CN101368455B - 金属高塔低桅杆吊装装置及吊装制造方法 - Google Patents
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Abstract
金属高塔低桅杆吊装装置及吊装制造方法。有低桅杆框架、葫芦和导轮；桅杆高为高塔的1/3～1/2；桅杆上固定上、下两层导轮，导轮中心轴沿高塔外圆切线布置，其间距为20～50mm。高塔由若干塔节焊接而成，采用提升上一节，推入下一节，然后焊接，以此重复使塔节不断增高制造完成。导轮控制塔节上升直线度和重心的位移。桅杆下端设斜面支撑基脚，增大翻转半径，使框架坚实稳固。上升不偏转、不倾斜、直线上升。与现有高度为塔高2/3以上的高桅杆框架相比，克服了高桅杆吊装困难，高空作业不安全、需用大吊车和加“风浪绳”等弊端，同时桅杆低，节省材料，工程简便，简少投资。可用于各种金属高塔，特别是石化部门用的高大塔类的现场制作。
Description
(一)技术领域：本发明涉及金属高塔的一种吊装装置和吊装制造方法，属专门用途的建筑物，如：塔；桅杆等架设方法类(E04H)。本吊装装置及方法适用于塔高大于30米的金属高塔的安装。
(二)背景技术：
现有的金属高塔，如石化部门用的制造化工产品的再生塔，见图9，再生塔1为圆形塔由多节圆环塔节1a1、1a2……1an焊接而成。吊装装置N如下构成：桅杆框架2n周向由多根竖向桅杆2.1n和两根桅杆间的横梁2.2n形成多面体；多面体正面最宽，有顶横梁，无底横梁，以便推入塔节。周向桅杆数由框架强度稳定性选择。每根顶横梁至少装一组人工葫芦3，葫芦带有上钩3.2、钢链3.3和挂钩4；每个葫芦用上钩3.2挂在顶横梁上套有的钢环3.1上，葫芦位置固定不动，人工拉动吊钩4带动钢链3.3上下移动，并挂接在塔节外周的吊耳1b上。桅杆框架2n高度h2n取为大于塔高H1的2/3，称为高桅杆框架。
高桅杆框架再生塔吊装制造方法是采用传统的倒装法，即是在高桅杆框架内从地面焊接笫一个塔节后吊装上升、推入下一塔节并焊接为一体，再吊装上升，循环此过程，塔节组件不断增高上升，直至高塔制成。上述传统的金属高塔高桅杆装置及吊装制造方法存在如下问题：①桅杆框架2n的高度h2n太高，一般均大于高塔重心O的高度h0，重心高h0＝2/3塔高H1，由此桅杆自身稳定差。②桅杆制作难度大，高处安装时需使用大吊车，成本高。③工人需高空作业，安全性差。④投入安装辅材多。
现有的金属高塔的吊装制造方法还有不采用高桅杆的，但吊装过程需采用液压千斤顶，这种昂贵设备大大增加吊装制造成本。
(三)发明内容：
本发明提供的金属高塔的低桅杆吊装装置及吊装制造方法，就是解决现有的金属高塔的吊装装置及吊装制造方法产生的吊装不稳定、高空作业不安全、用辅料多及用大吊车制造成本高等问题。其技术方案如下：
金属高塔低桅杆吊装装置，包括桅杆框架、固定在桅杆框架上的周向多个人工葫芦，其特征是：
A)桅杆框架高度取为高塔总高的1/3～1/2倍；B)桅杆框架中周向分布的每根桅杆上沿塔高向设置上、下两组导轮组件，由此桅杆框架内形成上、下两层周向布置的导轮组件；每组导轮组件中导轮导轮轴与该处高塔外圆切线平行，该切线与导轮边缘处间的径向间距取为20～50mm；导轮通过导轮轴和支撑架支撑于桅杆上，导轮与高塔各塔节间为滑动配合；C)桅杆框架下方与地面间设加固的斜面支撑基脚。
上述低桅杆吊装装置的具体优化结构和尺寸在实施例中结合附图详细描述。
金属高塔低桅杆吊装装置的吊装制造方法，其特征是该方法包括下列步骤：
1)制作安装上述的金属高塔低桅杆吊装装置；2)制作第一塔节，并在周向分布固定吊耳；将第一个塔节推入桅杆框架内地面上；并将固定在桅杆框架上的周向布置的多个葫芦的吊钩拉动下移，分别挂在第一个塔节的多个吊耳上；3)人工操作人工葫芦，将第一个塔节上升离开地面一个塔节高后，再将制作好放在地面的第二个塔节推入桅杆框架内第一个塔节下方，并焊接为一体；4)以此类推重复上述步骤：塔节组件在吊装上升、推入下一塔节和焊接的循环过程中不断上升增高，穿过周向布置的两层导轮；第一个塔节上升在与固定葫芦安装高度位置相匹配的吊点最高位置；5)将葫芦吊钩从第一个塔节的吊耳上取下，挂在下面塔节的吊耳上，(更换吊点)继续操作葫芦提升塔节到吊点最高位置；重复上述步骤，一直吊装焊接到最下一个塔节；6)拆除低桅杆吊装装置；金属高塔吊装制造完成。
