CN103469769A

CN103469769A - 混凝土取料平台及防撞缓冲装置

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Publication number: CN103469769A
Application number: CN2013104539312A
Authority: CN
Inventors: 张建中; 李艳阳; 田和清; 刘二虎; 张闽金; 李永来; 景晓东
Original assignee: China Gezhouba Group No 1 Engineering Co Ltd
Current assignee: China Gezhouba Group No 1 Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-29
Also published as: CN103469769B

Abstract

一种混凝土取料平台及防撞缓冲装置，包括卸料平台，卸料平台的一侧设有吊罐平台，所述的卸料平台和吊罐平台为沿着边坡布置的一段延伸段平台，在卸料平台朝向吊罐平台的侧面设有防撞缓冲装置，所述的防撞缓冲装置分为多个单元，沿着卸料平台布置。防撞缓冲装置中，面板背面与多根滑杆焊接连接，滑杆的端头焊接有螺杆；贝雷梁上还与滑杆相对应地设有多个滑套；滑杆依次穿过缓冲垫、支承架、滑套和弹簧与螺母连接。本发明通过设置的面板、缓冲垫和滑杆可以有效减缓吊罐对取料平台的冲击。进一步的降低取料平台的建设成本，由于本发明采用的是活动缓冲装置，缓冲余地大，则装置不易损坏，从而延长了使用寿命，降低了维修成本。

Description

混凝土取料平台及防撞缓冲装置

技术领域

本发明涉及电站拱坝浇筑中的混凝土供料领域，特别是一种混凝土取料平台及防撞缓冲装置。

背景技术

某拱坝工程建于深山峡谷，混凝土浇筑施工的主要垂直运输手段多是采用缆索起重机，而缆索起重机的吊罐取料，就离不开混凝土运输车辆的卸料平台和放置混凝土吊罐的取料平台。

国内高拱坝工程因其山形地势不同，多以砌筑混凝土取料平台为主。本例中的坝址两侧山势陡峭，砌筑混凝土施工平台，其开挖工程量很大。拟采用卸料平台和吊罐平台结构，采用钢格构梁柱、混凝土面板结构。为了方便取料搭建在拱肩槽顶部边坡上，整个平台分上下两层，上层为自卸车卸料平台，下层为停放吊罐的料罐平台。平台表面为混凝土面；承重梁采用贝雷片组成的贝雷梁系；支撑部分采用格构柱结构。上层卸料平台设计载荷按车队40吨载荷、挂车100吨载荷。吊罐净重5.5吨，调运混凝土重量24吨，约10m³。

由于两平台结构设计简单，施工容易，造价低。台面主要承载车辆、吊罐自重引起的垂直负荷和车辆、吊罐动态冲击负荷。产生的技术问题在于：平台侧边抵抗吊罐的冲击负荷的能力很差。吊罐回程取料时对平台侧边的冲击载荷很大，冲击力集中，很容易造成平台侧边贝雷梁严重变形破坏，形成重大安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土取料平台及防撞缓冲装置，减缓吊罐对取料平台的冲击，且降低取料平台的建设和维修成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种混凝土取料平台，包括卸料平台，卸料平台的一侧设有吊罐平台，所述的卸料平台和吊罐平台为沿着边坡布置的一段延伸段平台，吊罐平台低于卸料平台的高程，吊罐平台低于卸料平台之间的高程差略高于吊罐的高度；

