CN102976118B - 偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法 - Google Patents

Abstract

一种偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法，步骤如下：使用计算机对吊装系统进行模拟和计算；确定吊车的工作区域；启动A吊车和B吊车；将偏重心超重体吊出距地面一定高度，A吊车和B吊车回转大臂，完成出坑吊装；增加两条柔性吊带，分别绑在偏重心超重体的头部和尾部，同时启动C吊车和D吊车；将A吊车和B吊车的吊带旋转至预定角度，A吊车和B吊车同时起吊，对两点力矩进行转动；完成侧翻后将其安放在运输车上，运至安装目的地后反向重复步骤三至步骤七。本发明解决传统单机大吨位吊车吊装偏重心超重体时起吊下落不稳，立姿放置在运输车上无法平稳进行运输以及采用钢丝绳绑扎时损坏外观的技术问题。

Description

偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法

技术领域

本发明属于荷载吊挂领域，特别是一种对偏重心超重的艺术品进行的空间吊装方法。

背景技术

随着城市快速的发展，越来越多的大型艺术品被带进城市生活之中，放置在公共场所的大型艺术品成为城市公共文化建设成果的一部分。这些艺术品的产生需要进行制作、运输和安装等过程，安装过程可能遇到以下一些问题：

一、传统的形状规则重心不发生偏离的结构，其吊装过程一般采用单机大吨位吊车垂直起吊下落，由于只有一个吊点，势必要准确确定重心的位置，悬挂点需在重心正上方。而当代的大型艺术品由于美学的需要往往设计成结构不规则、偏重心、体积大、重量大的偏重心超重体，不易确定重心的位置。使用传统的吊装方法时，一旦此超重体的悬挂点不在重心正上方，超重体就会发生旋转，重的一侧下降，轻的一侧上升，还能引起一定的摆动，在放下超重体时也会带来很大不便。特别是不合适的吊装方法将引起艺术品在吊装过程中产生损坏，影响美观。

二、大型艺术品的制作地点往往离城市中心较远，需要进行一定的运输工作。将其立姿放置在运输车上容易引起艺术品的重心不稳，产生无法平稳固定在运输车上进行运输的问题，且沿途桥洞的高度所限，需对此艺术品进行角度旋转，平躺放置在运输车上，使运输工作顺利进行。传统的单机大吨位吊车的起吊方法，无法完成艺术品的带角度空间旋转操作。

三、传统方法进行单机大吨位起吊时一般采用钢丝绳绑扎，钢丝绳的缺点是在吊装过程中摩擦艺术品表面，容易损坏艺术品的外观，造成无法弥补的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法，解决传统单机大吨位吊车吊装偏重心超重体时存在起吊下落不稳，立姿放置在运输车上无法平稳进行运输以及采用钢丝绳绑扎时损坏外观的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法，步骤如下：

步骤一：使用计算机模拟技术对吊装系统和待吊的偏重心超重体进行模拟和受力计算，确定所述偏重心超重体的重心位置以及四台吊车各自承担的负载，并依此来选择吊车的型号、吊索的长度和吊带的捆绑位置；

步骤二：根据起吊现场的吊装环境，确定吊车的可移动区域和吊车最大的工作幅度以及吊车的工作位置，在所述偏重心超重体的中部绑扎柔性吊带，使A吊车和B吊车的吊点合力作用点与所述偏重心超重体的重心位置保持一致，将所述偏重心超重体按原始姿势吊出距地面一定高度；

步骤三：所述偏重心超重体吊运至空地上方，C吊车和D吊车进场到位和打腿，进行全荷载接替吊装；增加两条柔性吊带分别绑在所述偏重心超重体的头部和腿部，启动C吊车和D吊车绷紧绑在所述偏重心超重体的头部和腿部的柔性装带，使两吊点的合力作用点在所述偏重心超重体的重心位置上，C吊车和D吊车的两柔性吊带形成的直线为旋转中心线；

步骤四：待C吊车和D吊车全部承受所述偏重心超重体的荷载后，将A吊车和B吊车的两柔性吊带旋转至一定角度，使A吊车和B吊车的两个吊点相对所述旋转中心线形成力矩，完成两点力矩分配；

步骤五：A吊车和B吊车同时起吊，对两点力矩进行转动，循环A吊车和B吊车的吊索起钩升起与C吊车和D吊车的吊索落钩调整的动作，直至所述偏重心超重体的荷载由C吊车和D吊车传回至A吊车和B吊车上，完成90°翻转；

