预制拼装的塔机基础
技术领域
本发明涉及塔式起重机技术领域,特别是关于一种预制拼装的塔机基础,该塔机基础用于连接固定塔机。
背景技术
随着建筑行业向纵深发展,塔式起重机(也简称为“塔机”)得到了广泛的应用。塔机的推广使用,逐渐改变了建筑施工垂直和水平的运输方式,为操作人员创造了安全的作业条件,同时也提高了工作效率。
目前大多数塔式起重机的基础都采用传统的块基础,传统块基础只能现场浇筑,采用先挖基坑,然后将支腿或者螺栓与钢筋网一起放入基坑,最后浇灌混凝土,形成一次性使用的整体式基础,其制作时间长,不能移动,无法重复使用,如果不拆除会给地下市政、电信、煤气等管线留下隐患障碍,拆除则留下砼废弃,污染环境,并且塔机移动一个位置,就需要制作一个塔机基础,极大的浪费了钢筋混凝土。
近年来,国家大力提倡使用砼预制拼装的塔机基础,砼预制拼装的塔机基础具体具有安全、经济、快捷、环保等的优点,符合可持续发展的理念。目前有少数塔机采用十字形砼预制拼装的塔机基础,其为采用抗剪凹凸件和钢绞线将砼预制件连接成一个十字形基础,例如中国专利201220458329.9公开的塔吊组合基础即采用了十字形砼预制拼装的塔机基础。另外,针对砼预制拼装的塔机基础,发明人从卫民先生也提出了多项专利申请并已公开,但也都是针对十字形砼预制拼装的塔机基础进行的设计方案。
然而,十字形砼预制拼装的塔机基础的钢绞线分布过于集中,造成局部受力过大,容易造成砼预制件损坏;基础与地面接触面积少,需要比较大的地基承载力;抗剪凹凸件容易损坏;预埋在基础内的螺栓容易损坏,需要格外保护,且安拆地脚螺栓会造成人工浪费。
发明内容
有鉴于此,本发明的实施例提供了一种预制拼装的塔机基础,该塔机基础可以重复利用,与地面的接触面积较大,钢绞线在基础内分布更均匀且分散,使塔机基础的受力也更均匀。
本发明的实施例提供一种预制拼装的塔机基础,由砼预制件拼装形成,所述塔机基础包括在横向方向上相互平行的两组第一预制基础和在纵向方向上相互平行的两组第二预制基础;所述两组第一预制基础和两组第二预制基础呈井字形分布并通过钢绞线进行连接和锁紧,所述钢绞线包括分别设置在所述两组第一预制基础内的两组第一钢绞线和分别设置在所述两组第二预制基础内的两组第二钢绞线,所述两组第一钢绞线和两组第二钢绞线也分布呈井字形,所述砼预制件包括中心件和第一连接件,所述中心件和第一连接件通过所述钢绞线连接和锁紧在一起,所述中心件设置在所述塔机基础的中心并构成每组预制基础的中间部分,所述第一连接件围绕设置在所述中心件的外围并构成每组预制基础的两端部分,所述中心件包括一个第一中心件和两个第二中心件,所述第一中心件与所述两个第二中心件相互平行,所述第一中心件夹设在所述两个第二中心件之间。
进一步地,所述两个第二中心件分别沿着所述两组第一预制基础的延伸方向设置,每组第一预制基础两端的第一连接件分别抵紧在对应的第二中心件两端的端面上;所述第二预制基础与所述第二中心件垂直,所述两个第二预制基础分别与所述第二中心件两端的外侧面位置相对应,每组第二预制基础两端的第一连接件抵紧在所述两个第二中心件对应端部的外侧面上。
进一步地,所述第一连接件的横截面为凸形;所述第一中心件包括第一方形块和位于所述第一方形块两端呈三角形凸出的两个第一凸块,所述第一凸块的高度小于所述第一方形块的高度;每个第二中心件包括第二方形块和位于所述第二方形块的外侧面中部呈三角形凸出的第二凸块,所述第二凸块的高度小于所述第二方形块的高度;所述第一连接件于靠向中心件的一端的两侧形成斜切面,每组第一预制基础的第一连接件的斜切面与所述第一中心件的第一凸块的倾斜侧面相互靠近但预留空隙,每组第二预制基础的第一连接件的斜切面与所述第二中心件的第二凸块的倾斜侧面相互靠近但预留空隙。
进一步地,每组预制基础的第一连接件的外侧还连接设置有至少一个第二连接件,所述第二连接件的横截面为凸形。
