CN103935892B

CN103935892B - 一种半圆体空中翻转工艺

Info

Publication number: CN103935892B
Application number: CN201310020948.9A
Authority: CN
Inventors: 蒋建荣; 袁浩伟; 黄瑞华; 吴维莉
Original assignee: CHINA COMMUNICATIONS THIRD NAVIGATIONAL BUREAU 2ND ENGINEERING Co Ltd; CCCC THIRD HARBOR ENGINEERING Co Ltd NANJING BRANCH
Current assignee: No3 Engineering Co Ltd Of Cccc Third Harbor Engineering Co ltd; CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2033-01-21
Also published as: CN103935892A

Abstract

本发明公开的半圆体空中翻转工艺，包括如下步骤，a、确定半圆体的重心后定位拱圈上的主钩吊点和底板上的副钩吊点，利用两个主钩和一个副钩同时提升半圆体离开底模；b、半圆体稳定后，主钩保持不动，放松副钩使半圆体至平衡位置；c、调整主钩，使半圆体整体处于稳定状态并保持底板水平，再同时放松主钩和副钩完成半圆体的翻转堆放。本发明降低了半圆体空中翻转的难度，结构简单，操作方便，同时还提高了半圆体空中翻转的安全性，提高了翻转效率。

Description

一种半圆体空中翻转工艺

技术领域

本发明涉及一种建筑行业预制件的吊装翻转工艺，特别是一种半圆体空中翻转工艺。

背景技术

半园体预制工艺技术领域有所创新和突破，提高半圆体生产工艺水平是否可从半圆体传统的卧式（即水平）预制存在的缺陷与不足，消除了卧式预制需二次浇筑的施工缝缺陷，减少了钢筋焊接，同时结构物外观质量明显提高。

半圆体空中翻转工艺采用偏重心原理，利用结构物本身自重进行翻转，保证翻转时的稳定性和可靠性，翻转工艺需提前对吊点进行设计，对设备起吊过程中能力予以校核，此空中翻转适用于预制场施工，工艺方法简便，生产效率高，便于翻转倒运及场地存放。与利用吊具翻转相比较，此空中翻转方式安全性较高，充分结合门吊的起吊能力，保证翻转过程对结构物无损伤，平稳可靠，减少了用吊具工艺牵引的不稳定及结构物受外力牵引的损伤。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种半圆体空中翻转工艺，框架结构简单，操作方便，安全性高，提高了建筑生产中半圆体预制件的装配翻转效率。

本发明公开的半圆体空中翻转工艺，包括如下步骤，a、确定半圆体的重心后定位拱圈上的主钩吊点和底板上的副钩吊点，利用两个主钩和一个副钩同时提升半圆体离开底模；b、半圆体稳定后，主钩保持不动，放松副钩使半圆体至平衡位置；c、调整主钩，使半圆体整体处于稳定状态并保持底板水平，再同时放松主钩和副钩完成半圆体的翻转堆放。

本发明公开的半圆体空中翻转工艺的一种改进，所述步骤a中半圆体离开底模的高度为30-50cm。本改进在翻转作业中使得半圆体离开底模一定高度，确保翻转时底部无碰撞。

本发明公开的半圆体空中翻转工艺的又一种改进，所述主钩吊点处设置有预留吊孔或者预埋吊环。本改进通过设置的预留吊孔或者预埋吊环，有效地避免了半圆体在吊装翻转作业时需要另行打孔设置吊点而破坏半圆体的局部结构和性能，从而为半圆体的翻转作业提供了方便降低了作业难度，通过了作业效率。

本发明公开的半圆体空中翻转工艺的又一种改进，所述副钩吊点处设置有预留吊孔或者预埋吊环。本改进通过设置的预留吊孔或者预埋吊环，有效地避免了半圆体在吊装翻转作业时需要另行打孔设置吊点而破坏半圆体的局部结构和性能，从而为半圆体的翻转作业提供了方便降低了作业难度，提高了作业效率。

本发明公开的半圆体空中翻转工艺的又一种改进，所述半圆体空中翻转工艺还包括如下步骤，所述预埋吊环在完成半圆体翻转后切除。本改进通过在完成翻转后切除预埋吊环，恢复了半圆体的预设状态，从而方便半圆体的使用安装，提高作业效率。

