CN103832933A - 一种带有副臂的组塔塔式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种带有副臂的组塔塔式起重机，包括钢结构底座、顶升套架、塔身、附着框、附着钢丝绳、回转支承装置、主臂，副臂、主钩、副钩、撑杆、塔头、主臂变幅机构、副臂变幅机构、起升机构、平衡臂、平衡重和控制室；主臂的一端铰接于回转支承装置上，并在主臂变幅机构的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动，主臂的另一端连接有主钩和副臂；副臂的一端与撑杆下端固定连接、另一端连接有副钩，副臂与撑杆整体铰接于主臂端部，并在副臂变幅机构的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动。该起重机通过加装副臂，大大增加了塔式起重机工作幅度，特别适合于横担长度较长、重量较大的特高压铁塔的组立施工。

Description

一种带有副臂的组塔塔式起重机

技术领域

本发明属于架空输电线路施工装备领域，具体涉及一种用于组立输电线路铁塔的带有副臂的专用塔式起重机。

背景技术

杆塔组立施工是输电线路施工中工作量大、施工难度高、危险因素多的施工环节。目前国外主要使用大型流动式起重机或直升机进行组塔施工，如美国、加拿大等国家已普遍使用大型流动式起重机或直升机组塔，而国内组塔施工的主要设备是各种形式的抱杆。输变电施工用抱杆(包括单抱杆、摇臂抱杆等)属轻小型起重设备，是我国目前架空输电线路铁塔组立施工中普遍使用的简易起重设备，在国外很少使用。抱杆在施工中需要设置多道拉线，施工过程复杂，配合要求高，同时其质量参差不齐。受地形复杂、交通不便等条件制约，很多塔位大型流动式起重机无法到达，而大规模使用直升机进行组塔目前在我国尚不具备条件。随着输电线路电压等级的提高，铁塔的塔形尺寸和重量显著增加，安装精度要求日趋提高，施工难度也越来越大，同时，对施工安全提出了更高要求，因此开发适合我国当前国情的新型组塔施工装备的需求日趋迫切。

基于传统双摇臂抱杆原理，近几年国内输电线路施工单位研制了几款大型落地抱杆用于组塔施工。按吊臂工作方式不同，大型落地抱杆可分为落地双平臂抱杆和落地双摇臂抱杆。落地双平臂抱杆两侧的吊臂工作时始终保持水平，通过吊臂上的可移动式载重小车带动吊重沿吊臂方向的往复运动实现吊重水平位置的调整；而落地双摇臂抱杆工作时则通过两侧吊臂的俯仰实现吊重水平位置的改变。上述大型落地抱杆主要有江苏省送变电公司研制的落地双摇臂抱杆、湖北省输变电工程公司研制的落地双平臂抱杆、山东送变电工程公司研制的平衡力矩组塔起重机(形式与落地双平臂抱杆基本相同)等，这些大型落地抱杆在结构形式上与建筑用塔式起重机相似，主要区别在于使用了双吊臂方案，即在塔头两侧对称安装了两个吊臂，但对施工配合要求极高、两侧吊装需要同步进行、塔身能承受的不平衡弯矩较小，同时占用场地大、施工人员多。

现有技术中还有中国电力科学研究院研发的一款组塔塔式起重机，其采用了单吊臂、无平衡臂的设计方案，并在特高压输电线路施工中得到应用，但由于其吊臂长度较短(单纯加长吊臂将导致整体重量显著增大)、没有安装平衡臂等不足，导致其塔身截面尺寸和重量较大，无法满足特高压线路长横担、大重量铁塔的组立需要。

针对现有技术的不足，本发明提出了一种带有副臂的专用塔式起重机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于铁塔组立的带有副臂的专用塔式起重机，满足特高压线路大型铁塔的组立施工。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种带有副臂的组塔塔式起重机，其包括钢结构底座、顶升套架、塔身、附着框、附着钢丝绳、回转支承装置、吊臂、吊钩、撑杆、塔头、吊臂变幅机构、起升机构、平衡臂、平衡重和控制室，其中：

所述吊臂包括主臂和副臂，所述吊钩包括主钩和副钩，所述吊臂变幅机构包括主臂变幅机构和副臂变幅机构；所述主臂的一端铰接于回转支承装置上，并在主臂变幅机构的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动，主臂的另一端连接有主钩和副臂；所述副臂的一端与撑杆下端固定连接、另一端连接有副钩，所述副臂与撑杆整体铰接于主臂端部，并在副臂变幅机构的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动。