进一步地,设置在每组预制基础内的钢绞线的数量为多根且采取上下错位的方式布置。
进一步地,所述第一连接件和中心件之间的接触面上设置有抗剪凹凸件,所述砼预制件内设置有供所述钢绞线穿设的绞孔,所述抗剪凹凸件预埋在对应的砼预制件内且顺着所述钢绞线的延伸方向布置在所述绞孔内,所述抗剪凹凸件内设有与所述绞孔对齐的通孔,所述钢绞线一并穿过所述绞孔和所述通孔。
进一步地,所述抗剪凹凸件包括抗剪凹件和抗剪凸件,其中所述抗剪凹件设置在其中一个砼预制件内,所述抗剪凸件设置在另一个相邻的砼预制件内且一端突出于接触面向外伸出,所述抗剪凸件伸出的一端插入至所述抗剪凹件内。
进一步地,所述抗剪凹件包括第一底板和设置在所述第一底板上的凹体部,所述抗剪凸件包括第二底板和设置在所述第二底板上的凸体部,所述抗剪凹件的第一底板和所述抗剪凸件的第二底板预埋在对应的砼预制件内且远离接触面。
进一步地,所述塔机基础内预埋设置有支腿,所述支腿的两端分别形成为预埋端和支腿连接端,所述预埋端预埋在所述塔机基础内,所述支腿连接端露出并高于所述塔机基础的上表面,所述支腿连接端用于与塔机进行连接固定。
进一步地,所述支腿的预埋端设置有底板,所述支腿的支腿连接端设置有法兰板,所述底板与所述法兰板之间通过主弦杆连接,所述法兰板上设有多个第一固定孔。
进一步地,所述支腿的预埋端设置有底板,所述支腿的支腿连接端设置有多个连接套,所述连接套内沿竖直方向设有第二固定孔。
进一步地,所述支腿的预埋端设置有底板,所述支腿的支腿连接端设置有榫头,所述榫头沿横向贯穿设置有第三固定孔。
进一步地,所述支腿的预埋端设置有底板,所述支腿的支腿连接端设置有固定杆,所述固定杆上套设有鱼尾板。
进一步地,所述支腿仅预埋在所述两个第二中心件内;或者所述支腿预埋并分布在所述第一中心件和所述两个第二中心件内。
进一步地,所述塔机基础的外围轮廓为方形或圆形。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:上述实施例提供的预制拼装的塔机基础,与现有的十字形预制拼装的塔机基础相比,塔机基础呈井字形,塔机基础与地面的接触面积更大,对地基的要求更低;钢绞线分布也呈井字形,钢绞线在塔机基础内分布更均匀且分散,更有利于增加塔机基础的稳定性,基础受力也更均匀;塔机基础通过砼预制件拼装形成,运到现场后,仅需要对地基做简单处理,及可安装,大大缩短了现场浇筑的时间;塔机基础还可以拆开移走并重复利用,绿色环保,不仅可以减少钢筋混凝土的浪费,降低了成本,又可以减少塔机基础制作的时间,还可以排除废弃基础对地下市政、电信、煤气等管线留下隐患障碍;通过增加模块件(例如增删第一连接件和第二连接件)来改变塔机基础的形状和面积,实现做为不同型号塔机的通用基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明第一实施例中的预制拼装的塔机基础的立体结构示意图。
图2是图1的塔机基础的主视图。
图3是图1的塔机基础的俯视图。
图4是在图3的基础上示出了钢绞线在塔机基础内的分布示意图。
图5是图1的塔机基础的第一连接件的侧视结构示意图。
图6是图1的塔机基础的第二连接件的侧视结构示意图。
图7是图5的第一连接件与图6的第二连接件连接之后的侧视结构示意图。
图8是图7中VIII部分的放大图。
图9是抗剪凹件的结构示意图。
图10是抗剪凸件的结构示意图。
图11是图1的塔机基础的第二中心件的侧视结构示意图,示出了支腿预埋在第二中心件内的示意性状态。
图12是支腿的第一种结构的侧视结构示意图。
图13是支腿的第二种结构的侧视结构示意图。
图14是支腿的第三种结构的侧视结构示意图。
图15是支腿的第四种结构的侧视结构示意图。
图16是本发明第二实施例中的预制拼装的塔机基础的俯视结构示意图。
图17是本发明第三实施例中的预制拼装的塔机基础的俯视结构示意图。
