CN105672669B - 一种漏斗式砂箱卸载装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢结构建筑技术领域，具体涉及一种漏斗式砂箱卸载装置及方法，对支承钢构件的临时支撑架进行卸载；水平释放部件中的四颗螺栓在卸载开始前需拧除，钢构件在卸载过程中的水平位移通过不锈钢板与滑板之间的滑动来有效地释放；本卸载装置构思新颖，可以方便地对钢结构临时支撑架进行卸载，具有密封性好、可释放支撑点水平位移、操作便利、安全性高等优点。

Description

一种漏斗式砂箱卸载装置及方法

技术领域

本发明属于钢结构建筑技术领域，具体涉及一种漏斗式砂箱卸载装置及方法。

背景技术

在钢结构主体结构安装形成空间稳定体系并完成所有焊接及连接工作后，往往需要对临时支撑架进行卸载。

目前，对钢结构支撑架进行卸载的方式有千斤顶卸载、刚性支撑直接切割法卸载和砂箱卸载三种。砂箱卸载作为一种较为传统的卸载方式，较多的应用于桥梁工程，在钢结构工程中采用的较少，主要原因有以下几方面：一、传统砂箱制作往往比较粗糙，内筒和外筒之间的缝隙较大，防水效果较差，很容易造成砂子受潮结块，从而无法自由排出；二、传统砂箱的侧壁通常开设有两个或四个出砂口，以保证砂箱内砂子的对称排出，过多的出砂口大大增加了现场控制的难度；三、传统砂箱高度低、有效卸载行程小，很难满足钢结构实际的卸载需求；四、当结构卸载位置存在较大水平位移时，传统砂箱容易造成内外筒的卡筒，从而影响正常的卸载作业。

针对上述技术问题，本申请人提供一种漏斗式砂箱卸载装置及方法，本案由此产生。

发明内容

基于传统砂箱卸载技术所存在的问题，本发明提供了一种漏斗式砂箱卸载装置及方法，可以很好地应用于钢结构工程中支承系统的卸载，具有有效卸载行程大、可释放水平位移、防水效果好、操作便利等优点。

为实现上述目的，本发明具体提供的技术方案为：一种漏斗式砂箱卸载装置，包括：水平位移释放部件、内筒、外筒、干砂、插板式排砂阀和临时连杆；

所述水平位移释放部件由上支承板、不锈钢板、滑板及固定螺栓组成，其中不锈钢板与上支承板的下表面、滑板与内筒顶板的凹槽分别通过胶水固定；在上支承板和不锈钢板上开设有圆孔，通过固定螺栓将其固定于内筒顶板上；所述水平位移释放部件通过滑板与不锈钢板之间的滑动释放卸载过程中的水平位移；

所述内筒和外筒均为无缝圆管，内、外筒之间的表面通过机加工紧密配合；

所述内筒一端设有水平位移释放部件的支承板，另一端伸入外筒内；所述内筒的顶板上表面开设有固定滑板的凹槽；

所述外筒上端为内筒的内伸口，底部设有带检修孔的下底座板，在外筒内部设有底部带出砂口的漏斗状导砂槽，通过出砂口下方的插板式排砂阀将所述外筒内填充的干砂排出；

所述外筒内填充有支承所述内筒的干砂，通过插板式排砂阀控制干砂的流速和体积，从而控制内筒下沉的位移量；所述干砂为固定级配的干燥精制石英砂；

所述插板式排砂阀由滑槽、插板、旋转螺栓、手柄和限位螺母组成，滑槽固定于漏斗底部，可供插板自由的前进和后退；插板端部连接有开设内螺纹的方板；旋转螺栓一端插入插板端部方板的螺纹内，另一端支承于外筒侧壁的圆孔内，并与手柄相连；两颗限位螺母固定于旋转螺栓靠外筒内侧处，通过自锁可以限制旋转螺栓向外侧的移动；通过旋转手柄，可以调整插板在滑槽内的位置，从而改变排砂口的大小以控制排砂流量与体积；

