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 导架导轨爬升式工作平台关键结构设计研究

伴随着经济的快速发展为建筑业提供了广阔的市场,城市中各种高层建筑的涌现,高空作业平台的安全与质量问题成为一个不容忽视的问题。尤其今年来,建筑施工安全事故频发,给施工企业敲响了警钟。因此,研发安全可靠,作业效率高的施工机械来解决高空作业中遇到的各类复杂工况具有重要的工程价值。为了更高效的对外墙面不规则的楼体进行外墙作业,如外墙保温工程、外墙粉刷作业等,既减少搭设传统脚手架的人力成本,又能提高高空作业的效率,本课题设计一种应用于大型建筑外墙清理、幕墙与保温材料安装的导架导轨爬升式升降工作平台。

该工作平台综合了传统的脚手架和吊篮施工的优点,工作平稳、起重量大、作业面宽、安全可靠、适用性广,大大提高了劳动生产率,在高层建筑的施工作业中具有广阔市场前景。首先系统分析了三种建筑施工主要的方式,比较了各自的优缺点,提出了导架爬升式工作平台的设计研究。通过对国内外现有产品的市场调研并功能进行分析的基础上,确定了该导架爬升式工作平台的整体结构方案。建立了整体结构模型。分析了平台的功能要求,确定了主要技术参数,并对主要零部件结构设计及选型计算。

利用有限元分析软件ANSYS的静力分析模块对主要部件的强度和刚度进行了计算,对强度不满足要求的部位进行了改进设计。借助ANSYS的优化模块对支腿的截面及贴板的长度、厚度尺寸进行优化计算,使支腿在满足强度要求的前提下减轻了重量,得到更合理的设计尺寸。对整机稳定性进行了研究,分析危险工况下的受力情况,利用ANSYS软件的屈曲模块对自由工作状态下与附着情况下的导架结构稳定性进行分析,确保设计在强度、刚度和稳定性方面满足要求。

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