть арматурного каркаса, требующая продолжения в следующем производственном цикле.

Стойка - металлический двутавр из стали 09Г2С, по которым осуществляется подъем подмостей.

Парирование - это, противодействие чему либо, в заявленном техническом решение противодействие осуществляется против изгибающих моментов и сдвигов.

Изгибающие моменты - это, крутящее усилия создаваемое вектором силы относительно, оси или точки.

Заявляемая техническое решение, а именно многофункциональная подъемная система показана на фиг. 1 - 2, где в состав указанной системы входит конструкция, использующая доработанные стандартные инвентарные, подмости ручной сборки 1, представляющие собой комплект металлических разнонаправленных связей, состоящий из труб и пластин (элементы ИПРС), где на последних расположены отверстия для установки болтов или шпилек. На пластинах они расположены согласно требованиям для унификации конструкции. Отверстия служат для скрепления болтами элементов ИПРС между собой. Заявленная конструкция представлена преимущественно в виде объемной призмы, представляющей собой единую пространственную раму.

Количество труб и пластин комплекта металлической разнонаправленных связей 1 варьируется в зависимости от создаваемых нагрузок, и составляет минимум 50 единиц (труб и пластин) на самую простую конструкцию, например, колонны. И при объемных конструкциях, например мостов, дамб, зданий для атомной промышленности, количество труб и пластин может составлять более 300 единиц.

Стандартные инвентарные подмости ручной сборки 1, выполнены в виде комплекта металлических разнонаправленных связей, расположенных между подъемными подмостями 5, нижнего и верхнего яруса.

Пространственную жесткость многофункциональной подъемной системы обеспечивают элементы инвентарных подмостей ручной сборки (ИПРС) 1, связанные подъемными подмостями 5 и подъемными балками 6. Количество подъемных подмостей 5 варьируется в зависимости от технологической необходимости, например - особенностей сооружения или увеличения объема производимых работ.

Подмости 5 соединены между собой подъемной балкой 6, при этом сама подъемная балка 6 с направляющей стойкой 2 не связана и перемещается по ней. Подъемная балка 6 состоит из двух балок, и перемещаются по касательной по отношению к стойке 2, за счет чего они двигаются относительно друг друга по вертикали, образуя шарнирное соединение. Данное соединение подъемной балки 6 с направляющей стойкой 2 позволяет передвигаться вертикально с минимально допустимыми отклонениями по горизонтали, не более чем на величину зазора между направляющей стойкой и рамой образованной подъемной балкой.

На самих подмостях 5 расположен настил, преимущественно выполненный прямоугольной формы из доски и(или) пластика, и(или) металла. Настил выполнен таким образом, что за счет его отдвижки достигается обход арматурных выпусков или обход сложной геометрии здания. Достигается это следующим образом:

нижние ярусы подмостей выполнены составными из 2 частей. Одна часть неподвижна, на ней закреплены направляющие в виде квадратных труб, по которым движется вторая, подвижная часть (неподвижная часть предназначена для постоянного нахождения людей, материалов и оборудования). На второй (подвижной части) закреплены ответные части направляющих, так называемые "штоки", которые перемещаются внутри направляющих 1 части. Между "штоков" уложены деревянные щиты, которые убираются во время перемещения подвижной части. Перемещение осуществляется за счет винтовых домкратов (типа талреп) состоящих из "рамы-муфты" с разнонаправленной резьбой внутри и двух винтовых частей с пластинами-проушинами. Для перемещения рама-муфта начинает вращаться, а винтовые части, в свою очередь перемещаются друг к другу (к центру рамы-муфты) перемещая конструкцию подвижной части по неподвижной части подмостей. Перемещение продолжается до достижения нужных параметров обхода стержней арматуры.

Парирования изгибающих моментов и сдвигов, создающихся под действиями различных нагрузок, например, от ветра или расположенных на подмостях людей и материалов на заявляемой системе происходит за счет конструкции подъемных подмостей с закрепленными ЭИПРС.

Направляющие стойки 2 в основание, устанавливаются в опорный узел 4, строго согласно геодезической разбивке. При этом сама направляющая стойка 2 по отношению к опорному узлу 4 расположена перпендикулярно.

Работа заявляемого технического решения осуществляется за счет непрерывного и постоянного подъема МФПС на высоту домкратной системой 3. Подъем выполняется с применением домкратной системы 3, работающих совместно с подъемными подмостями 5, и соблюдением синхронизации в подъеме. Количество домкратов варьируется от 4-х до 8-и, в зависимости от необходимости. Грузоподъемность домкратов может меняться в зависимости от нагрузки на подмости. Количество и грузоподъемность домкратов зависит от массы перемещаемого груза.

Домкратная система 3, состоит минимум из двух гидроцилиндров, шарнирно соединенных с подъемной балкой 6 и направляющей стойкой 2. Указанные гидроцилиндры домкратной системы 3 установлены на 2 (два) специальных упорных элемента, состоящих из пластин, уголков, а в верхней части и еще и двутавра (на фиг. не показано). Верхний упорный, элемент через двутавровую балку, жестко прикреплен к подъемной балке 6, нижний упорный элемент жестко прикреплен к направляющей стойки 2. Гидроцилиндр закреплен к упорным элементам шарнирно в верху и внизу.