本发明有益效果：
i.现有的高桅杆传统倒装法采用桅杆和吊点高大于被起吊重物重心高，基于重物在桅杆框架内摆动，不会倒塌的原理，当然必须是桅杆稳固和安全为前提。若从本金属高塔的吊装方式来看，被吊重物(塔节组件)若倒塌：一是重物要摆动，产生冲击功；二是重心要位移。本发明在每根桅杆上装了上、下导轮，控制被吊物的上升直线度，也就是控制重心的偏移。ii.在每根桅杆下端向外加一个斜面支撑基脚，增大桅杆倾斜翻转半径，使低桅杆框架坚实稳固。由此保证了低桅杆吊装安全可靠性。iii.上升过程不偏转、不倾斜和直线上升。iv.桅杆降低至1/3，节省材料，工程简便，简少投资。v.焊接、探伤都可以在低空完成，降低了高桅杆吊装困难，高空作业不安全、需用大吊车和需加‘风浪绳’等弊端。
(四)附图说明：
图1低桅杆吊装装置和吊装制造完成的金属高塔1结构及位置示意图
图2图1K向视图(低桅杆吊装装置M俯视图)
图3图2I局部放大图(葫芦的吊钩4和高塔吊耳1b的挂接)
图4图1II局部放大图(葫芦3自身构件和与横梁2.2的连接结构)
图5图2III局部放大图(导轮组件5俯视图)
图6图1IV局部放大图(斜面支撑基脚2.3和下导轮组件5示图)
图7低桅杆吊装制造方法步骤2)和3)(见图7左半部图示)
低桅杆吊装制造方法步骤4)(见图7右半部图示)示意图
图8低桅杆吊装制造方法步骤5)示意图
图9现有高桅杆吊装装置和吊装制造完金属高塔1结构及位置示意图
(五)具体实施方式：
见图1，本实施例再生塔1为圆形塔，直径DN＝5000mm，塔高H1＝45000mm，共约180吨。每个塔节高h1＝2000mm，共约23个塔节(见图1(1)-(23))，桅杆框架2高度h2＝18000mm(约为塔高H1的0.4)。
见图2，吊装装置M如下构成：桅杆框架2由6根竖向桅杆2.1和两根桅杆间的横梁2.2共6根，形成六面体；六面体正面最宽，有顶横梁2.21，无底横梁，以便从地面推入塔节。每根顶横梁2.2和2.21上装两组人工葫芦3，周向共设12组葫芦，12个吊钩4分别同时挂在某一个塔节周向12个吊环1b上。见图4，葫芦3上带有上钩3.2、钢链3.3和吊钩4；每个葫芦3用上钩3.2挂在顶横梁上套有的钢环3.1上，葫芦3位置不动，可人工拉动吊钩4带动钢链3.3上下移动吊钩4。见图3，葫芦3下方通过它的钢链3.3和吊钩4，挂接在高塔塔节1的吊耳1b上。葫芦3的数量和吨位由被吊高塔重选择，此处选的每个葫芦吨位为20吨。。
见图1，每根桅杆2.1上沿塔高Z向设置上、下两组导轮组件5，桅杆框架2内形成上、下两层周向布置的导轮组件5；见图2，每层共6组导轮组件5，与桅杆数量6相同。见图1，上层导轮组件5设置在桅杆2.1的顶端，下层导轮组件5沿塔高设在距地面高度h5处，距地面约为1个塔节高h1(也可见图1和图6)。一般上、下两层导轮组件5间距离H5尽可能加大对塔节组件直线上升更好，也就是上下导轮组件5均设在桅杆2.1上、下端点最优，但下层导轮组件5高度h5距地面必须至少留有1个塔节高h1，以不影响塔节的推入。
见图6(可同时见图2)每根桅杆2.1下方外侧与地面间设加固的一个斜面基脚2.3。斜面支撑基脚2.3高度h2.3视桅杆高度h2而定，一般可取为0.2～0.35桅杆框架高h2。斜面支撑基脚2.3与地面的斜角α2.3一般取为60°为隹。
见图5，导轮5.1通过导轮轴5.2和支撑架5.3支撑于桅杆2.1上。支撑架5.3至少设有套于导轮轴5.2伸出两端的两块连接筋板5.3a，每块连接筋板5.3a一端开有与导轮轴伸出端滑动配合的轴孔，另一端固定于桅杆2.1。支撑架5.3内也可以按需要增设固定于桅杆，且支撑连接筋板5.3a的其它支撑板。导轮5.1采用轮鼓形为佳(见图5)。导轮轴5.2可用穿过导轮中心两端插入筋板5.3a轴孔内的一根中心轴。导轮轴5.2与该处高塔外圆切线1.1平行，该切线1.1与导轮5.1边缘处O5间的径向间距△5可取为20～30mm。或者取△5取为25mm。当被吊塔节组件上升径向摆动与导轮5.1碰撞时，此时导轮和导轮轴同时转动，导轮轴两端在两连接筋板孔内滑动，实现各导轮5.1与高塔各塔节间的滑动配合。由此限制各塔节吊装上升中的径向摆动和倾倒冲击功，控制高塔上升保持垂直方向。