本发明动态翻转过程对结构物无直接损伤和外力牵引的影响，对吊点处设置按要求设置加强钢筋和吊孔采用钢管护壁保障吊点处砼无损伤，其翻转过程完全利用结构物自身重力作用，通过副钩平衡稳定及放松来实现结构物翻转，空中翻转简便、防止了一般吊具翻转过程中牵引拉力强行翻转的弊端，其安全性及稳定性得到可靠保证。利用门吊结构的特点，减少重新配置吊具的投入，适合于预制场内利用门机设备进行场内翻转和倒运。

本发明公开的半圆体空中翻转工艺，降低了半圆体空中翻转的难度，结构简单，操作方便，同时还提高了半圆体空中翻转的安全性，提高了翻转效率。

附图说明

图1、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体起吊初始状态图；

图2、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的翻转状态图；

图3、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体翻转后落地状态图；

图4、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的一种实施例BYT1的俯视图；

图5、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的一种实施例BYT1的侧视图；

图6、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的一种实施例BYT1于主视图上的重心吊点分布示意图；

图7、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的一种实施例BYT1的V_上和V_下的分布状态示意图；

图8、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的主钩吊点扁担受力示意图；

图9、本发明公开的半圆体空中翻转工艺的半圆体的一种实施例BYT2的主视图。

附图标记列表：

1、底板； 2、拱圈； 3、主钩吊点；

4、副钩吊点； 5、重心； 6、倒角；

7、主钩吊点圆心； 8、主钩吊点吊孔中心线； 9、扁担。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图9所示，本发明公开的半圆体空中翻转工艺，包括如下步骤，a、确定半圆体的重心5后定位拱圈2上的主钩吊点3和底板1上的副钩吊点4，利用两个主钩和一个副钩同时提升半圆体离开底模；b、半圆体稳定后，主钩保持不动，放松副钩使半圆体至平衡位置；c、调整主钩，使半圆体整体处于稳定状态并保持底板水平，再同时放松主钩和副钩完成半圆体的翻转堆放。

作为一种优选，所述步骤a中半圆体离开底模的高度为30-50cm。在翻转作业中使得半圆体离开底模一定高度，确保翻转时底部无碰撞。

作为一种优选，所述主钩吊点3处设置有预留吊孔或者预埋吊环。通过设置的预留吊孔或者预埋吊环，有效地避免了半圆体在吊装翻转作业时需要另行打孔设置吊点而破坏半圆体的局部结构和性能，从而为半圆体的翻转作业提供了方便降低了作业难度，提高了作业效率。

作为一种优选，所述副钩吊点4处设置有预留吊孔或者预埋吊环。通过设置的预留吊孔或者预埋吊环，有效地避免了半圆体在吊装翻转作业时需要另行打孔设置吊点而破坏半圆体的局部结构和性能，从而为半圆体的翻转作业提供了方便降低了作业难度，通过了作业效率。

作为一种优选，所述半圆体空中翻转工艺还包括如下步骤，所述预埋吊环在完成半圆体翻转后切除。通过在完成翻转后切除预埋吊环，恢复了半圆体的预设状态，从而方便半圆体的使用安装，提高作业效率。

实施例

如图4至图9所示，本实施例以长江南京以下12.5m深水航道一期工程白茆沙Ⅱ标预制半圆体为对象，涉及半圆体的平均密度为ρ=2.5吨/m³；本实施例的计算将整个半圆体划分为三个部分来分别计算，包括底板1V_底板、拱圈2V_拱圈、倒角6V_倒角；在确定半圆体重心5距底板1下表面高度时，将拱圈2V_拱圈和倒角6V_倒角均等效为底板的等效结构，即重心的确定以均质等效底板的重心来确定。

