CN104018432A - 一种用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置，包括顶板、底座，顶板和底座之间通过拉杆连接，所述顶板的周边上设有与钢护筒相配合的支撑定位台，在顶板和底座之间设有三维千斤顶，三维千斤顶的Z向顶升油缸的顶杆可穿出顶板中间的通孔。本发明的三维调节装置用于跨海跨江桥梁预制墩台安装调位施工，可对墩台平面位置、垂直度等进行精确调节，而且安装施工简单方便，并可通过更换顶板在各种直径钢护筒互换使用。

Description

一种用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置

技术领域

本发明主要涉及跨海跨江桥梁预制墩台安装调位施工的装备，具体是指一种用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置。

背景技术

随着交通建设的快速发展，跨江跨海大型桥梁工程越来越多，桥梁基础施工工期受限于季风、海况等环境条件，为了缩短桥梁的建设工期，提高工程效率，实现海洋和深水环境装配化桥梁建设的技术要求。桥梁墩台一般采用工厂化预制、现场吊装施工。预制墩台安装需对吊装到位的墩台进行精确调位，需设置三维调节系统，常规工艺中，三维千斤顶支撑在钢护筒内焊接的牛腿上，承受三维千斤顶的竖向荷载，该工艺存在的主要问题包括：①牛腿焊接工作量大，护筒内作业受空间限制，难以保证焊接质量；②海上施工作业工期长，占用船舶等设备时间长，装配化程度低，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可对墩台平面位置、垂直度等进行精确调节，而且安装施工简单方便，可在各种直径钢护筒互换使用的用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种用于预制墩台吊装调位的三维调节装置，包括顶板、底座，顶板和底座之间通过拉杆连接，所述顶板的周边上设有与钢护筒相配合的支撑定位台，在顶板和底座之间设有三维千斤顶，三维千斤顶的Z向顶升油缸的顶杆可穿出顶板中间的通孔。

优选的是，所述的三维千斤顶包括导轨座、Z向顶升油缸、Y向顶推油缸、X向推移油缸、滑移箱和滑移座，导轨座固定在底座上，滑移箱安装在导轨座轨道上，滑移座安装在滑移箱轨道上；Z向顶升油缸固定在滑移座上；Y向顶推油缸安装在滑移箱上，Y向顶推油缸的推杆与Z向顶升油缸连接；X向推移油缸安装在导轨座上，X向推移油缸的推杆与滑移箱连接。由于采用双层滑移结构，可通过三维千斤顶实现X、Y、Z三个方向的快速调节。

优选的是，所述的拉杆两端通过螺母锁紧。便于快速将顶板拆出，更换不同直径的顶板以适应不同直径的钢护筒使用。

本发明的三维调节装置的顶板悬挂于钢护筒上，则整个装置可悬于钢护筒内，可对墩台平面位置、垂直度等进行精确调节，实现预制墩台调位系统装配化施工。本发明不需在钢护筒内焊接牛腿来支撑三维千斤顶。本发明的三维调节装置结构简单、便可靠、作业效率高，具有很好的推广使用价值。本发明的顶板可更换，更换不同直径的顶板以适应不同直径的钢护筒实用。本发明在具体使用时是采用四个单顶来调整预制构件在六自由度的精确定位的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明除去顶板的俯视示意图；

图3本发明顶板立体结构示意图；

图4为本发明使用时分布图；

图5为本发明实现梁的转体的原理图。

图中：1顶板 ，11支撑定位台，12通孔，13吊耳，2底座，3拉杆，4三维千斤顶，41导轨座，42 Z向顶升油缸，421顶杆，43 Y向顶推油缸，44 X向推移油缸，45滑移箱，46滑移座，5螺母。

具体实施方式

如1图所示，本发明的用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置，包括顶板1、底座2，顶板1和底座2之间通过至少三根拉杆3固定连接，所述顶板1的周边上设有与钢护筒相配合的支撑定位台11，在顶板1和底座2之间设有三维千斤顶4，三维千斤顶4的Z向顶升油缸42的顶杆421可穿出顶板1中间的通孔12。本实施例的拉杆3两端通过螺母5锁紧。

图2所示，所述的三维千斤顶4包括导轨座41、Z向顶升油缸42、Y向顶推油缸43、X向推移油缸44、滑移箱45和滑移座46，导轨座41固定在底座2上，滑移箱45安装在导轨座41轨道上，滑移座46安装在滑移箱45轨道上；Z向顶升油缸42固定在滑移座46上；Y向顶推油缸43安装在滑移箱45上，Y向顶推油缸43的推杆与Z向顶升油缸42连接；X向推移油缸44安装在导轨座41上，X向推移油缸44的推杆与滑移箱45连接。这样Y向顶推油缸43可推动Z向顶升油缸42在滑移箱45轨道上沿Y向移动，X向推移油缸44可推动整个滑移箱45及滑移箱45上的Y向顶推油缸42在导轨座41轨道上沿X向移动。实现三维千斤顶4的X、Y、Z三个方向的移动。