在卸料平台朝向吊罐平台的侧面设有防撞缓冲装置，所述的防撞缓冲装置分为多个单元，沿着卸料平台布置。

在吊罐一侧与防撞缓冲装置相对应的位置还设有缓冲平垫。

卸料平台底部设有由格构柱支撑的一层贝雷梁，防撞缓冲装置安装在所述的贝雷梁上。

所述的防撞缓冲装置中，面板背面与多根滑杆焊接连接，滑杆的端头焊接有螺杆；

支承架与贝雷梁焊接连接，贝雷梁上还与滑杆相对应地设有多个滑套；

滑杆依次穿过缓冲垫、支承架、滑套和弹簧与螺母连接；

所述的面板上端与下端设有向背面的弯折段。

所述的面板宽度为1~1.8米，上端弯折段与面板延伸线的夹角为10~30°，下端弯折段与面板延伸线的夹角为15~45°。

所述的滑杆为至少三根。

吊罐平台底部设有由格构柱支撑的一层贝雷梁，吊罐平台的两侧设有防护栏。

一种混凝土取料平台的防撞缓冲装置，面板背面与多根滑杆焊接连接，滑杆的端头焊接有螺杆；

滑杆依次穿过缓冲垫、支承架、滑套和弹簧与螺母连接；

所述的面板上端与下端设有向背面的弯折段。

所述的滑杆为至少三根。

在本发明的技术方案之前，拟采用的设计方案为第一种形式是混凝土结构形式。即平台侧面砌筑坚固的混凝土侧墙，同时为了减少吊罐的冲击力，在吊罐侧加装缓冲垫。这种形式比较适宜于易进行土石方开挖施工的地形，对建筑平台位置的地形要求比较高，对于不易于土石方开挖的地形，施工成本非常高。

第二种形式是钢构架复合缓冲结构形式，如图3中所示。即平台侧面满铺结构钢梁做承载冲击的基础，钢梁表面铺方木和旧轮胎做缓冲层。这种形式搭建成本高，吊罐与缓冲层易产生擦挂，其维修费用高。其特点是卸料平台的搭建对地形位置要求不高。

本发明提供的一种混凝土取料平台及防撞缓冲装置，通过设置的面板、缓冲垫和滑杆可以有效减缓吊罐对取料平台的冲击。进一步的采用该结构可以减少防护面积，从而降低取料平台的建设成本，由于本发明采用的是活动缓冲装置，缓冲余地大，则装置不易损坏，从而延长了使用寿命，降低了维修成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明中防撞缓冲装置的结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为拟采用的钢构架复合缓冲结构示意图。

图中：面板1，缓冲垫2，滑杆3，弹簧4，支承架5，滑套6，螺母7，防撞缓冲装置8，卸料平台9，边坡10，吊罐11，缓冲平垫12，吊罐平台13，防护栏14，格构柱15，贝雷梁16，缆机吊钩17，方木18。

具体实施方式

如图2中，一种混凝土取料平台，包括卸料平台9，卸料平台9的一侧设有吊罐平台13，所述的卸料平台9和吊罐平台13为沿着边坡10布置的一段延伸段平台，吊罐平台13低于卸料平台9的高程，吊罐平台13低于卸料平台9之间的高程差略高于吊罐11的高度；

在卸料平台9朝向吊罐平台13的侧面设有防撞缓冲装置8，所述的防撞缓冲装置8分为多个单元，沿着卸料平台9布置。

在吊罐11一侧与防撞缓冲装置8相对应的位置还设有缓冲平垫12。

卸料平台9底部设有由格构柱15支撑的一层贝雷梁16，防撞缓冲装置8安装在所述的贝雷梁16上。

如图1中，所述的防撞缓冲装置8中，面板1背面与多根滑杆3焊接连接，滑杆3的端头焊接有螺杆；

支承架5与贝雷梁16焊接连接，贝雷梁16上还与滑杆3相对应地设有多个滑套6；

滑杆3依次穿过缓冲垫2、支承架5、滑套6和弹簧4与螺母7连接；

所述的面板1上端与下端设有向背面的弯折段。

优选的，所述的面板1宽度为1~1.8米，上端弯折段与面板1延伸线的夹角为10~30°，下端弯折段与面板1延伸线的夹角为15~45°。

优选的，所述的滑杆3为至少三根。

吊罐平台13底部设有由格构柱15支撑的一层贝雷梁16，吊罐平台13的两侧设有防护栏14。

实施例2：

本发明的缓冲装置，也可以单独用于其他吊装物与固定结构之间的缓冲。

如图1中，一种混凝土取料平台的防撞缓冲装置，面板1背面与多根滑杆3焊接连接，滑杆3的端头焊接有螺杆；

所述的面板1上端与下端设有向背面的弯折段。所述的面板1宽度为1~1.8米，上端弯折段与面板1延伸线的夹角为10~30°，下端弯折段与面板1延伸线的夹角为15~45°。所述的滑杆3为至少三根。