Подъем осуществляется домкратной системой 3, которая перемещает подмости 5 по направляющем стойкам 2, установленным на опорный узел 4 или иную твердую поверхность с использованием крепежных элементов (на фиг. не показаны), и не допускающих, самопроизвольного, неконтролируемого опускания или срыва подъемной системы. Крепежная деталь изготовлена из листового металла и фиксируется болтами и представляет собой пластину с отверстиями диаметром, соответствующим диаметру отверстий в направляющей стойке 2.

Подъем осуществляется за счет синхронной работы домкратной системы 3. При этом для перемещения по направляющей стойки 2 разработана специальная крепежная деталь (не показана на фиг.), не допускающая самопроизвольного неконтролируемого опускания системы. Количество гидроцилиндров домкратной системы 3 варьируется от 4-х до 8-и, так же может изменяться грузоподъемность домкратов. Количество и грузоподъемность домкратов зависит от массы перемещаемого груза.

Система предусматривает объединение нескольких подъемных систем в одну для подъема и монтажа тяжеловесных и(или) длинномерных грузов.

Система может совместно работать и иными подъемными сооружениями. Представляет собой конструкцию, например, по меньше мере состоящую из двух направляющих стоек 2, и шарнирно соединенная с подъемными балками 6, с подвешенными на них подъемными подмостями 5 и настилом, при этом вся система перемещается домкратной системой 3. Каждая направляющая стойка 2 установлена и закреплена на опорный узел 4. Последней может быть железобетонный или металлический конструктивный элемент или часть элемента здания (фундамент, плита перекрытия и т.п.).

Заявленное техническое решение также можно применять для подъема и монтажа тяжеловесных закладных деталей при строительстве, реконструкции или ремонте промышленных зданий, уникальных и особо сложных объектов. Например, многофункциональная подъемная система может быть применена при строительстве зданий и сооружений атомных станции; зданий терминалов; цехов заводов. Таких задач как подъем, сборка и установка на высоте закладной детали транспортного шлюза стены внутренней защитной оболочки здания реактора ЛАЭС-2 (Ленинградская атомная электростанция 3 и 4 энергоблок) одновременно с бетонированием. Для данного подъема необходимо собрать многофункциональную систему из 8-и стоек с 4-я опорными узлами, 2-х подъемных балок, 2-х ярусов подмостей, соединенных 124 ЭИПРС и 8 гидравлическими домкратными узлами.

Система предусматривает объединение нескольких подъемных систем в одну для подъема и монтажа тяжеловесных и(или) длинномерных грузов. Система может совместно работать и иными подъемными сооружениями.

Данная система предназначена для непрерывного ведения работ на высоте, монтажа готовых негабаритных конструкций. Может применяться для подъема и монтажа тяжеловесных закладных деталей при строительстве, реконструкции или ремонте промышленных, уникальных и особо сложных объектов. Кроме того, допускается использование в качестве постоянного подъемного механизма в условиях производства. Например, для монтажа закладной детали транспортного шлюза здания реактора АЭС.

Изобретение предназначено для ведения работ и промежуточного складирования материалов при выполнении различных задач при возведении высотных монолитных зданий, при реконструкции зданий, монтаже технологических стен, установке окон, в частности с помощью системы можно осуществлять ремонт и строительство, например, мостов, дамб, колонн, и использовать как снаружи, так и внутри здания. Техническим результатом является создание нового принципа подъема для подъемных систем, заключающегося в непрерывном подъеме по участку строящегося здания, строящихся стен, колонн и фундаментов. Технический результат достигается тем, что многофункциональная подъёмная система включает в себя минимум два опорных узла на каждый из которых перпендикулярно им установлена и закреплена направляющая стойка с подъёмной балкой, к последней крепятся подъёмные подмости, при этом для создания устойчивости и исключения сдвигов, подъёмные балки и подъёмные подмости соединены в пространственную систему, состоящую из элементов ИПРС, представляющие собой комплект металлических разнонаправленных связей, и домкратной системы, где последняя представляет собой не менее двух гидроцилиндров, шарнирно соединенных с подъемной балкой и направляющей стойкой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многофункциональная подъёмная система, включающая в себя минимум два опорных узла, на каждый из которых перпендикулярно им установлена и закреплена направляющая стойка с подъёмной балкой, к последней крепятся подъёмные подмости, отличающаяся тем, что для создания устойчивости и исключения сдвигов, подъёмные балки и подъёмные подмости соединены в пространственную систему, состоящую из элементов ИПРС, представляющих собой комплект металлических разнонаправленных связей, и домкратной системы, где последняя представляет собой не менее двух гидроцилиндров, шарнирно соединенных с подъемной балкой и направляющей стойкой.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что металлические разнонаправленные связи представляют собой комплект металлических труб с пластинами, связанных между собой, при этом количество труб и пластин - не менее 50 единиц, а связь осуществляется посредством соединений пластин болтами через отверстия и образует единую пространственную раму, исполненную преимущественно в форме призмы.