手机App就能操作！上海建工四建集团研发出这项预制墙板调垂技术

 1     研发背景

装配式建筑预制墙板安装过程中，调垂工作是必不可少的施工环节。 《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016中明确规定了预制墙板安装尺寸的允许误差，标准中规定：墙板高度小于等于6m时，垂直度允许偏差5mm；高度大于6m时，允许偏差10mm。由于墙板垂直度误差将直接影响工程质量，因此必须予以足够重视。

预制墙板传统调垂工艺采用人工调节，调垂过程需要机械扳手、水平仪、卷尺、铅锤等多种工具配合使用，测垂与调垂工作需边调边测，直至墙板垂直，该工艺流程很大程度上依赖于施工人员的经验与操作熟练度，费时耗力，且墙板垂直度误差难以有效控制。传统工艺中主要调垂过程如下：

首先，在PC墙板吊装落位后，安装支撑杆，水平仪放线结合卷尺测量，确定墙板姿态。

▲确定墙板姿态

管钳卡紧撑杆并转动，调节墙板垂度并校核。

▲管钳转动撑杆反复调节

反复进行测量、调节，直至墙板垂直度满足要求。

▲墙板调至垂直

针对上述问题， 上海建工四建集团对传统调垂工艺及装备进行技术革新，研发了预制墙板工具式智能调垂系统， 旨在实现调垂工作自动化、信息化、智能化及调垂工具小型化。在满足标准规定的墙板垂直度偏差要求的条件下，有效控制调垂精度，提高工作效率，降低人力成本，并通过APP将调垂数据上传至平台，实现调垂信息的记录和保存。 本系统机械设计、控制系统、APP均为四建集团自主研发，并在住建部智能建造试点项目——上海嘉定新城菊园项目中示范应用。

▲上海嘉定新城菊园项目

 2    系统简介

该系统为一套应用于装配式建筑中的预制墙板调垂作业的工具式智能调垂系统。由四部分组成，包括调垂扳手、测垂仪、手持控制器、智能调垂APP。使用时，将测垂仪放置于墙板前方，调垂扳手中心摩擦轮抵住撑杆并抱紧，打开测垂仪和调垂扳手上的控制盒开关后，利用手持控制器控制调垂扳手进行调垂，同时，手机登录调垂APP，在有网和无网状态下均可使用，调垂APP连接手持控制器蓝牙，接收控制器发送的调垂数据，在手机上显示，并在有网络时自动上传数据至平台。

▲产品组成

▲产品实物图

 3    工作原理及性能参数

该系统测垂部分采用平行线法判断墙板姿态，调垂部分利用摩擦传动驱动撑杆，控制信号通过无线模块传递。工作原理分为6步：（1）测垂仪上下端布置激光测距仪，采用平行线法测墙板垂直度；（2）测量数据d1、d2，传输至控制装置；（3）根据d1、d2相对关系，通过控制器内算法推算墙板姿态，进而控制调垂扳手电机正向或反向转动；（4）通过摩擦传动，控制板手将转矩与转速传递给撑杆；（5）撑杆伸缩调整墙体垂直度；（6）当d1=d2，调垂工作自动结束。

▲系统工作原理

性能参数方面，该系统的最大支撑墙板重为3.5t；测垂仪室外使用放置距离3m以内；调垂精度 ≤3mm（高于规范要求《装配式混凝土建筑技术标准》 GB/T 51231-2016）；可免经纬仪、吊线、尺量使用；使用时环境温度在45℃以下。

 4     使用方法

▲调垂操作

使用该系统时，在墙板落位后，安装撑杆并放置测垂仪。放置时将三脚架置于撑杆同侧，测垂仪放置在三脚架楔块上，按下上、下测距仪开关，打开测距仪，测垂仪在重力作用下稳定后，下部倾角仪示数为0。

▲放置测垂仪

▲激光器及倾角仪设计

随后，将调垂扳手中心摩擦轮抵住撑杆，提拉把手，抱爪在连杆机构作用下抱紧撑杆，并产生足够大的夹紧力。至此，调垂前期准备工作结束。

▲调垂扳手就位

打开“智能调垂APP”，用户登录，蓝牙自动搜索附近的测垂仪设备，进行配对连接。点击界面右上角“扫描”按键，扫描墙板上敷贴二维码，进入数据记录页面。

▲智能调垂APP界面

进行调垂控制时，首先按下电源键1，打开控制器；随后，按下确认键2，进入“墙板高度”选择界面；利用上、下方向键3选择墙板高度；按下“模式选择”键4，完成墙板高度选择，此时界面显示上、下测距仪所测距墙板距离参数，并自动控制调垂扳手动作。

▲调垂控制

控制器数据在调垂APP中可实时展示。同时调垂APP具有数据存储功能，供使用者随时查阅所有墙板调垂工作的历史数据。

▲数据展示及查询

 5     社会经济效益

根据目前试用情况，采用本调垂系统可实现两人作业，一人操作调垂扳手，另一人操作调垂扳手同时兼顾使用控制器，较传统调垂工艺可 减少作业人员1名，经济效益显著。 根据试验结果，预制墙板初始垂直度偏差22mm条件下，调垂用时39s，等同条件下，传统作业模式需用时5min~8min, 调垂效率提升明显。 采用本调垂系统墙板垂直精度小于3mm，相比于传统工艺（规范允许值为小于5mm）， 调垂精度得到提高。

目前，研发小组拟开展第二代样机研发，总体目标为保证调节效率和精度的前提下， 进一步提高控制系统稳定性、增强调垂扳手调节能力、测垂仪装置小型化， 届时调垂工作由一名操作人员即可完成， 大大降低人工成本，助力预制装配式智能建造水平提升。

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