本发明的结构分为四个部分，一是防护钢面板即面板1，用于直接和吊罐接触，并使冲击力分散到缓冲垫，并起到引导吊罐升起和降下的作用；二是滑套、滑杆，滑套、滑杆可以进一步的将侧向冲击转化为沿着滑杆的轴向位移，从而使缓冲垫的变形更为均衡；三是缓冲垫，设置的缓冲垫可以吸收来自防护钢面板的冲击；四是回位弹簧，设置的回位弹簧，可以在防护钢面板回弹时起到缓冲的作用，并在初始状态使缓冲垫产生一定的压缩。

具体的为面板1承接吊罐11的冲击力，并将冲击力均匀的传递给缓冲垫2。同时钢面板的弯折段还具有吊罐下落过程中的导向作用。缓冲垫延缓冲击时间，并将冲击力传递给支承架5和贝雷梁系。同时缓冲垫层吸收冲击能量，并缓慢释放。滑套、滑杆是保证钢面板受力后，面板延受力方向快速移动，起导向作用。同时在冲击力减小或解除时，钢面板在缓冲垫层压缩反向回弹时，延反力反向快速移动。回位弹簧的作用是消除缓冲垫受压缩后的变形量，从而减少回弹时的冲击。

某水电站拱坝混凝土浇筑的垂直运输手段是采用四台30t缆索起重机。缆索起重机吊罐空罐重5.5t，吊罐平移速度有五个档位，分别是7.5m/s、6m/s、、4.5m/s、3m/s、1.5m/s。吊罐平移速度越快生产效率越高，但在吊罐回程取料时，对卸料平台9）产生的破坏力就越大。

根据现场缆机吊运混凝土经验，混凝土吊罐在回程距卸料平台缓冲装置30m处，应将吊罐速度下降到3m/s，然后吊罐以1.5m/s的速度碰撞平台缓冲装置，这样操作冲撞力小，定位效果比较好。

一、防撞缓冲装置8）安装前后受力分析与比较：

1、吊罐产生的冲击力

为了使冲击力的分析更切合实际，取经验运行速度，分析安装防撞缓冲装置8）前后，吊罐对卸料平台9的冲击力的大小。校验钢材材料强度极限σb的取值，只考虑到材料受冲击力后不产生永久变形，因此不设安全系数。

1.1、安装前：

吊罐以v_t =3m/s、1.5 m/s速度冲撞卸料平台支承架，冲撞后吊罐速度v₀=0，经实测冲撞作用时间S=0.2s，吊罐质量m=5500kg。

3m/s计算其冲击力P：P= m(vt-v0)/t=825KN，约82.5T。

1.5m/s计算其冲击力P：P= m(vt-v0)/t=412.5KN，约41.25T。

1.2、安装后：

吊罐以v_t =3m/s、1.5 m/s速度冲撞卸料平台钢板滑套缓冲装置，冲撞后吊罐速度v₀=0，经实测冲撞作用时间S=0.5s，吊罐质量m=5500kg。

3m/s计算其冲击力P：P= m(v_t- v₀)/t=330KN，约33.0T。

1.5m/s计算其冲击力P：P= m(v_t- v₀)/t=165KN，约6.5T。

1.3、结论：在上述条件下，加装了钢板滑套缓冲装置后，冲击力减少了近4倍。

2、冲击力产生的影响

为了方便的分析计算冲击力产生的影响，我们利用假设对安装钢板滑套缓冲装置前后进行分析。

2.1、安装前：

假设吊罐与卸料平台支承架的冲撞接触面积A=10cm²，由于支承架表面凹凸不平，实际碰撞时的接触面积大小是变化值，但小于假设面积的概率很大。支承架用型钢强度极限σ_b=300~400 Mpa，

