弧形玻璃幕墙吊装装置及吊装方法与流程

本发明涉及弧形玻璃幕墙吊装，尤其涉及一种弧形玻璃幕墙吊装装置及吊装方法。

背景技术：

1、在弧形玻璃幕墙工程中，大尺寸弧形玻璃通常是指具有一定弧形曲率、需要通过吊装设备进行整体吊运和安装的幕墙玻璃，大尺寸弧形玻璃具有自重大、整体刚度相对较低、曲面形状复杂、吊装过程中易发生挠曲和姿态变化等特点；尤其是在吊装过程中，玻璃受到重力、吊点反力以及风荷载等作用，其曲面姿态容易发生变化，对吊挂夹具与玻璃之间的贴合程度、吊点受力均匀性以及安装姿态控制提出了较高要求。

2、目前，大尺寸弧形玻璃通常采用吊挂与底部支承相结合的方式进行安装，即通过吊装设备将玻璃吊运至预定位置，并利用吊夹等吊挂部件与建筑主体结构连接；同时，将玻璃底边搁置于建筑主体结构预设的槽口内，并在槽口底部设置硬质垫块，以对玻璃进行支承和定位。然而，现有吊夹通常采用固定角度或固定夹持面，与弧形玻璃的曲面难以充分贴合，容易造成局部接触，使吊装载荷集中于玻璃局部区域而产生应力集中；且吊夹通常依赖人工锁紧，锁紧力一致性较差，存在锁紧不到位的安全隐患。此外，玻璃底部采用槽口与硬质垫块形成刚性支承，限制了玻璃在自重及温度变化作用下的竖向位移，容易产生附加应力；同时，该方式对槽口标高、垫块高度及玻璃下料尺寸的匹配精度要求较高，尺寸偏差容易导致玻璃局部悬空或受挤压，进而造成受力不均及应力集中。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决或至少减轻上述问题的一部分或者全部。为此，本发明的目的在于提供一种弧形玻璃幕墙吊装装置及吊装方法，使吊夹能够根据弧形玻璃幕墙的曲面形状自适应调整夹持姿态，以与玻璃曲面充分贴合，降低吊装载荷集中于玻璃局部区域而产生应力集中的风险，并有效提高锁紧力的一致性。底部支承件能够适应玻璃在自重及温度变化作用下产生的竖向变形，并对各支承点的反力进行有效调控，改善玻璃底部的支承受力状态，降低附加应力，并提高吊装装置对不同尺寸及曲率的弧形玻璃幕墙的适应能力和匹配精度。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、弧形玻璃幕墙吊装装置，包括：

4、吊夹机构，包括悬吊组件、万向球铰组件、夹具组件、智能感知组件及电控锁固组件；所述悬吊组件安装于建筑主体结构上，并能够沿竖直方向调节，所述夹具组件用于与弧形玻璃面板的顶部夹持配合；所述万向球铰组件设置于所述悬吊组件与所述夹具组件之间，并允许所述夹具组件相对于所述悬吊组件发生多方向转动，以调节所述夹具组件的夹持姿态；所述智能感知组件设置于所述夹具组件上，用于检测所述夹具组件与所述弧形玻璃面板之间的接触状态以及所述夹具组件的夹持姿态信息，并输出对应的检测结果；所述电控锁固组件与所述万向球铰组件传动连接，并能够根据所述智能感知组件的检测结果锁定或释放所述万向球铰组件；

5、底部支座机构，包括底部槽口、多个弹性支座组件及多个高度调节件，所述底部槽口预埋于建筑主体结构上，多个所述弹性支座组件沿所述弧形玻璃面板的弧线方向依次设置于所述底部槽口内；多个所述高度调节件设置于所述底部槽口内，且分别对应设置于多个所述弹性支座组件底部，用于独立调节每个所述弹性支座组件的初始高度；每个所述弹性支座组件包括承托板、至少一个弹性件及位移指示件，所述弹性件可拆卸地设于所述高度调节件上方，所述承托板设置于所述弹性件上方，用于承托所述弧形玻璃面板的底边；所述弹性件能够随所述弧形玻璃面板的竖向位移发生弹性变形，以对所述弧形玻璃面板提供弹性支承力；所述位移指示件用于指示对应所述弹性件的压缩位移，以表征各所述弹性件的支承状态。