图18是本发明第四实施例中的预制拼装的塔机基础的俯视结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
图1是本发明第一实施例中的预制拼装的塔机基础的立体结构示意图,图2是图1的预制拼装的塔机基础的主视图,图3是图1的预制拼装的塔机基础的俯视图,图4是在图3的基础上示出了钢绞线在预制拼装的塔机基础内的分布示意图,请参图1至图4,该塔机基础10由砼预制件拼装形成,包括在横向方向上相互平行的两组第一预制基础11和在纵向方向上相互平行的两组第二预制基础12;两组第一预制基础11和两组第二预制基础12呈井字形分布并通过钢绞线16进行连接和锁紧,钢绞线16包括分别设置在两组第一预制基础11内的两组第一钢绞线16a和分别设置在两组第二预制基础12内的两组第二钢绞线16b,两组第一钢绞线16a和两组第二钢绞线16b也分布呈井字形。
进一步地,砼预制件包括中心件13、第一连接件14和第二连接件15,中心件13、第一连接件14和第二连接件15通过钢绞线16连接和锁紧在一起,中心件13设置在该塔机基础10的中心并构成每组预制基础11、12的中间部分,第一连接件14和第二连接件15围绕设置在中心件13的外围并构成每组预制基础11、12的两端部分。
进一步地,中心件13包括一个第一中心件13a和两个第二中心件13b,第一中心件13a与两个第二中心件13b相互平行,第一中心件13a夹设在两个第二中心件13b之间,第一中心件13a两侧的两个侧面分别与两个第二中心件13b的内侧面抵紧在一起。
进一步地,两个第二中心件13b分别沿着两组第一预制基础11的延伸方向设置,每组第一预制基础11两端的第一连接件14分别抵紧在对应的第二中心件13b两端的端面上;第二预制基础12与第二中心件13b垂直,两组第二预制基础12分别与第二中心件13b两端的外侧面位置相对应,每组第二预制基础12两端的第一连接件14抵紧在两个第二中心件13b对应端部的外侧面上。
进一步地,第一连接件14和第二连接件15的横截面为凸形,即下部面积较大而上部面积较小,有利于增加塔机基础10与地面的接触面积且减小单个砼预制件的重量。每组预制基础11、12的第一连接件14的外侧连接设置有至少一个第二连接件15,第一连接件14位于第二连接件15与中心件13之间。根据实际需要,可以将第一连接件14和第二连接件15制成为一体,或者也可以换成另一种说法,即省略第二连接件15;另外,也可以在基础的外围增加更多的第二连接件15,例如在第一连接件14的外侧连接两个或两个以上的第二连接件15,从而增加塔机基础10与地面的接触面积,以适用于大型塔机的安装和承重需求。
进一步地,第一中心件13a包括第一方形块131和位于第一方形块131两端呈三角形凸出的两个第一凸块132,第一凸块132的高度小于第一方形块131的高度;每个第二中心件13b包括第二方形块133和位于第二方形块133的外侧面中部呈三角形凸出的第二凸块134,也就是说,第二凸块134在第二方形块133的外侧面上居中设置,第二凸块134的高度小于第二方形块133的高度;请结合5,第一连接件14于靠向中心件13的一端的两侧形成斜切面141,使第一连接件14在安装至中心件13上时不会与各凸块132、134及其他的第一连接件14产生干涉,具体地,每组第一预制基础11的第一连接件14的斜切面141与第一中心件13a的第一凸块132的倾斜侧面相互靠近但预留空隙,每组第二预制基础12的第一连接件14的斜切面141与第二中心件13b的第二凸块134的倾斜侧面相互靠近但预留空隙。