3m/s计算冲击力P对卸料平台支承架压应力σ：σ=P/A=825Mpa>σ_b

1.5m/s计算冲击力P对卸料平台支承架压应力σ：σ=P/A=425Mpa>σ_b

2.2、安装后：

假设吊罐与卸料平台钢板滑套缓冲装置的冲撞接触面积A=10cm²，由于冲撞面是钢板平面，实际碰撞时的接触面积远大于假设面积，且接触面大小稳定，小于假设面积的概率不存在。缓冲装置钢面板强度极限σ_b=350~400 Mpa

3m/s计算冲击力P对卸料平台缓冲装置压应力σ：σ=P/A=330Mpa<σ_b

1.5m/s计算冲击力P对卸料平台缓冲装置压应力σ:σ=P/A=165Mpa<σ_b

2.3、结论：通过上述计算分析，在没有安装缓冲装置前，两种速度对钢支承架均产生破坏。安装了缓冲装置后，两种速度对缓冲装置的破坏概率不存在。

二、卸料平台防撞装置材料选择

本例中的卸料平台总长度210m，平台侧向需防护宽度1.85m，需防护长度180m，防护面积333m²。全长分割为150个防护单元，每一单元为安装一个防撞缓冲装置8。

防撞缓冲装置8的面板1）材料选择Q345低合金钢板，厚度12mm；缓冲垫2选择废旧汽车轮胎，型号可以9.00-20或7.50-20型，钢丝胎弹性最佳。滑杆、滑套材料采用Q235型钢。调节丝杆及螺母采用M35，45#钢。

三、加工、安装技术要求

1、钢面板上、下均有折角。上折角应小于30°，便于落罐导向。折角太大，滑套附加侧向力太大，易损坏。下折角应小于45°，便于起吊平顺。钢板折角处应加支撑肋板，增强面板刚度。

2、滑杆、滑套采用[10槽钢组合而成，其长度根据安装部位梁系结构而定，但不得小于300mm。滑杆应垂直钢面板焊接在钢面板后侧，焊接数量每单元不少于3个，且滑杆之间保持平行。滑杆与滑套水平方向应预留10mm间隙。滑套应固定焊接在贝雷梁系支承架上。

