CN103072904B - 高耸塔架安装用自稳定双摇臂提升装置 - Google Patents

Abstract

一种高耸塔架安装用自稳定双摇臂提升装置，属于缆索起重机安装领域，它由主桅杆、支承座、铰链支座、提升机构、摇臂变幅机构、桅杆旋转机构及对称设置的一对摇臂组成，同时设置了稳定机构，在吊装过程中装置稳定性好，装置爬升时能够迅速解除稳定状态，实现快速爬升，同时，由于采用了双摇臂和同步变幅机构，使得整个装置受力均匀。

Description

高耸塔架安装用自稳定双摇臂提升装置

技术领域

本发明涉及缆索起重机安装领域，尤其涉及用于缆索起重机塔架安装的起重装置。

背景技术

缆索起重机由于具备跨度大、效率高、造价低廉，且不受气候和地形条件的限制等优点，广泛应用在大跨度桥梁等建设工程中。

塔架作为缆索起重机的重要组成部分，在整个系统中起着支撑和张紧供载重小车行走的主索的作用，对于大型缆索起重机，由于其吊装重量达数百吨，因此塔架的结构尺寸较为庞大，高度往往超过100米，整体重量也在千吨以上。

塔架一般为钢制矩形截面的桁架结构，由标准立柱柱和连系构件组成标准节，通过多个标准节的竖向连接，达到所需要的高度。对于施工场地不受限制的的场合，往往采用大型吊车进行塔架的安装，其速度快，高空作业量少，但对于大型机械无法进入的山区、河道，只能通过传统的提升方法进行塔架的安装。

传统的提升方法是利用塔架与桅杆的结合，通过卷扬机、滑轮组、手拉葫芦等设备实现塔架与桅杆互为依托、渐次提升的目的，具有造价低廉、操作方便、灵活、成本低等优点。

但传统提升方法也有缺点，一是单摇臂结构必须有相应的设备来平衡吊装带来的偏心力矩，同时使得主桅杆结构尺寸增大；二是提升装置在吊装时，尤其是在臂杆转动过程中整体稳定性较差，虽然可以通过把桅杆焊在塔架上或拉揽风绳等措施增加系统稳定，但会带来操作繁琐、效率低下的问题。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种设有稳定机构的双摇臂桅杆提升装置。

为实现上述目的，本发明的基本构思为：一种高耸塔架安装用自稳定双摇臂提升装置，包括主桅杆、铰链支座、桅杆旋转机构、支承座及变幅机构、提升机构和对称设置的摇臂，所述提升机构包括设置于地面的卷扬机及导向滑车；所述支承座能够在由已安装的标准立柱围成的空间内垂直移动，其底部设置的承重梁将提升装置自重及吊装载荷传递到塔架连系构件的横梁上；所述桅杆旋转机构包括设置在支承座上的一对轴承；所述铰链支座固定在主桅杆上，摇臂通过铰链支座与主桅杆活动连接；所述主桅杆通过桅杆旋转机构与支承座连接，主桅杆带动摇臂能够围绕主桅杆的轴线转动；本装置还包括能够限制支承座在塔架内晃动的稳定机构，所述稳定机构包括稳定座和顶杆，分两层设置在支承座的顶面和底面靠近标准立柱的四个角上，稳定座和顶杆设有互相配合的螺纹，稳定座与支承座固定，转动顶杆时，其端部能够紧密贴合在标准立柱的外壁上。

作为实现本发明基本构思的第一种技术方案，其中所述摇臂变幅机构为对称挂在主桅杆顶部的两个变幅葫芦，所述变幅葫芦的起重链钩头挂在摇臂的末端，通过收紧或放松起重链，实现相对应的摇臂变幅。

作为实现本发明基本构思的第二种技术方案，其中所述摇臂变幅机构包括滑套、变幅葫芦及变幅绳，所述滑套套装在主桅杆上，且能够在其上垂直滑动，所述变幅绳的两端分别与摇臂和滑套连接，通过收紧或放松变幅葫芦的起重链，能够牵引滑套沿主桅杆外表面上下滑动。

作为对第二种技术方案的进一步改进，优选一是其中变幅葫芦悬挂在主桅杆的顶部，变幅葫芦的起重链钩头挂在滑套的上端；优选二是其中变幅葫芦悬挂在滑套的下端，变幅葫芦的起重链钩头挂在铰链支座上，所述变幅绳绕过对称设置在主桅杆顶部的滑轮后与滑套连接。

以上两种优选方案中，在收紧或放松变幅葫芦的起重链时，能够牵引滑套沿主桅杆外表面上下滑动，从而带动摇臂同步变幅。此两种优选方案可以进一步降低桅杆结构尺寸，增加装置操作稳定性。