本实施例中,各砼预制件之间钢绞线16穿过的侧面相互接触和抵紧,各砼预制件的其余侧面之间都预留空隙,这样相邻的两个砼预制件之间只有一个侧面接触,降低了制作精度要求,从而能保证有钢绞线16通过的侧面之间是接触的。请参图3,第一连接件14与中心件13的凸块132、134之间、第一预制基础11的第一连接件14与第二预制基础12的第一连接件14之间、不同预制基础11、12(包含两个第一预制基础11之间、两个第二预制基础12之间、及第一预制基础11与第二预制基础12之间三种情形)的相邻两个第一连接件14之间或相邻两个第二连接件15之间均预留有空隙,只有同一预制基础11(或12)中的第二连接件15与第一连接件14之间、第一连接件14与中心件13之间才紧密贴合接触。
进一步地,设置在每组预制基础11、12内的钢绞线16的数量为多根且采取上下错位的方式布置,使多根钢绞线16在每组预制基础11、12内上下错开,钢绞线16的两端采用夹具和锚具锚固在对应的砼预制件上。在本实施例中,每组预制基础11、12内布置有上、下两排钢绞线,上排钢绞线161包含有四根钢绞线,下排绞线162包含有六根钢绞线,整个塔机基础10上布置有四十根钢绞线,但不限于此。采取将钢绞线16在每组预制基础11、12内错开布置,可以避免钢绞线16布置在同一水平面上造成钢绞线16在通过第二中心件13b时发生干涉(图4),同时可以降低单个砼预制件的制作难度。
进一步地,请参图5至图8,砼预制件内设置有供钢绞线16穿设的绞孔17,各砼预制件内的绞孔17相互对齐,钢绞线16穿设在各砼预制件的绞孔17内;第二连接件15、第一连接件14和中心件13之间的接触面上均设置有抗剪凹凸件19,抗剪凹凸件19预埋在对应的砼预制件内且顺着钢绞线16的延伸方向布置在绞孔17内,抗剪凹凸件19内设有与绞孔17对齐的通孔191,钢绞线16一并穿过绞孔17和通孔191。抗剪凹凸件19在塔机基础10中起到定位和抗剪双重作用,是重要的结构件,通过将抗剪凹凸件19预埋在砼预制件中,可以使相邻砼预制件在接触面的抗剪能力更强。由上述可知,钢绞线16在塔机基础10内错位布置,使抗剪凹凸件19在塔机基础10内也是错开布置的,如此可以降低砼预制件的制作难度。
进一步地,抗剪凹凸件19包括抗剪凹件19a和抗剪凸件19b,其中抗剪凹件19a设置在其中一个砼预制件内,抗剪凸件19b设置在另一个相邻的砼预制件内且一端突出于接触面向外伸出,抗剪凸件19b伸出的一端插入至抗剪凹件19a内。
进一步地,请结合图9和图10,抗剪凹件19a包括第一底板192和设置在第一底板192上的凹体部193,抗剪凸件19b包括第二底板194和设置在第二底板194上的凸体部195,在抗剪凹件19a和抗剪凸件19b预埋至各自的砼预制件内时,第一底板192和第二底板194预埋在对应的砼预制件内且远离接触面,抗剪凸件19b的凸体部195用于插入至抗剪凹件19a的凹体部193内。抗剪凹凸件19通过在端部增加底板192、194,增加了抗剪凹凸件19的强度,防止了抗剪凹凸件19损坏,同时也增加了预埋在砼预制件内的结合强度和稳固性。
进一步地,请结合图11,塔机基础10内预埋设置有支腿18,支腿18的两端分别形成为预埋端和支腿连接端,预埋端预埋在塔机基础10内,支腿连接端露出并高于塔机基础10的上表面,支腿连接端用于与塔机进行连接固定。
进一步地,本实施例中,支腿18仅预埋在两个第二中心件13b内,每个第二中心件13b的两端预埋有支腿18,总共在塔机基础10上预埋了四个呈矩形分布的支腿18,通过支腿18实现塔机与塔机基础10的连接。在其他实施例中,支腿18也可以预埋并分布在第一中心件13a和两个第二中心件13b内,请参图16,其中两个支腿18分别设置在第一中心件13a的两端,另两个支腿18分开设置在两个第二中心件13b上,四个支腿18也呈矩形分布。现有技术中,一般采用地脚螺栓将塔机安装在地面基础上,地脚螺栓必须常更换和保养;本发明中的塔机基础10属于多次重复利用的基础,而支腿18比螺栓耐用得多且不需要特殊保养,因此用支腿18代替螺栓可以大大降低其材料成本和安拆成本。