见图1～图8，低桅杆吊装制造方法有如下步骤：
1)见图1～图6，首先制作上述低桅杆吊装装置M。2)见图7左半部图示，制作第一塔节1a1，并在周向分布焊接12个吊耳1b1；将第一个塔节1a1推入桅杆框架2内地面上，将固定在桅杆框架2上方周向布置的12个葫芦3的吊钩4拉动下移，分别挂在第一个塔节的12吊耳1b1上；3)见图7左半部图示，人工操作人工葫芦3，将第一个塔节1a1上升离开地面一个塔节高h1后，再将放在地面的第二个塔节1a2推入桅杆框架内第一个塔节1a1下方，并焊接为一体；4)见图7的右半部图示，以此类推重复上述步骤：塔节组件在吊装上升、推入下一塔节和焊接的循环过程中不断上升增高，穿过周向布置的两层导轮5.1；第一个塔节1a1上升在与葫芦3安装高度位置相匹配的吊点最高位置A；5)见图8，将12吊钩4从第一个塔节1a1的12个吊耳1b1上取下，挂在下面的某一塔节外的12个吊耳上(更换吊点，笫二层吊耳1b焊接在哪一个塔节，应由葫芦的钢链3.3长度和每个塔节高度确定)，继续操作葫芦3提升塔节到吊点最高位置A；重复上述步骤，一直吊装焊接到最下一个塔节1a23。6)拆除上述低桅杆吊装装置M；金属高塔吊装制造完成。
Claims (6)
1.金属高塔低桅杆吊装装置，包括桅杆框架(2)、固定在桅杆框架上的周向多个人工葫芦(3)，其特征是
A)桅杆框架(2)高度(h2)取为高塔(1)总高(H1)的1/3～1/2倍；
B)桅杆框架(2)中每根桅杆(2.1)上沿塔高(Z)向设置上、下两组导轮组件(5)，由此桅杆框架(2)内形成上、下两层周向布置的导轮组件(5)；每组导轮组件(5)中导轮轴(5.2)与该处高塔外圆切线(1.1)平行，该切线(1.1)与导轮(5.1)边缘处(O5)间的径向间距(Δ5)取为20～50mm；导轮(5.1)通过导轮轴(5.2)和支撑架(5.3)支撑于桅杆(2.1)上，导轮(5.1)与高塔各塔节间为滑动配合；
C)桅杆框架(2)下方与地面间设加固的斜面支撑基脚(2.3)。
2.按权利要求1所述吊装装置，其特征是斜面支撑基脚(2.3)高度(h2.3)取为0.2～0.35桅杆框架高(h2)斜面支撑基脚(2.3)与地面的斜角(α2.3)取为60°。
3.按权利要求1所述吊装装置，其特征是上组导轮组件(5)设置在桅杆(2.1)的顶端；下组导轮组件(5)设置在桅杆(2.1)下端距地面高度(h5)为一个塔节高处(h1)。
4.按权利要求1所述吊装装置，其特征是支撑架(5.3)包括套于导轮轴(5.2)伸出两端的两块连接筋板(5.3a)，每块连接筋板(5.3a)一端开有与导轮轴伸出端滑动配合的轴孔，另一端固定于桅杆(2.1)。
5.按权利要求1所述吊装装置，其特征是间距(Δ5)取为20～30mm。
6.用权利要求1所述金属高塔低桅杆吊装装置的吊装制造方法，其特征是该方法包括下列步骤：
1)制作安装按权利要求1所述的金属高塔低桅杆吊装装置(M)；
2)制作组成高塔的笫一塔节(1a1)，并在第一塔节周向分布固定吊耳(1b1)；将第一个塔节(1a1)推入桅杆框架(2)内地面上；并将固定在桅杆框架上的周向布置的多个葫芦(3)的吊钩(4)拉动下移，分别挂在第一个塔节的多个吊耳(1b1)上；
3)人工操作人工葫芦(3)，将第一个塔节(1a1)上升离开地面一个塔节高后，再将制作好放在地面的第二个塔节(1a2)推入桅杆框架(2)内第一个塔节(1a1)下方，并焊接为一体；
4)以此类推重复上述步骤：塔节组件在吊装上升、推入下一塔节和焊接的循环过程中不断上升增高，穿过周向布置的导轮(5.1)；第一个塔节(1a1)上升在与固定葫芦(3)安装高度位置相匹配的吊点最高位置(A)；
5)将葫芦吊钩(4)从第一个塔节(1a1)的吊耳(1b1)上取下，挂在下面塔节外的吊耳(1b)上，继续操作葫芦(3)再次提升塔节到吊点最高位置(A)；重复上述步骤，一直吊装焊接到最下一个塔节；
6)拆除上述低桅杆吊装装置(M)；金属高塔吊装制造完成。
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