进一步地，所述主臂变幅机构包括钢丝绳和卷扬机，所述主臂变幅机构的钢丝绳通过所述塔头顶部与主臂的端部连接，并通过主臂变幅机构的卷扬机收放主臂变幅机构的钢丝绳，以实现主臂的俯仰变幅；所述副臂变幅机构包括钢丝绳和卷扬机，所述副臂变幅机构的钢丝绳依次通过所述塔头顶部和所述撑杆顶部后与副臂的端部连接，并通过副臂变幅机构的卷扬机收放副臂变幅机构的钢丝绳，以实现副臂的俯仰变幅。

进一步地，所述主起升机构设于地面上，通过主起升机构的起升钢丝绳与主钩连接，可实现主钩的升降运动；所述副起升机构安装在所述平衡臂上，副起升机构的起升钢丝绳依次通过塔头顶部、撑杆顶部和副臂端部后与副钩连接，可实现副钩的升降运动。

进一步地，所述钢结构底座由型钢和钢板焊接而成，安装在预先浇铸的混凝土承台上，与混凝土承台通过地脚螺栓连接。

进一步地，所述塔身由若干标准节叠放组装而成，每两个相邻标准节之间使用螺栓固接。

进一步地，所述回转支承装置包括上、下回转支座和回转机构，通过所述回转机构实现上、下回转支座的相对旋转运动，所述下回转支座与塔身的顶端相固接，所述上回转支座的顶端安装有塔头，所述上回转支座的一侧外端铰接有所述主臂、与主臂相对的上回转支座另一侧外端铰接有平衡臂。

进一步地，所述顶升套架和附着框分别套设于所述塔身的外侧，所述顶升套架位于附着框下面，所述附着框的四角处通过附着钢丝绳与待组立铁塔连接。

进一步地，所述顶升套架上安装有顶升机构；当塔式起重机作业时，所述顶升套架与塔身无连接，顶升套架不参与作业；当需要升降塔身时，所述顶升套架通过顶升机构对塔身进行升降操作。

进一步地，所述附着框的内侧安装有用于沿塔身垂直移动的滚轮，所述附着框的四角外侧均焊接有连接板，该连接板分别通过附着钢丝绳与待组立铁塔连接。

进一步地，所述平衡重设于平衡臂上；所述控制室设于地面上，所述控制室通过控制电缆与主起升机构、副起升机构、主臂变幅机构、副臂变幅机构、回转支承装置和顶升套架连接。

与现有技术相比，本发明之带有副臂的组塔施工用专用塔式起重机具有如下有益效果：

1)专用塔式起重机启、制动平稳，冲击小。

2)速度控制灵活，可实现无级调速，吊装塔材时就位精度高。

3)地面和塔上协同作业方便，塔片地面组装完成即可吊装，不需要考虑两侧起吊协同问题，吊装方式灵活。

4)吊装过程中无需设置拉线，操作和辅助人员少。

5)地面布置简洁，占用场地少。

附图说明

为了使本发明的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式的描述，下面给出与本发明相关的附图，说明如下：

图1为本发明一种带有副臂的专用塔式起重机示意图；

图2为主臂示意图，其中图2(a)为由2节吊装节组成的主臂实施例示意图，图2(b)为由3节吊装节组成的主臂实施例示意图，图2(c)为主臂截面示意图；

图3为副臂和撑杆连接示意图；

图4为本发明一种带有副臂的专用塔式起重机使用主钩吊装塔材示意图；

图5为本发明一种带有副臂的专用塔式起重机使用副钩吊装外侧横担示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明之带有副臂的组立铁塔施工用专用塔式起重机做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例的一种用于组立输电线路铁塔的带有副臂的专用塔式起重机，主要包括：钢结构底座1、顶升套架2、塔身3、附着框4、附着钢丝绳5、回转支承装置6、主臂7、主钩8、副臂9、副钩10、撑杆11、塔头12、副臂变幅机构13、主臂变幅机构14、副起升机构15、平衡重16、平衡臂17、主起升机构18和控制室19。

所述主臂7为空间桁架结构，由2～3节吊臂节通过销轴连接组装而成。图2所示为所述主臂7示意图，其中图2(a)为由2节吊装节组成的主臂实施例示意图，图2(b)为由3节吊臂节组成的主臂实施例示意图。所述主臂7包括首节31、尾节32和中间节33等吊臂节，其中所述中间节33可根据实际吊装所需工作幅度决定是否安装，以增加或缩短主臂长度，提高专用塔式起重机使用的经济性。吊臂节之间使用销轴34固定连接成为一个承载整体。所述首节31的端部带有销轴孔35，可使用销轴与回转支承装置6的上回转支座铰接连接，使主臂7可在主臂变幅机构14的变幅钢丝绳的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动。所述主臂7的截面为三角型(图2(c))，主要包括上弦杆36、下弦杆37、侧面腹杆38和底面腹杆39。所述主臂7的尾节33的端部连接有所述副臂9。所述副臂9为空间桁架结构，其一端与撑杆11下端部成一定夹角固定连接在一起，如图3所示。所述副臂9与撑杆11整体通过端部的销轴孔40铰接于主臂7端部，可在副臂变幅机构13的变幅钢丝绳的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动。通过所述主臂7和所述副臂9的俯仰运动从而实现被吊塔材相对专用塔式起重机中心幅度的调整。