步骤六：松掉C吊车和D吊车的吊索，通过A吊车和B吊车将完成侧翻后的所述偏重心超重体，安放在运输车上，运至安装目的地后，按步骤三至步骤七将所述偏重心超重体起吊、翻转至竖立姿势，安放在待安装位置上，安装完成。

所述的柔性吊带为尼龙丝柔性吊带，柔性吊带采用自然平衡法绑扎，把柔性吊带的中间套挂于吊车吊索的吊钩或吊耳上，当所述柔性吊带受力时，能够自然地在所述吊钩或吊耳的表面滑动，使所述柔性吊带受力均匀。

步骤三中，所述A吊车和B吊车起吊所述偏重心超重体前须先试吊，试吊时离地高度不得大于0.5m。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明克服了传统单机大吨位吊车吊装偏重心超重体时，容易引起起吊下落不稳的技术问题，使用两台吊车对偏重心超重体进行两点起吊，使其稳固地从制作地点吊起，也克服了偏重心超重体立姿放置在运输车上无法平稳进行运输的技术问题，偏重心超重体吊起后，增加两台吊车对其进行四机抬吊，然后在空间进行力矩分配并旋转，使其平躺放置在运输板车上安全稳定地运输至目的地。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法的施工流程图；

图2是本发明实施例提供的吊装方法的步骤三的示意图；

图3是本发明实施例提供的吊装方法的步骤四和步骤五的示意图；

图4是本发明实施例提供的吊车的可移动区域和吊车最大的工作幅度以及吊车的工作位置的流程图；

附图标记：1－偏重心超重体、2－A吊车、3－B吊车、4－柔性吊带、5－C吊车、6－D吊车。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

本发明实施例中，偏重心超重体1为一座不规则艺术品，例如铁狮子，在铸造坑中存放，重心位置不规则，头重脚轻，体型庞大，狮身无固定着力点，需安装至市中心的铁狮子基座上。

参见图1所示，该图示给出了本发明实施例提供的偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法的施工流程；下面，结合该图1对所述的偏重心超重体1即一座空心铁狮子的吊装步骤，详细说明如下：

步骤一：使用计算机三维模拟技术对吊装系统和待吊的铁狮子进行模拟和受力计算，根据计算结果确定待吊的铁狮子的重心位置，确定四台吊车承担的负载，并依此来选择吊车的型号、吊索的长度和吊带的捆绑位置；

由于吊点的数量与位置的选取以及吊装过程中吊点不同步限值的确定问题，是一项系统的过程，因此狮身结构的吊点位置及数量应通过计算确定。本实施例中根据狮身结构的受力特点和确定吊点数量级位置对狮身结构的内力及变形的影响，考虑铁狮子重量大，且在铸造坑中存放，故吊装方法采用双机抬吊出坑，四机抬吊空间旋转变换作业的方式，分析吊车应采用的最优的吊点数量为4个，最合理的吊点位置分别为先绑扎狮身两处，再绑扎头部和腿部两处。

通过计算机建模，模拟计算出铁狮子在站姿和卧姿状态下的重心位置，吊点的布置要满足以下几个条件1、空间旋转90的要求；2、空间稳定；3、主吊点线为副吊点线的旋转中心；4、吊点数量受力合理。以重心垂直方向为对称轴，分别在两侧等距布置吊点，结合铁狮子的外形特点，将铁狮子分成三部分，布置两个主要起吊点比较合理，一个吊点在两前腿之间设置，另一个吊点在两后腿根前面，保证吊装过程不发生滑动，两吊车受力大小基本相同，铁狮子起吊过程正负弯矩大小基本相同，铁狮子的主要两个吊点位置确定。

由于铁狮子的外形尺寸很大，利用计算机三维模拟的计算结果进行吊车的选择，根据铁狮子的重心偏移情况及吊车的性能、重量及铸造坑的吊装距离，对吊车的能力进行分析。

参考吊车性能参数表，确定此实施例采用四台大吨位汽车吊分别为A吊车2的型号为QAY300、B吊车3的型号为QAY200、C吊车5和D吊车6的型号为QY130K来进行吊装任务，同时，还可设两台QY50K吊车做辅助工作。