进一步地,请参图12,支腿18采用法兰板式结构,支腿18的预埋端设置有底板181,支腿18的支腿连接端设置有法兰板182,底板181与法兰板182之间通过主弦杆183连接,法兰板182上设有多个第一固定孔188;主弦杆183上还进一步设有中间板184,底板181、中间板184和法兰板182三者相互平行且中间板184位于底板181和法兰板182之间,中间板184和法兰板182之间还进一步设有多个第一加强肋板185,第一加强肋板185同时与中间板184、法兰板182及主弦杆183固定相连,底板181上还进一步设有多个第二加强肋板186,第二加强肋板186同时与底板181及主弦杆183固定相连。法兰板式的支腿18对预埋要求较低,主弦杆183、底板181和中间板184预埋在砼预制件(本实施例中为第二中心件13b)内,保证支腿18不从砼预制件内冲切出来;法兰板182及与法兰板182相连的部分主弦杆183从砼预制件的上表面露出并高于砼预制件的上表面,塔机可通过固定件(例如连接螺栓或销轴)安装至支腿18露出的法兰板182上。法兰板182上的第一固定孔188可以为圆孔或者U形孔,通过加大法兰板182上的第一固定孔188的尺寸并增加厚垫圈,可以减少因为支腿18相对位置有误差而造成与塔机连接不上的现象。
进一步地,除了上述的法兰板式支腿18,支腿18的结构还可以为连接套式、榫头式、或鱼尾板式,分别如图13至图15所示。其中,连接套式支腿的露出一端设置有多个连接套21,连接套21内沿竖直方向设有第二固定孔22;榫头式支腿的露出一端设置有榫头23,榫头23沿横向贯穿设置有第三固定孔24;鱼尾板式支腿的露出一端设置有固定杆25,且固定杆25上套设有鱼尾板26。
图16是本发明第二实施例中的预制拼装的塔机基础的俯视结构示意图,本实施例与第一实施例相比,四个支腿18预埋并分布在第一中心件13a和两个第二中心件13b内,其中两个支腿18分别设置在第一中心件13a的两端,另两个支腿18分开设置在两个第二中心件13b上,四个支腿18呈矩形分布。
图17是本发明第三实施例中的预制拼装的塔机基础的俯视结构示意图,本实施例与第二实施例相比,省略了塔机基础最外围的第二连接件15,且四个支腿18替换为传统的地脚螺栓31。
图18是本发明第四实施例中的预制拼装的塔机基础的俯视结构示意图,本实施例与第三实施例相比,塔机基础的外围轮廓由方形替换为圆形。
本发明上述实施例提出的预制拼装的塔机基础,与现有的十字形预制拼装的塔机基础相比,塔机基础呈井字形,塔机基础与地面的接触面积更大,对地基的要求更低;钢绞线分布也呈井字形,钢绞线在塔机基础内分布更均匀且分散,更有利于增加塔机基础的稳定性,基础受力也更均匀;塔机基础通过砼预制件拼装形成,运到现场后,仅需要对地基做简单处理,及可安装,大大缩短了现场浇筑的时间;塔机基础还可以拆开移走并重复利用,绿色环保,不仅可以减少钢筋混凝土的浪费,降低了成本,又可以减少塔机基础制作的时间,还可以排除废弃基础对地下市政、电信、煤气等管线留下隐患障碍;通过增加模块件(例如增删第一连接件和第二连接件)来改变塔机基础的形状和面积,实现做为不同型号塔机的通用基础;用支腿来代替螺栓,减少螺栓安拆及保养成本,同时使预制件结构更简单结实;抗剪凹凸件的设置使相邻砼预制件在接触面的抗剪能力更强,抗剪凹凸件采用底板的形式,可以增加凹凸件的强度,防止凹凸件损坏,并增强与砼预制件的预埋结合强度;钢绞线和抗剪凹凸件在塔机基础内都是错开布置,可降低砼预制件的制作难度。
在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,除了包含所列的那些要素,而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。