本发明的调节装置通过高压液压泵站与PLC电控系统控制。

具体使用时，采用四个本发明的单件，悬挂于四个钢护筒上，吊架置于四个单件的Z向顶升油缸42上，通过三维千斤顶4对吊具平面位置、垂直度进行精确调节，以实现对墩台平面位置、垂直度进行精确调节。

本发明通过浮吊整体安装于钢护筒内，顶板1周边的支撑定位台11悬挂支撑于钢护筒壁上，承受三维千斤顶传递的荷载。支撑定位台11以下结构处于钢护筒内部。

X向推移油缸44采用的300T油缸，Y向顶推油缸43采用300T顶推油缸，Z向顶升油缸42采用1200T竖向顶升油缸。

竖向千斤顶承受总载荷为2400/4=600吨，竖向顶设计顶升能力为 1200吨， 安全系数为2。水平顶除要克服摩擦力,由于本产品采用了铜镍基合金和镜面不锈钢板，摩擦系数降低到了0.05--0.08之间，按600*0.1计算水平摩擦力为60T，为考虑推力和拉力，现采用水平顶推力吨位为200吨，拉力为100T，安全系数为2。通过调整三维顶升机，可使承台空间坐标位置精度在2mm以内。

一、技术参数如下：

 1、单台最大顶升重量为1200t；可以多台同时同步使用；

 2、外形尺寸: 1564（L）X1317（W）X1215(H)；

3、整机重量:6.2T；

 4、液压系统；

a） 最高系统压力：70MPa，实际工作压力45MPa以下；

b） 顶升电机功率5.5KW，水平移动电机功率1.5KW；

c） 顶升柱塞泵流量：2.73L/min， 水平移动柱塞泵流量：0.8L/min；

d） 油箱容量：300L；

e） 额定电压：AC380V；

5、位移传感器；

a）量程范围（mm）0~200；

b）输出形式/供电：4~20mADC/＋24VDC；

c）负载特性：0~10 VDC/＋24VDC最大2mA；

d）非线性（±%FS）：优于0.05mm，300mm以下最大误差150μm；

e）分辨率：优于1/2；

f）电缆：五芯屏蔽电缆；

g）外壳防护等级：IP65⑥；

 6、 压力传感器；

a）工作压力：0～100Mpa；

b）检测精度：0.01MPa；

c）输出形式/供电：4~20mADC/＋24VDC；

d）电缆：五芯屏蔽电缆；

e）防护等级：IP65；

7、垂直伸缩：行程：200mm；

   垂直顶升力：1200T；

    负载回缩速度：0.5 mm/s；

    负载顶升速度：0.26mm/s；

8、水平推拉：X方向的行程120 mm   Y方向的行程160 mm；

   水平推力：200T，水平拉力100T；

负载顶推速度：1.0mm/s；

负载回拉速度：1.0mm/s；

滑移板与镜面不锈钢板之间的（加油）最大静摩擦系数：0.08，

（理论上的最大静摩擦系数：0.05）。

二、本发明产品特点。

   1、集成式液压系统。

全集成块系统，主要零部件采用进口高品质超高压的液压元件，体积小、质量轻、维修方便、性能可靠、使用寿命长。液压系统及电控箱为一体式设计。

2、安全性。

主顶缸的机械锁紧螺母机构使整个顶升调整过程可靠、安全。当主顶缸上升时，锁紧螺母会自动旋转向下，主顶缸下降时，锁紧螺母会自动旋转向上，锁紧螺母与支撑缸体之间始终保持约2--3mm左右的间隙。一旦主顶缸发生支撑故障，锁紧螺母就会座落在缸体上，从而保证油缸活塞不再继续下沉。如需长时间用主顶缸支撑，则可将锁紧螺母向下旋转至缸体上，此时主顶缸活塞已进入机械锁紧状态，不会发生任何下沉。

在主顶缸的进油口处（油缸的承压腔），装有液压锁，一旦发生以外故障时（如油管断裂等），液压锁将会把承压腔内的液压油封闭在腔内，主顶缸活塞也不会因此而下降，避免了事故的发生。