以上两种优选方案中变幅绳和变幅葫芦与滑套连接的位置优选相错90⁰。

本发明所采用的技术方案由于采用了稳定机构，在吊装作业时装置稳定性好，装置爬升时能够迅速解除稳定状态，实现快速爬升，同时，由于采用了双摇臂和同步变幅机构，使得整个装置受力均匀，能够减轻装置的重量。

附图说明

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明提升装置的俯视图。

图2是图1沿A-A线的剖视图。

图3是本发明的变幅机构第一种优选方案局部立面图。

图4是本发明的变幅机构第二种优选方案局部立面图。

图5是提升装置爬升示意图。

图中标记说明：主桅杆1，摇杆2，铰链支座3，提升机构4，稳定机构5，标准立柱6、6′，支承座7，连系构件8，桅杆旋转机构9，承重梁10，导向滑车11，卷扬机12，变幅机构13，变幅葫芦14，稳定座15，顶杆16，滑套17，变幅绳18，滑轮19，爬升葫芦20，稳定葫芦21。

具体实施方式

准朔铁路黄河特大桥缆索起重机额定起重量为280t，跨度480m，位于黄河两岸的塔架高度分别为126m和119m，塔架由标准立柱及连系构件组成，标准立柱为φ800mm×16mm钢管，长度8000mm，两端焊接连接法兰，每根立柱的重量为2700Kg，塔架横截面为4828mm×4828mm（立柱中心距）。

图1、图2为本发明的整体结构图，图中主桅杆1由φ219*10无缝钢管制成，高度为14m，在其中间部位焊接铰链支座3，摇臂2采用φ159*8无缝钢管制成，长度为7.2m，其根部焊接轴耳，铰链支座3对称设置两套铰链，摇臂2通过销轴与铰链连接后，能够围绕销轴沿垂面上下摆动。

提升机构中包括两台5t的单筒卷扬机，每台分别提升其中一根摇臂上的重物，卷扬机通过地锚固定在地面上，在塔架基础中心位置的地面上固定导向滑车，来自卷扬机的钢丝绳通过该导向滑车，引入设在摇臂根部的滑轮，在沿摇臂向其末端延伸后，最终绕过挂在摇臂末端的滑轮。两台单筒卷扬机也可以用一台双卷筒卷扬机代替，实现两根摇臂上的重物同步提升。

卷扬机钢丝绳的末梢系挂专用吊具，该吊具尺寸与标准立柱6的端部尺寸相匹配，可用螺栓快速连接标准立柱6。

支承座7采用工字钢和钢板焊接成箱型结构，横截面尺寸为4m×4m，高度为3.2m。

承重梁10通过螺栓或焊接等方式固定在支承座7底部，横担在连系构件8的横梁上。其由钢板焊接成箱型结构，截面尺寸为300mm×300mm，长度为5.1m，吊装重量通过其传递到塔架结构上。考虑到以后塔架拆卸过程中支承座7由上向下落到下一层标准节中时，承重梁10的长度无法随支承座7通过连系构件8，因此可以将承重梁10伸出支承座7的部分做成可拆结构。

桅杆旋转机构9包括两个分别设置在支承座7箱型结构上下面中心的上、下轴承座，上轴承座内安装内径为220mm的6044型深沟球轴承，下轴承座内安装内径为220mm的32044型圆锥滚子轴承，主桅杆1底部焊接轴头，以便通过轴承将吊装重量传递到支承座7上，在主桅杆1合适位置设置杠杆以方便吊装时旋转摇臂。

稳定系统5包括8套设置在支承座7上下面四个角上的稳定座15和顶杆16，稳定座15和顶杆16分别设相互配合的M72内、外螺纹，稳定座15与支承座7固定连接，其内螺纹轴线为水平方向，其两端的延长线分别通过塔架中心和标准立柱6的中心，顶杆16在稳定座15内向标准立柱6方向旋转时，其端部的弧形顶板压紧在标准立柱6的外壁，从而使支承座7与已安装的塔架结构连为一体，此时稳定机构被锁紧。

摇臂变幅机构包括一对悬挂在主桅杆顶部的变幅葫芦14，通过收紧或放松起重链，实现相对应的摇臂变幅。

图3是摇臂变幅机构的一种优选方案，包括滑套17、变幅葫芦14及变幅绳18，其中滑套17套装在主桅杆上，与主桅杆1滑动连接，变幅绳18的一端连接在摇臂2的中部，另一端与滑套17连接，变幅葫芦14悬挂在主桅杆1的顶端，起重链的钩头挂在滑套17上。

图4是摇臂变幅机构的另一种优选方案，包括滑套17、变幅葫芦14、滑轮19及变幅绳18，其中滑套17套装在主桅杆1上，与主桅杆1滑动连接，滑轮19对称悬挂在主桅杆1顶部，变幅绳18的一端连接在摇臂2的末端，另一端绕过与其对应的滑轮19后与滑套17连接，变幅葫芦14悬挂在滑套17的下端，起重链的钩头挂在铰链支座3上。