所述临时连杆的上端连接与内筒耳板之间的螺母，下端通过对螺母施加预紧力，使组装后的内筒、外筒及干砂形成一个整体。

进一步，所述内筒顶板下表面的边沿处设置有一圈滴水线。

进一步，所述内筒内部设置有十字加劲板，所述十字加劲板上端与内筒顶板焊接，下端与内筒下封板刨平顶紧。

进一步，所述外筒的侧壁开设有备用口，当干砂出现受潮无法自动排出时使用；所述外筒的侧壁开设有观察口。

进一步，所述外筒内的漏斗下部设有十字加劲板，所述十字加劲板上部与漏斗焊接，下部与外筒底板刨平顶紧。

进一步，所述滑槽的外侧设置有刻度线，所述外筒侧壁的观察口旁边设置有指针和不锈钢尺。

进一步，所述漏斗式外筒的底板中心设置有直径80mm的检修孔。

进一步，所述水平位移释放部件上表面的螺栓缝隙、上支承板与内筒顶板之间的缝隙及内、外筒之间的交界处采用玻璃胶密封。

一种漏斗式砂箱卸载方法：支承钢构件的临时支撑架进行卸载；水平释放部件中的四颗螺栓在卸载开始前需拧除，钢构件在卸载过程中的水平位移通过不锈钢板与滑板之间的滑动来有效地释放；具体包括如下步骤：

步骤一，在所述砂箱装置固定于临时支撑架顶部转换平台后，在内筒耳板处设置四个方向的临时撑杆，保证砂箱装置平面外的稳定性；在卸载开始前，临时撑杆需被及时拆除；

步骤二，将所述砂箱装置设置在临时支撑架顶部与钢构件之间，水平位移释放部件的上支承板通过十字立板与钢构件顶紧，砂箱上底座板通过马口板与临时支撑架的顶部转换平台连接固定；

步骤三，根据预定卸载释放量，通过所述砂箱卸载装置中的插板式排砂阀控制排砂量，从而控制内筒及砂箱所支承钢构件的下沉位移量；完成一级预定卸载量时，立即关闭排砂阀，停留约二小时，接着开始下一级卸载；在卸载过程中，通过钢尺和指针的读数，可以即时的得到实际的卸载量；

重复上述操作，直至水平释放装置中的不锈钢板与滑板脱离，即完成对临时支撑架的卸载。

一种漏斗式砂箱卸载方法进一步设置，通过转动手柄带动螺栓的旋转，从而实现插板的前进和后退，进而控制出砂口的大小，控制砂箱装置内干砂的排出流量与体积，从而控制砂箱内筒及其上支承钢构件的下沉位移量。

综上所述，本发明的砂箱装置用在钢结构临时支承系统卸载时，具有下述优点：

一、承载力大：砂箱抗压承载力是同体积千斤顶的3～4倍；

二、操作便利：插板式阀门的操作简单，卸载过程中只需观察指针在钢卷尺上的读数即可得到实际的卸载量，操作和数据读取直观，只需对现场人员进行短时间的培训即可掌握操作的要点；

三、可释放水平位移：砂箱顶部的水平位移释放部件可以方便的实现卸载过程中，卸载位置处存在的水平位移，避免了砂箱装置的侧向失稳及下步支撑体系的偏心作用；

四、防水效果好：防水处理措施实施方便、考虑全面，可以有效地保证砂子的干燥、密封，确保卸载作业的顺利进行；

五、加工制作成本低：所用材料常规，采购方便，加工制作工艺简单，可实现批量化生产，成本相对较低。

附图说明

图1为漏斗式砂箱装置的结构示意图；

图2为漏斗式砂箱装置的剖面结构示意图；

图3为漏斗式砂箱装置的水平释放部件的剖面结构示意图；

图4为漏斗式砂箱装置的外筒的剖面结构示意图；

图5为漏斗式砂箱装置的排砂阀的剖面结构示意图；

图6为漏斗式砂箱装置的防水防潮处理示意图；

图7~9为砂箱卸载方法各步骤的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种漏斗式砂箱卸载装置，可以很好地应用于钢结构工程中支撑架的卸载，如图1~2所示，该砂箱装置主要包括：