6、在一些可选实施例中，所述万向球铰组件包括：

7、球窝基座，所述球窝基座与所述悬吊组件连接，所述球窝基座内设有球形容纳腔，所述球形容纳腔的底部设有开口；

8、球头螺杆，所述球头螺杆的球头部容纳于所述球形容纳腔内，并能够相对于所述球窝基座进行多方向转动，所述球头螺杆的螺杆部由所述开口穿出并与所述夹具组件连接；

9、锁紧螺母，所述锁紧螺母套设于所述球头螺杆的螺杆部并与所述螺杆部螺纹连接，位于所述球窝基座下端面外侧，所述电控锁固组件与所述锁紧螺母连接，并能够驱动所述锁紧螺母沿所述螺杆部移动，以锁定或释放所述球头螺杆相对于所述球窝基座的转动。

10、在一些可选实施例中，所述夹具组件包括：

11、两个夹板，两个所述夹板相对设置，用于夹持所述弧形玻璃面板的顶部；

12、连接件，所述连接件分别与两个所述夹板连接，且与所述万向球铰组件固定连接；

13、紧固螺栓，所述弧形玻璃面板的顶部开设有螺纹孔，所述紧固螺栓分别穿设于所述弧形玻璃面板两侧的所述夹板与所述弧形玻璃面板的螺纹孔螺纹配合，以调节两个所述夹板夹紧所述弧形玻璃面板的紧固程度；

14、柔性衬垫，设置于所述夹板朝向所述弧形玻璃面板的一侧，用于与所述弧形玻璃面板接触。

15、在一些可选实施例中，所述智能感知组件包括：

16、压力检测件，所述压力检测件呈矩阵式分布，并嵌设于所述柔性衬垫朝向所述弧形玻璃面板的一侧，用于实时检测两个所述夹板与所述弧形玻璃面板之间的接触压力及其分布状态；

17、姿态检测件，所述姿态检测件设置于所述夹具组件或所述球头螺杆的螺杆部上，用于实时检测所述夹具组件的空间姿态和角速度；

18、数据处理控制单元，所述数据处理控制单元分别与所述压力检测件、所述姿态检测件以及所述电控锁固组件通信连接，用于接收并处理所述压力检测件和所述姿态检测件输出的检测数据，并根据处理结果生成锁固控制指令，以控制所述电控锁固组件锁定或释放所述万向球铰组件。

19、在一些可选实施例中，所述智能感知组件还包括防水控制盒，所述防水控制盒固定设置于所述夹具组件一侧，所述数据处理控制单元设置于所述防水控制盒内，以对所述数据处理控制单元进行防水防护。

20、在一些可选实施例中，所述智能感知组件还包括手持终端，所述手持终端与所述数据处理控制单元通信连接，用于接收并显示所述数据处理控制单元处理后的检测数据，并向所述数据处理控制单元发送人工控制指令，以控制所述电控锁固组件锁定或释放所述万向球铰组件。

21、在一些可选实施例中，所述电控锁固组件包括：

22、电动扭力套筒，所述电动扭力套筒套设于所述锁紧螺母的外侧，并与所述锁紧螺母连接；

23、驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述电动扭力套筒连接，并与所述智能感知组件通信连接，用于根据所述智能感知组件输出的控制指令驱动所述电动扭力套筒带动所述锁紧螺母相对于所述球头螺杆转动。

24、在一些可选实施例中，所述底部槽口的宽度大于所述弧形玻璃面板的厚度，所述底部槽口的内壁设有弹性垫件，所述底部槽口用于限制所述弧形玻璃面板沿面外方向的位移，并允许所述弧形玻璃面板沿竖直方向发生位移；和/或，

25、所述承托板顶面开设有用于容纳所述弧形玻璃面板底边的u型凹槽，所述u型凹槽的内壁设有弹性垫件，以对所述弧形玻璃面板的底边进行弹性承托。

26、在一些可选实施例中，所述高度调节件包括调节螺杆和升降支撑座，所述调节螺杆沿竖直方向设置于所述底部槽口内，并与所述底部槽口螺纹配合，所述升降支撑座与所述调节螺杆连接，所述弹性件设置于所述升降支撑座上方；所述升降支撑能够随所述调节螺杆转动沿竖直方向移动，以调节所述弹性支座组件的初始高度。

27、弧形玻璃幕墙吊装方法，采用上述所述的弧形玻璃幕墙吊装装置，包括以下步骤：

28、s1：获取所述弧形玻璃面板的规格参数，根据所述规格参数对所述弧形玻璃面板进行受力分析，确定所述弧形玻璃面板底部支撑所需的目标弹簧总刚度及目标压缩位移；根据所述目标弹簧总刚度确定各所述弹性件的目标刚度及规格，并预设所述弹性件的预设压缩位移范围、所述夹具组件的贴合条件、姿态稳定条件以及所述电控锁固组件的预设锁紧力矩；根据所述弧形玻璃面板的高度尺寸及安装标高，确定所述夹具组件的预设安装高度；