以上两种优选方案中，在收紧或放松变幅葫芦14的起重链时，能够牵引滑套17沿主桅杆1外表面上下滑动，从而带动摇臂2同步变幅。

以上两种优选方案中变幅绳18和变幅葫芦14与滑套17连接的位置优选相错90⁰。

图5是提升装置爬升示意图。图中4个爬升葫芦20系挂在标准立柱6′的顶部，起重钩挂在支承座7上；4个稳定葫芦21系挂在主桅杆1的顶部，起重钩挂在标准立柱6′的顶部。提升装置在标准立柱6′吊装完毕后，松开稳定机构5，通过配合收放爬升葫芦20和稳定葫芦21，将支承座7连同主桅杆1提升超过一个标准立柱的高度，在安装标准立柱6′的下半部分连系构件后，将提升装置落在连系构件的横梁上，完成爬升过程。

本提升装置使用方法及操作步骤如下：

⑴ 检查复测塔架安装基础尺寸；

⑵ 将待安装的立柱、构件运至塔架基础旁；

⑶ 用汽车吊或其它机械将塔架的第一层4根标准立柱6安装到基础上，安装下半部分的连系构件8，使竖立的4根标准立柱6形成一个整体；

⑷ 用汽车吊配合安装承重梁10、支承座7、主桅杆1，摇杆2以及提升机构4、变幅机构13；

⑸ 锁紧稳定机构5；

⑹ 开动卷扬机12，两个摇臂2同步提升第二层的一对标准立柱6′，收放变幅葫芦14，旋转主桅杆1，使标准立柱6′落在第一层标准立柱6的顶部，紧固标准立柱6′与6的连接螺栓；

⑺ 重复步骤⑹，安装另外一对标准立柱6′；

⑻ 松开稳定机构5，交替放松稳定葫芦21和收紧爬升葫芦20，使提升装置爬升超过一个标准立柱6的高度；

⑼ 安装第二层标准立柱6′之间下半部分连系构件，将提升装置落在构件横梁上；

⑽ 安装第一层标准立柱6之间遗留的连系构件；

⑾ 重复步骤⑸～⑽，直至塔架安装完毕。

Claims (5)

1.一种高耸塔架安装用自稳定双摇臂提升装置，包括主桅杆（1）、铰链支座（3）、桅杆旋转机构（9）、支承座（7）及变幅机构（13）、提升机构（4）和对称设置的摇臂（2），所述提升机构（4）包括设置于地面的卷扬机（12）及导向滑车（11）；所述支承座（7）能够在由已安装的标准立柱（6）围成的空间内垂直移动，其底部设置的承重梁（10）将提升装置自重及吊装载荷传递到塔架连系构件（8）的横梁上；所述桅杆旋转机构（9）包括设置在支承座（7）上的一对轴承；所述铰链支座（3）固定在主桅杆（1）上，摇臂（2）通过铰链支座（3）与主桅杆（1）活动连接；所述主桅杆（1）通过桅杆旋转机构（9）与支承座（7）连接，主桅杆（1）带动摇臂（2）能够围绕主桅杆（1）的轴线转动；其特征在于：还包括能够限制支承座（7）在塔架内晃动的稳定机构（5），所述稳定机构（5）包括稳定座（15）和顶杆（16），分两层设置在支承座（7）的顶面和底面靠近标准立柱（6）的四个角上，稳定座（15）和顶杆（16）设有互相配合的螺纹，稳定座（15）与支承座（7）固定，转动顶杆（16）时，其端部能够紧密贴合在标准立柱（6）的外壁上。

2.按照权利要求1所述的自稳定双摇臂提升装置，其特征在于：所述摇臂变幅机构（13）为对称挂在主桅杆（1）顶部的两个变幅葫芦（14），所述变幅葫芦（14）的起重链钩头挂在摇臂（2）的末端。

3.按照权利要求1所述的自稳定双摇臂提升装置，其特征在于：所述摇臂变幅机构（13）包括滑套（17）、变幅葫芦（14）及变幅绳（18），所述滑套（17）套装在主桅杆（1）上，且能够在其上垂直滑动，所述变幅绳（18）的两端分别与摇臂（2）和滑套（17）连接，通过收紧或放松变幅葫芦（14）的起重链，能够牵引滑套（17）沿主桅杆（1）外表面上下滑动。

4.按照权利要求3所述的自稳定双摇臂提升装置，其特征在于：所述变幅葫芦（14）悬挂在主桅杆（1）的顶部，变幅葫芦（14）的起重链钩头挂在滑套（17）的上端。

5.按照权利要求3所述的自稳定双摇臂提升装置，其特征在于：所述变幅葫芦（14）悬挂在滑套（17）的下端，变幅葫芦（14）的起重链钩头挂在铰链支座（3）上，所述变幅绳（18）绕过对称设置在主桅杆（1）顶部的滑轮（19）后与滑套（17）连接。