本实施例中以两种结构形态类似的半圆体BYT1和BYT2来进行计算验证。

（1）半圆体重心位置确定：

BYT1重心位置：

距底面高度：h=L/2=4.96/2m=2.48m

距底板1长度：底板1上有n=81个直径为D_通孔=0.25m的通孔

V_底板=V_总-V_透气孔=L×b×c-3.14×(D_通孔/2)^2×c×n

=4.96×7×0.8-3.14×(0.25/2)^2×0.8×81=24.597m³

拱圈2上有n=54个直径为D_通孔=0.25m的通孔

V_拱圈=L×(3.14×R_外径^2-3.14×R_内径^2)/2-3.14×(D_通孔/2)^2×d×n

=4.96×(3.14×3.5^2-3.14×3.05^2)/2-

3.14×(0.25/2)^2×0.45×54=21.760 m³

如图6所示，倒角6由两部分组成:拱圈2内壁两侧与底板1连接处的两个直角边长e=0.4m的三棱柱以及拱圈2两侧与底板1连接的高f=0.2m的长方体型四棱柱。

V_倒角=L×e×e+f×d×L×2

=4.96×0.4×0.4+0.2×0.45×4.96×2=1.686 m³

V_总= V_底板+ V_拱圈+ V_倒角

=24.597+21.760+1.686=48.043m³

将半圆体等效为与底板同类型同质地的具有通孔的长方体型等效结构，则其中心高度在其等效高度的一半处。

V_1/2= V_总/2=48.043/2=24.022m³

故BYT1重心高度：L_重心= V_1/2/ V_底板×c=24.022/24.597×0.8=0.781m

同理BYT1重心位置的计算，如图9所示，BYT2重心位置的具体计算过程如下：

距底面高度：h=4.96/2=2.48m

距底板1长度：V_底板=4.96×7×0.8-3.14×(0.25/2)^2×0.8×72=24.95m³

此处计算中将外径R_外径=3.5m，内径R_内径=3.05m以及弧度α=150°的拱圈2等效为长度=3.14×（R_外径+R_内径）/2×(150°/180°)，宽度=L=4.96，高度=d=0.45的长方体，并且长方体上具有45个直径0.25m的通孔

V_拱圈=4.96×3.14×3.275×(150°/180°)×0.45-

3.14×(0.25/2)^2×45×0.45=18.13 m³

V_倒角=4.96×0.4×0.4=0.794m³

V_总=24.95+18.13+0.794=43.874m³

V_1/2=43.874/2=21.937m³

故BYT2重心5高度：L_重心=21.937/24.95×0.8=0.703m

（2）吊点位置

BYT1：如图5所示，按主钩吊点圆心7的水平位置远离底板1方向偏离重心为300mm，竖直向下偏离重心高度为420mm。如此，调整后的主钩吊点圆心7如图6所示，计算偏移负载：

V_底板=4.96×7×0.8-3.14×(0.25/2)^2×0.8×81=24.597m³

V_拱圈=4.96×(3.14×3.5^2-3.14×3.05^2)/2-

3.14×(0.25/2)^2×0.45×54=21.760 m³

V_倒角=4.96×0.4×0.4+0.2×0.45×4.96×2=1.686m³

V_总=24.597+21.760+1.686=48.043m³

主钩吊点圆心7水平位置远离底板方向偏离重心为300mm，在本实施例中，如图6所示，将计算得到的重心5高度等效到底板1上表面上，从而可以等效主钩吊点3的主钩吊点圆心7偏离底板1约0.3m。如图7所示，此时吊点上方即主钩吊点吊孔中心线8上部的体积V_上在拱圈两端各减少了一个高度为0.1m的等效四棱柱的体积V_四棱，并增加了两个直角边长均为0.1m三棱柱的体积V_三棱×2；V_下则为吊点下方即主钩吊点吊孔中心线8下部的体积；

故，V_上=V_拱圈-V_四棱×2+V_三棱×2

V_上=21.76-0.45×0.1×4.96×2+0.1×0.1×4.96×1/2×2=21.36 m³

V_下=V_总-V_上=48.04-21.36=26.68m³

V_差=V_下—V_上=26.68-21.36=5.32m³

副钩负载：G=5.32×2.5=13.3t

吊平后副钩负载：G=48.04×（2.9-2.06）/4.96×2.5=20.34t

同理BYT1吊点位置的计算，BYT2的计算按照主钩吊点圆心7水平位置偏移重心为300mm即向拱圈偏移距重心300mm，竖直偏移重心为420 mm即向下偏移距重心420mm。计算偏移负载：