29、s2：将所述吊夹机构安装于所述建筑主体结构的预定安装位置，根据所述预设安装高度，通过所述悬吊组件调节所述夹具组件的竖向位置，使所述夹具组件处于所述预设安装高度；同时控制所述万向球铰组件处于释放状态，以允许所述夹具组件相对于所述悬吊组件自由转动；

30、s3：将与所述目标刚度相匹配的所述弹性件分别安装于对应的所述弹性支座组件中；将多个所述弹性支座组件沿所述弧形玻璃面板的弧线方向依次设置于预埋于建筑主体结构的所述底部槽口内；通过多个所述高度调节件分别调节对应的所述弹性支座组件的所述承托板至初始高度，并将对应的所述位移指示件调零；

31、s4：利用起吊装置将所述弧形玻璃面板吊运至预定安装位置，使所述弧形玻璃面板的底边与所述底部槽口对准并缓慢下降，使所述弧形玻璃面板的底边落座于多个所述承托板上；逐渐卸载所述起吊装置对所述弧形玻璃面板施加的提升力，使所述弧形玻璃面板的自重逐步由多个所述弹性支座组件承受，并使所述弹性件产生弹性压缩；

32、s5：将位于所述弧形玻璃面板顶部的所述夹具组件与所述弧形玻璃面板进行预夹持，并使所述万向球铰组件保持释放状态，以允许所述夹具组件在所述弧形玻璃面板的作用下相对于所述悬吊组件发生转动，使所述夹具组件的夹持面自适应调整至与所述弧形玻璃面板顶部对应区域的局部表面相匹配的夹持姿态；

33、s6：通过所述智能感知组件采集所述夹具组件与所述弧形玻璃面板之间的接触压力分布信息以及所述夹具组件的姿态信息，并根据所述接触压力分布信息判断所述夹具组件与所述弧形玻璃面板之间的贴合状态，以及根据所述姿态信息判断所述夹具组件的姿态稳定状态；

34、s7：当所述贴合状态满足预设贴合条件且所述夹具组件的姿态满足预设姿态稳定条件时，对所述夹具组件施加预设锁紧力矩，使所述夹具组件与所述弧形玻璃面板建立可靠的夹持连接；并控制所述电控锁固组件锁定所述万向球铰组件，以保持所述夹具组件相对于所述悬吊组件的自适应夹持姿态；

35、s8：在所述万向球铰组件锁定后，分别获取多个所述弹性支座组件的所述位移指示件所指示的所述弹性件的压缩位移，并将各所述压缩位移分别与所述预设压缩位移范围进行比较；当任一所述压缩位移超出所述预设压缩位移范围时，通过对应的所述高度调节件调节对应的所述弹性支座组件的高度，以改变对应的所述弹性件的压缩位移，使所述压缩位移处于所述预设压缩位移范围内；

36、s9：重新获取多个所述弹性支座组件的所述弹性件的压缩位移，并重复执行所述s8步骤，直至多个所述弹性支座组件对应的所述弹性件的压缩位移均处于所述预设压缩位移范围内；

37、s10：获取所述吊夹机构的节点标识、所述夹具组件的贴合状态、锁紧力矩、夹具姿态信息、各所述弹性件的压缩位移以及安装时间信息，并将所获取的数据进行关联存储，以形成对应所述弧形玻璃面板的数字化安装质量记录。

38、本发明的有益效果：

39、本发明提供了一种弧形玻璃幕墙吊装装置及吊装方法，通过吊夹机构与底部支座机构的协同配合，吊夹机构利用万向球铰组件使夹具组件能够相对于悬吊组件进行多方向转动，从而适应弧形玻璃面板顶部的曲面姿态，并通过智能感知组件检测夹具组件与玻璃的接触状态及夹持姿态，在满足预设条件后利用电控锁固组件锁定万向球铰组件，使夹具保持稳定的夹持姿态，降低夹持偏斜及局部受力集中的风险；同时，底部支座机构通过沿玻璃弧线方向独立设置的多个弹性支座组件以及对应的高度调节件，使各支撑位置能够分别调整至与玻璃底边相匹配的高度，并利用弹性件对玻璃落位过程中的竖向位移和载荷变化进行缓冲和弹性支承，再通过位移指示件监测各支撑位置的压缩位移，以判断各处支承状态并辅助调整，从而使弧形玻璃面板在吊装落位过程中获得较为均匀、稳定的支承，减少局部悬空、过度顶压及冲击受力，提高弧形玻璃幕墙吊装安装的稳定性和安全性。