由于铁狮子头重脚轻，重心不规则，设置的参与抬吊的A吊车2和B吊车3的起重性能不同，靠近头部的为起重量高的吊车，需要确保每台吊车机械负荷小于起重量的80%。

步骤二：根据起吊现场的吊装环境，确定吊车的可移动区域和吊车的最大的工作幅度，并确定吊车的工作位置；该确定方法及流程参见图4所示；该图中，L为被吊物的始点位置与终点位置间的距离，Rmax为吊车的最大工作半径，根据L以及Rmax，结合车的可移动区域来确定吊车的工作起始位置及终止位置；其中始点位置是指被吊物的初始位置；终点位置是指被吊物的最终安放位置。

A吊车2和B吊车3进场到位和打腿，由于此铁狮子为空心，吊装绳索既要承受铁狮子的荷载，保持艺术品的完美性，又不能太坚硬伤及铁狮子表面，因此不能采用钢丝吊装带，而采用柔性吊装带4。

本实施例中，所述的柔性吊装带4为一种尼龙丝材料的吊装带，它既柔软不伤及铁狮子的表面，又坚韧无比，以保证在吊装运输及安装过程不损坏狮身。该柔性吊装带4采用纤维丝无极环绕构成循环状的内部承载芯，外部包裹编织护套管；柔性吊装带4的绑扎采用自然平衡法，把柔性吊装带的中间套挂于吊索的吊钩或吊耳上，当柔性吊装带受力时，能够自然地在吊钩或吊耳的表面滑动，使柔性吊装带受力均匀。

铁狮子的中部绑扎两道柔性吊装带4，并连接到A吊车和B吊车的相应的吊索，A吊车和B吊车起吊石狮子前须先试吊，离地高度不得大于0.5米，绷紧提升吊装带，测定吊臂初始状态数据，试吊合格后，两台吊车将吊钩递送到铁狮子上方，仔细校核吊装带与吊钩是否栓牢，同时分析试吊检查结果，消除问题确认无误后，才缓缓进行吊装；同时启动A吊车2和B吊车3并绷紧吊索和吊装带，使两吊点的合力作用点与铁狮子的重心位置保持一致。

两个吊车在现场指挥调度下同步协调进行抬吊，将铁狮子按原始姿势吊出距地面一定高度，例如为200mm，检查吊带和铁狮子的安全情况后进入正常吊装程序；吊装过程中铁狮子始终保持原始出坑姿势，待其平稳调出铸造坑后，A吊车和B吊车回转大臂，共同将铁狮子向空地上方旋转，完成出坑吊装。必须正确计算每台吊车吊索的长度，使铁狮子在吊装过程中始终保持稳定位置，吊索的安全系数K=6-8。

由于沿途桥洞高度所限，铁狮子运输过程中必须为躺姿，所以在吊装过程中必须将铁狮子空中旋转90°角度，由立姿变为躺姿，放在运输车上，因此增加另外两辆吊车：C吊车和D吊车来进行下一步的操作。

步骤三：铁狮子吊运至空地上方，C吊车5和D吊车6进场到位和打腿，进行全荷载接替吊装；增加两条柔性吊装带4，分别绑在铁狮子的狮颈及狮腿上，同时启动C吊车5和D吊车6并绷紧C吊车5和D吊车6的吊索和吊装带，使两吊点的合力作用点在铁狮子的重心位置保持一致，C吊车5和D吊车6的吊带形成的直线为旋转中心线；

步骤四：参见图2所示，待C吊车5和D吊车6全部承受铁狮子的荷载后，工人将A吊车2和B吊车3的吊装带旋转90°，即由狮身顶部转到狮身的侧面，即由E位置旋转F位置，此时A吊车2和B吊车3的两个吊点相对旋转中心线形成力矩，完成空中增点绑扎，两点力矩分配完毕。

步骤五：参见图3所示，当A吊车2和B吊车3的吊带刚刚受力时，再检查一遍吊带的吊扣及铁狮子受力状况，无异常后，再次发力起吊。A吊车2和B吊车3同时起吊，对两点力矩进行转动。循环A吊车2和B吊车3的吊索起钩升起与C吊车5和D吊车6的吊索落钩调整的动作，直至铁狮子的荷载由C吊车5和D吊车6传回至A吊车2和B吊车3上，当A吊车2和B吊车3的吊钩承受铁狮子的全部重量后，将C吊车5和D吊车6的吊钩全部松掉，使铁狮子平稳翻身90°，完成翻转，铁狮子由立姿变为躺姿。铁狮子翻身时不允许与地面接触，不允许单钩起吊，重心高于捆绑点。C吊车5和D吊车6的吊索落钩调整的角度不大于75°。