V_底板=4.96×7×0.8-3.14×(0.25/2)^2×0.8×72=24.95m³

V_拱圈=4.96×3.14×(3.5-0.225)×(150/180)×0.45-

3.14×(0.25/2)^2×45×0.45=18.13 m³

V_倒角=4.96×0.4×0.4=0.794m³

V_总=24.95+18.13+0.794=43.87m³

同上述BYT1主钩吊点圆心7的确定，BYT2的主钩吊点圆心7离底板0.3m

V_上=18.13-0.45×0.3×4.96×2+0.1×0.1×4.96=16.84m³

V_下=44.87-16.84=27.03m³

V_差=27.03-16.84=10.19m³

副钩负载：G=V_下—V_上=10.19×2.5=25.23t

吊平后副钩负载：G=43.87×（2.9-2.06）/4.96×2.5=18.57t

结论：BYT1 G=48.1 m³×2.5=121.0t，BYT1副钩最大负载20.34t。

BYT2 G=44.1 m³×2.5=111.0t，BYT2副钩最大负载25.23t。

（3）起吊扁担和吊孔受力结构，如图8所示

（4）起吊扁担强度验算

a.扁担9受力示意图，如图8所示，其中F为主钩吊点3的上吊分力；G为主钩吊点3受到的半圆体的重力分力，本实施例中150t主钩间距7.6m，扁担为长度8m、直径D=360mm、厚度16mm钢管,d=328mm，起吊点与吊孔边距离为0.3m。

b.圆管截面抗弯系数W：

c.起吊点处的最大弯矩Mmax:

单件半圆体重量按1400KN计，因此钢丝绳拉力P1在垂直扁担方向的分力为700KN，此分力在过渡圆扁担的起吊点处产生最大弯矩M_max。

M_max=700KN×0.3m=210 KN.m=21×10⁶N.cm

d.吊点处的最大应力б₁：

e.容许应力[б]（MPa）

容许应力取为[б]= б_s/1.5，选用Q235板材料，当厚度δ≤16mm时，б_s≈235 MPa，则

因此圆扁担的强度满足要求，为确保安全性在管内两端内加十字加劲板。（厚度14mm、伸入长度1500mm）

BYT1起吊及翻转门吊受力状态分析

（1）起吊时受力状态

起吊时主要考虑构件自重和底模吸附力：

底模面积S=S_底板+S_拱圈+S_倒角

=7.0×0.8+(3.14×3.5×3.5-3.14×3.05×3.05)/2+（0.45×0.2+0.5×0.4×0.4）×2=10.57m²

吸附力取1t/ m²，为10.57t

起吊重量为121+10.57=131.57t

按吊点位置在起吊时主钩负载为118.27t，副钩负载为13.3t。

BYT1主钩负载为131.57-13.3=118.27t ＜150t满足起吊要求

BYT1副钩负载为 13.3t ＜50t满足起吊要求

因BYT2的质量小于BYT1故而此处不再对起吊BYT2时的主钩负载予以考虑,BYT2副钩负载为 25.23t ＜50t满足起吊要求

（2）副钩有效时，半圆体翻转时受力状态

起吊后离地面30cm，已克服吸附力，翻转时考虑冲击系数取1.2-1.3，

按吊点位置在翻转时BYT1主钩负载为(121-13.3)×1.2=107.7×1.2=130.0t

BYT2副钩负载为25.23×1.3=32.8 t

主钩负载为130.0t ＜150t满足翻转要求

副钩负载为 32.8t ＜50t满足翻转要求

（3）最不利状态受力分析

主钩完全负载，副钩不负载为最不利状态

起吊时BYT1 131.57t＜150t满足起吊要求

翻转时BYT1 121×1.2=145.2t＜150t满足翻转要求。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种半圆体空中翻转工艺，其特征在于：包括如下步骤，a、确定半圆体的重心后定位拱圈上的主钩吊点和底板上的副钩吊点，所述主钩吊点和副钩吊点处设置有预埋吊环；利用两个主钩和一个副钩同时提升半圆体离开底模；b、半圆体稳定后，主钩保持不动，放松副钩使半圆体至平衡位置；c、调整主钩，使半圆体整体处于稳定状态并保持底板水平，再同时放松主钩和副钩完成半圆体的翻转堆放；d、预埋吊环在完成半圆体翻转后切除。

2.根据权利要求1所述的半圆体空中翻转工艺，其特征在于：所述步骤a中半圆体离开底模的高度为30-50cm。