所述钢结构底座1由型钢和钢板焊接而成，安装在混凝土承台上。在混凝土承台浇铸时预埋有地脚螺栓，钢结构底座与混凝土承台通过地脚螺栓连接，以承受所述专用塔式起重机及被吊塔件的重量。

所述塔身3由多个标准节叠放组装而成。所述标准节为空间桁架结构，由型钢焊接而成，截面为方形。相邻的所述标准节之间使用螺栓固定连接成整体组成塔身。吊装作业时，塔身3的底部与所述钢结构底座1使用销轴连接成整体，从而保证专用塔式起重机受力可通过所述塔身3和所述钢结构底座1传递至混凝土承台；当加高或降低塔身时，拔出所述塔身3底部与所述钢结构底座1的连接销轴，即可解除塔身与钢结构底座的连接，从而可通过顶升机构将塔身3顶起，从而在塔身底部安装新的标准节。

所述附着框4套装在塔身外侧。所述附着框4为方形，其内侧与标准节主弦杆相对位置安装有滚轮，附着框四角外侧焊接有连接板，通过附着钢丝绳5与铁塔连接。

所述钢结构底座1上还安装有所述顶升套架2。所述顶升套架2为空间桁架结构，与所述钢结构底座1使用螺栓固定连接。所述塔身3位于所述顶升套架2内部。所述顶升套架2上安装有由顶升液压油缸、液压泵站及顶升控制柜等组成的顶升机构。在专用塔式起重机吊装作业时，所述顶升套架2与所述塔身3无连接，顶升套架2不参与作业；当需要加高或降低塔身时，将所述顶升套架2的顶升液压油缸与塔身连接，从而可将塔身整体顶起。

所述塔身3顶部安装有回转支承装置6。所述回转支承装置6由下回转支座、上回转支座和回转机构组成，回转机构实现下回转支座和上回转支座的相对旋转运动。所述回转支承装置6的下回转支座与塔身使用螺栓固定连接。所述回转支承装置6的上回转支座外端铰接所述主臂7，在与主臂7相对的上回转支座另一侧外端铰接平衡臂17。通过回转支承装置即可保证在塔身不动的前提下实现安装在上回转支座上的主臂7、副臂9、塔头12、平衡臂17等上部结构相对塔身转动，从而实现被吊塔件在以塔身为中心的360度圆周范围内的吊装就位。

所述平衡臂17一端铰接于所述回转支承装置6的上回转支座外端，另一端安装平衡重16，用以平衡主臂7、副臂9及被吊塔件对所述塔身3产生的弯矩。通过平衡臂17和平衡重16的平衡作用，可以大大降低塔身弯矩，从而降低塔身截面尺寸和重量，方便运输、装拆和搬运。所述平衡臂17上还安装有主臂变幅机构14、副臂变幅机构13和副起升机构15。

所述回转支承装置6的上回转支座上还安装有塔头12。所述塔头12为四棱台式空间桁架结构，其与上回转支座使用螺栓固定连接。所述塔头12与平衡臂17使用拉索连接。

所述主臂变幅机构14的主臂变幅钢丝绳通过所述塔头12顶部与主臂7端部连接，通过主臂变幅机构14的卷扬机收放主臂变幅钢丝绳实现主臂7的俯仰变幅。所述副臂变幅机构13的副臂变幅钢丝绳通过所述塔头12和所述撑杆11顶部与副臂9端部连接，通过副臂变幅机构的卷扬机收放副臂变幅钢丝绳实现副臂9的俯仰变幅。通过主臂7和副臂9的单独或联合变幅作业，可实现被吊塔件的幅度变化。

所述主起升机构18布置在地面，通过主起升机构的起升钢丝绳与主钩8连接，可实现主钩8的升降运动。所述副起升机构15安装在所述平衡臂17上，副起升机构的起升钢丝绳通过塔头12顶部、撑杆顶部11和副臂9端部，与副钩10连接，实现副钩10的升降运动。通过起升机构运动即可实现被吊塔件高度的改变。