3、废旧轮胎做缓冲垫大小尺寸要保持一致，采用φ5钢丝绳固定在钢面板后或支承架上。

4、滑杆螺母的调整，应首先压紧回位弹簧，再压紧轮胎，轮胎受压后的变形量应不小于20mm，使得轮胎保持有一定预紧回弹力。

四、冲撞试验

1、试验条件：

为了更准确的验证钢板滑套缓冲装置的抗冲击的效果，我们将试验用各项参数均做相应的提高，且更贴合实际。

1.1、采用缆索起重小车3档速度v=4.5m/s；

1.2、试验吊罐重增加300kg，即增加到5800kg；同时为了改善吊罐碰撞接触面积吊罐上加装轮胎一只；

1.3、冲撞时间假设为t=0.3s；

1.4、吊罐与钢板面碰撞有效接触实测面积约350cm²；

1.5、安装一个单元防撞缓冲装置，各项安装标准达到要求。

2、受力验算

验算冲击力P：P= m(v_t- v₀)/t=870KN，约87T。

验算冲击力P对卸料平台缓冲装置钢板面压。

应力σ：σ=P/A=24.8Mpa<σ_b；

验算冲击力P缓冲装置对支承架冲压面压应力σ：σ=P/A=9.15Mpa<σ_b；

验算结果可以满足要求。

3、试验结果：

3.1、冲撞瞬间吊罐罐体上部跃上平台，吊罐前倾，吊罐提升索上下跳动；冲撞声很大，并伴随着震落下的混凝土乳皮、油漆皮及支承架方木屑末等；

3.2、对缓冲装置进行外观检查：钢面板无形变、回位正常；

3.3、贝雷梁系无形变；

3.4、支承架无形变，架上垫木边缘有少量剥落；

3.5、吊罐冲撞部位无形变。

钢面板滑套缓冲装置抗冲击效果良好，完全满足生产要求。

五、材料、维修费节约

本例中左岸混凝土卸料平台全长210m，需要防护长度180m。

1、若要采用如图3中的钢构架复合缓冲结构形式需要防护面积900m²。经测算每平方米防护需要916元。共计用材料费用82.44万元。经实测维护费用0.24元/m³。300万立方米的维护费72万元。

2、采用本发明的结构形式，如图2中，需要防护的面积为330m²。经测算每平方米安装防护需要1373元。共计用材料费用45万元。正常使用情况下不产生维护费。

采用本发明的结构形式进行防护，产生的直接经济效益，经上述统计测算节约近100万元。

本发明经实际应用抗冲击效果非常好，因其钢板面做缓冲的接触面，表面平滑，对混凝土吊罐不产生擦挂损伤，且后期不产生维护费用。比较适用于结构简单，侧向抗冲击力差的钢结构取料、卸料平台防护之用。需要说明的是卸料平台9，对于混凝土运输车辆而言是卸料平台，而对于吊罐而言是取料平台，因此二者是一致的。

Claims

1.一种混凝土取料平台，包括卸料平台（9），卸料平台（9）的一侧设有吊罐平台（13），其特征是：所述的卸料平台（9）和吊罐平台（13）为沿着边坡（10）布置的一段延伸段平台，吊罐平台（13）低于卸料平台（9）的高程，吊罐平台（13）与卸料平台（9）之间的高程差略高于吊罐（11）的高度；

在卸料平台（9）朝向吊罐平台（13）的侧面设有防撞缓冲装置（8），所述的防撞缓冲装置（8）分为多个单元，沿着卸料平台（9）布置。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土取料平台，其特征是：在吊罐（11）一侧与防撞缓冲装置（8）相对应的位置还设有缓冲平垫（12）。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土取料平台，其特征是：卸料平台（9）底部设有由格构柱（15）支撑的一层贝雷梁（16），防撞缓冲装置（8）安装在所述的贝雷梁（16）上。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土取料平台，其特征是：所述的防撞缓冲装置（8）中，面板（1）背面与多根滑杆（3）焊接连接，滑杆（3）的端头焊接有螺杆；

支承架（5）与贝雷梁（16）焊接连接，贝雷梁（16）上还与滑杆（3）相对应地设有多个滑套（6）；

滑杆（3）依次穿过缓冲垫（2）、支承架（5）、滑套（6）和弹簧（4）与螺母（7）连接；

所述的面板（1）上端与下端设有向背面的弯折段。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土取料平台，其特征是：所述的面板（1）宽度为1~1.8米，上端弯折段与面板（1）延伸线的夹角为10~30°，下端弯折段与面板（1）延伸线的夹角为15~45°。

6.根据权利要求4所述的一种混凝土取料平台，其特征是：所述的滑杆（3）为至少三根。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土取料平台，其特征是：吊罐平台（13）底部设有由格构柱（15）支撑的一层贝雷梁（16），吊罐平台（13）的两侧设有防护栏（14）。

8.一种混凝土取料平台的防撞缓冲装置，其特征是：面板（1）背面与多根滑杆（3）焊接连接，滑杆（3）的端头焊接有螺杆；

所述的面板（1）上端与下端设有向背面的弯折段。

9.根据权利要求8所述的混凝土取料平台的防撞缓冲装置，其特征是：所述的面板（1）宽度为1~1.8米，上端弯折段与面板（1）延伸线的夹角为10~30°，下端弯折段与面板（1）延伸线的夹角为15~45°。

10.根据权利要求8所述的混凝土取料平台的防撞缓冲装置，其特征是：所述的滑杆（3）为至少三根。