另外，在液压锁的前部，还装有无泄漏阀，一旦液压锁发生故障，该阀会将油缸内的油液封闭在缸内，主顶缸活塞不会因此而下降。

在X、Y方向在工作过程中还有无泄漏阀可进行液压锁紧。使其在一定的时间内稳固地保持在原来的位置上，不受外界的干扰。同时，当两金属体拼接时，如果偶尔发生碰撞，即两金属中的任何部位接触时，电流会发生变化；系统就会自动报警和停止工作，以防产生过大的侧向力。

3、最大承载力。

单台三向千斤顶的顶升力最高可达1200T。如多台同时顶升，其最大承载力应设计为单缸承载力的0.7—0.8倍。

①    移动方式。

顶板配备吊耳13，可车载移动、吊运。 

②    PLC控制。

操作简单方便，精度较高（空载时高效，满载时高精度）提供多种控制选择（线控或遥控方式）根据需要可选择单机、四台等多台实行联动控制。

三、三维六自由度调整。

三维调整是采用四个单顶来调整预制构件在六自由度的精确定位的。也是该系统的独创之处。特别是物体的原地旋转是世界领先技术。其优点是因每台缸都装有位移传感器，从而可实现构件各点的同步顶升及各点移动距离可控。各顶的分布位置如下图4所示。

①    升降。

构件的同步升降是由系统的双作用顶升油缸来实现的，通过PLC操纵超高压开关阀来控制各油缸的进油量，以达到同步的要求。调节流量的大小可控制油缸的升降速度，以满足不同的需要。

②    滚。

通过PLC电控，分别操纵构件Y方向两侧的三维调整机同步上、下动作(每排缸必须同步)，实现预制构件侧翻。

③    俯仰。

通过PLC电控，分别或同时操纵构件X方向左右两侧的油缸，以实现不同方向上、下的动作(每排缸必须同步)。

④    横移和进退。

此功能是本系统的一大特点。专项设计了X、Y线性平移油缸。操纵PLC，即可使构件准确地沿X或Y方向作直线往复运动，大流量快速靠近，接近后小流量慢速精调，可大大减少整体调整的时间，提高功效。由于我们采用了双层滑移结构，可使每个三维调整顶的安放位置（角度）精度大为提高。

⑤    回转。

由于使用X，Y线性平移油缸加上我们独特双层滑移结构，得以简单快捷的实现三维系统的回转动作，大大提高了工作效率。

其动作原理如下（如图5所示）：当构件需要回转时，PLC电控可将任何一个顶升缸设置为回转中心，此时用无泄漏阀把该三维顶的X、Y方向的两组平移油缸锁住（即X、Y方向都不能移动）。

PLC控制另三个油缸（除用作回转外）不同的推移方向，使构件围绕回转中心来回旋转。此时，除回转中心缸A外的其他调整机下层或上层滑移油缸处于移动状态，它所对应的上层或下层滑移油缸就处于卸压状态（即可在很小的力下回缩），各点在各平移油缸的作用下（回转中心点X、Y方向不移动，只可绕其中心旋转）会作出一复合运动，即各点的下层或上层作X或Y方向的直线平移；而所对应的上或下滑移层，就会自动按构件的运动轨迹(园)进行运动，从而达到构件回转功能，提高工效。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置，其特征在于：包括顶板（1）、底座（2），顶板（1）和底座（2）之间通过拉杆（3）连接，所述顶板（1）的周边上设有与钢护筒相配合的支撑定位台（11），在顶板（1）和底座（2）之间设有三维千斤顶（4），三维千斤顶（4）的Z向顶升油缸（42）的顶杆（421）可穿出顶板（1）中间的通孔（12）。

2. 根据权利要求1所述的用于预制墩台吊装调位的悬挂式装配化三维调节装置，其特征在于：所述的三维千斤顶（4）包括导轨座（41）、Z向顶升油缸（42）、Y向顶推油缸（43）、X向推移油缸（44）、滑移箱（45）和滑移座（46），导轨座（41）固定在底座（2）上，滑移箱（45）安装在导轨座（41）轨道上，滑移座(46)安装在滑移箱（45）轨道上；Z向顶升油缸（42）固定在滑移座（46）上；Y向顶推油缸（43）安装在滑移箱（45）上，Y向顶推油缸（43）的推杆与Z向顶升油缸（42）连接；X向推移油缸（44）安装在导轨座（41）上，X向推移油缸（44）的推杆与滑移箱（45）连接。

3. 根据权利要求1所述的用于预制墩台吊装调位的三维调节装置，其特征在于：所述的拉杆（3）两端通过螺母（5）锁紧，承受三维千斤顶传递的荷载。