所述撑杆11为实腹式结构，其一端与所述副臂9成一定夹角固定连接，共同铰接于主臂7端部，另一端可通过副臂变幅机构钢丝绳和副起升机构钢丝绳。

控制室19布置在地面，通过控制电缆与主起升机构18、副起升机构15、主臂变幅机构14、副臂变幅机构13、回转机构、顶升机构连接，实现对上述机构的集中控制。

本发明的一种带有副臂的组塔专用塔式起重机安装有主臂和副臂，具有主／副起升机构、主／副臂变幅机构、回转机构、顶升机构，功能齐全，吊装方式灵活，施工人员少，可满足长横担、大重量特高压输电线路铁塔的组立需要。本发明通过在主臂上加装副臂大大增加了吊臂的工作幅度，具有施工安全性高；吊装方式灵活，施工效率高；操作简单，无拉线，操作和配合人员少；启、制动平稳，冲击小；速度控制灵活，就位精度高等优点，可满足横担长度较长、重量较大的特高压铁塔的组立需要。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种带有副臂的组塔塔式起重机，其包括钢结构底座、顶升套架、塔身、附着框、附着钢丝绳、回转支承装置、吊臂、吊钩、撑杆、塔头、吊臂变幅机构、起升机构、平衡臂、平衡重和控制室，其特征在于：所述吊臂包括主臂和副臂，所述吊钩包括主钩和副钩，所述吊臂变幅机构包括主臂变幅机构和副臂变幅机构；所述主臂的一端铰接于回转支承装置上，并在主臂变幅机构的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动，主臂的另一端连接有主钩和副臂；所述副臂的一端与撑杆下端固定连接、另一端连接有副钩，所述副臂与撑杆整体铰接于主臂端部，并在副臂变幅机构的牵拉下绕铰接点在竖直平面内做俯仰运动。

2.如权利要求1所述的塔式起重机，其特征在于：所述主臂变幅机构包括钢丝绳和卷扬机，所述主臂变幅机构的钢丝绳通过所述塔头顶部与主臂的端部连接，并通过主臂变幅机构的卷扬机收放主臂变幅机构的钢丝绳，以实现主臂的俯仰变幅；所述副臂变幅机构包括钢丝绳和卷扬机，所述副臂变幅机构的钢丝绳依次通过所述塔头顶部和所述撑杆顶部后与副臂的端部连接，并通过副臂变幅机构的卷扬机收放副臂变幅机构的钢丝绳，以实现副臂的俯仰变幅。

3.如权利要求1所述的塔式起重机，其特征在于：所述主起升机构设于地面上，通过主起升机构的起升钢丝绳与主钩连接，可实现主钩的升降运动；所述副起升机构安装在所述平衡臂上，副起升机构的起升钢丝绳依次通过塔头顶部、撑杆顶部和副臂端部后与副钩连接，可实现副钩的升降运动。

4.如权利要求1所述的塔式起重机，其特征在于：所述钢结构底座由型钢和钢板焊接而成，安装在预先浇铸的混凝土承台上，与混凝土承台通过地脚螺栓连接。

5.如权利要求1所述的组塔专用塔式起重机，其特征在于：所述塔身由若干标准节叠放组装而成，每两个相邻标准节之间使用螺栓固接。

6.如权利要求1所述的塔式起重机，其特征在于：所述回转支承装置包括上、下回转支座和回转机构，通过所述回转机构实现上、下回转支座的相对旋转运动，所述下回转支座与塔身的顶端相固接，所述上回转支座的顶端安装有塔头，所述上回转支座的一侧外端铰接有所述主臂、与主臂相对的上回转支座另一侧外端铰接有平衡臂。

7.如权利要求1所述的塔式起重机，其特征在于：所述顶升套架和附着框分别套设于所述塔身的外侧，所述顶升套架位于附着框下面，所述附着框的四角处通过附着钢丝绳与待组立铁塔连接。

8.如权利要求7所述的塔式起重机，其特征在于：所述顶升套架上安装有顶升机构；当塔式起重机作业时，所述顶升套架与塔身无连接，顶升套架不参与作业；当需要升降塔身时，所述顶升套架通过顶升机构对塔身进行升降操作。

9.如权利要求7所述的塔式起重机，其特征在于：所述附着框的内侧安装有用于沿塔身垂直移动的滚轮，所述附着框的四角外侧均焊接有连接板，该连接板分别通过附着钢丝绳与待组立铁塔连接。

10.如权利要求1所述的塔式起重机，其特征在于：所述平衡重设于平衡臂上；所述控制室设于地面上，所述控制室通过控制电缆与主起升机构、副起升机构、主臂变幅机构、副臂变幅机构、回转支承装置和顶升套架连接。

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