步骤六：松掉C吊车5和D吊车6的吊索，利用A吊车2和B吊车3完成侧翻后的铁狮子安放在运输车上，运至安装目的地后，按以上步骤三至七将铁狮子起吊、翻转至竖直方向，安放在待安装的位置上，安装完成。

铁狮子翻身和竖立作业时使用的捆绑点，在铁狮子旋转使吊装带受力不断变化方向时，不得对吊装带有严重的磨损。铁狮子捆绑的位置必须满足在铁狮子翻转过程中各个方向、角度上都有足够的抗力。

空中换点90°翻身作业中，A吊车2和B吊车3的吊钩必须具有在不超负载的情况下单独起吊该铁狮子的能力。

空中一次90°翻身作业中，每个吊钩上的两根吊装带，与绕在铁狮子上的A吊车2和B吊车3必须相等，且不会有滑绳危险。

空中一次90°翻身的重物，在铁狮子不断翻转、吊装带与铁狮子接触受力点不断增加时，吊装带有切割的受力点，必须及时垫以软物；同时防止A吊车2和B吊车3的吊装带在各受力点上预先垫的软物掉下砸人。

本发明采用柔性吊装带对偏重心超重体进行捆绑，防止钢丝绳绑扎会对偏重心超重艺术品的外观产生磨损。

本发明工艺程序设置合理，施工简单，可操作性强，施工成本低，工期短，可广泛应用于偏重心超重体特别是空腔艺术品的吊装。

Claims (3)

1. 一种偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：使用计算机模拟技术对吊装系统和待吊的偏重心超重体进行模拟和受力计算，确定所述偏重心超重体（1）的重心位置以及四台吊车各自承担的负载，并依此来选择吊车的型号、吊索的长度和吊带的捆绑位置；

步骤二：根据起吊现场的吊装环境，确定吊车的可移动区域和吊车最大的工作幅度以及吊车的工作位置，在所述偏重心超重体（1）的中部绑扎柔性吊带（4），使A 吊车（2）和B 吊车（3）的吊点合力作用点与所述偏重心超重体（1）的重心位置保持一致，将所述偏重心超重体（1）按原始姿势吊出距地面一定高度；

步骤三：所述偏重心超重体（1）吊运至空地上方，C 吊车（5）和D 吊车（6）进场到位和打腿，进行全荷载接替吊装；增加两条柔性吊带（4）分别绑在所述偏重心超重体（1）的头部和腿部，启动C 吊车（5）和D 吊车（6）绷紧绑在所述偏重心超重体（1）的头部和腿部的柔性吊带（4），使两吊点的合力作用点在所述偏重心超重体（1）的重心位置上，C 吊车（5）和D 吊车（6）的两柔性吊带形成的直线为旋转中心线；

步骤四：待C 吊车（5）和D 吊车（6）全部承受所述偏重心超重体（1）的荷载后，将A 吊车（2）和B 吊车（3）的两柔性吊带旋转至一定角度，使A 吊车（2）和B 吊车（3）的两个吊点相对所述旋转中心线形成力矩，完成两点力矩分配；

步骤五：A 吊车（2）和B 吊车（3）同时起吊，对两点力矩进行转动，循环A 吊车（2）和B吊车（3）的吊索起钩升起与C 吊车（5）和D 吊车（6）的吊索落钩调整的动作，直至所述偏重心超重体（1）的荷载由C 吊车（5）和D 吊车（6）传回至A 吊车（2）和B 吊车（3）上，完成90°翻转；

步骤六：松掉C 吊车（5）和D 吊车（6）的吊索，通过A 吊车（2）和B 吊车（3）将完成侧翻后的所述偏重心超重体（1），安放在运输车上，运至安装目的地后，按步骤三至步骤七将所述偏重心超重体（1）起吊、翻转至竖立姿势，安放在待安装位置上，安装完成。

2. 根据权利要求1 所述的偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法，其特征在于，所述的柔性吊带（4）为尼龙丝柔性吊带，柔性吊带（4）采用自然平衡法绑扎，把柔性吊带的中间套挂于吊车吊索的吊钩或吊耳上，当所述柔性吊带受力时，能够自然地在所述吊钩或吊耳的表面滑动，使所述柔性吊带受力均匀。

3. 根据权利要求1 所述的偏重心超重体空间两点力矩分配吊装方法，其特征在于：步骤三中，所述A 吊车（2）和B 吊车（3）起吊所述偏重心超重体（1）前须先试吊，试吊时离地高度不得大于0.5m。