水平位移释放部件1、内筒2、外筒3、干砂13、插板式排砂阀4和临时连杆5；

所述的水平位移释放部件1固定于内筒顶板6上；所述内筒2和外筒3均采用无缝圆管，外筒3与及内2筒接触面通过机加工紧密配合，两者之间的缝隙控制在1mm~2mm；所述内筒顶板6的边缘处设置有一圈滴水线11；外筒2设置有漏斗状导砂槽8、观察口9、插板式排砂阀4、加强环板7和下底座板10。所述临时连杆5的上端连接与内筒6耳板之间的螺母，下端通过对螺母施加预紧力，使组装后的内筒2、外筒3及干砂13形成一个整体。

如图2所示，所述内筒顶板6的上表面开设有凹槽；所述内筒2的下端伸入外筒3内，为了增加内筒2的承载力，在内部设置有十字加劲板；所述的外筒3的筒内填充支承内筒2的干砂13，考虑出砂的速度和承载力，干砂13采用固定级配的精制石英砂；通过插板式排砂阀4能控制干砂13的排砂速度和体积，从而控制内筒2在插板式外筒3内下沉的位移量；所述外筒3的侧壁开设有出砂备用口12，当干砂13受潮无法正常排出时使用；所述插板式排砂阀4的下部设置有顶紧螺栓14，通过顶紧插板可实现出砂口的密封；在所述下底座板10的中心开设有检修孔15。

如图3所示，所述水平位移释放部件1由上支承板17、不锈钢板18、滑板19及固定螺栓20、螺母16组成，其中不锈钢板18与上支承板17的下表面、滑板19与内筒顶板5的凹槽分别通过胶水固定；在上支承板17和不锈钢板18开设有圆孔，螺母16在组装前需提前固定于内筒顶板15下表面；整个部件通过固定螺栓15固定于内筒顶板5上；所述水平释放部件1通过不锈钢板18与滑板19之间的滑动来释放卸载过程中的水平位移。

如图4所示，所述外筒3的上端为内筒2的内伸口，内部的漏斗状导砂槽8为四面锥体，在椎体底部设置带出砂口21的封板；所述漏斗状导砂槽8的下部设置有竖向的加劲板22，以提高导砂槽8的抗压承载能力。

如图5所示，所述插板式排砂阀4由插板23、旋转螺栓24、手柄25、紧固螺母26和滑槽27组成。其中，插板23的端部连接开设有内螺纹的方板；旋转螺栓24一端拧入插板4端部的方板内，另一端与支承于外筒3侧壁圆孔上，与手柄25相连；为了防止旋转螺栓4向外侧移动，在外筒3圆孔的内侧设置有两颗紧固螺母26；在出砂口21的下部固定有滑槽27，可供插板23自由前进和后退；通过旋转手柄25，可以调整插板23在滑槽27内的位置，从而改变实际排砂出口的大小以控制排砂流量与体积。

如图6所示，所述可释放水平位移部件1上表面的螺栓缝隙28、上支承板与内筒顶板之间的缝隙29及内筒2与外筒3之间的缝隙30均采用玻璃胶密封，其中内筒与外筒之间的缝隙30处，在玻璃胶干燥后，需缠裹保鲜膜（图7中的38所示）进行二次防水处理。

本卸载装置构思新颖，构造简单，可以通过插板式排砂阀方便地控制干砂的排砂速度和体积，从而控制内筒及支承钢构件的下沉位移量，具有密封性好、可释放支撑点水平位移、操作便利、安全性高等优点。

同时，本发明还提供了一种漏斗式砂箱卸载方法，是利用上述给出漏斗式卸载砂箱装置，对钢结构临时支撑架进行卸载的方法，该方法包括：

如图7所示，在钢结构安装前，将上述漏斗式卸载砂箱装置设置在临时支撑架顶部转换平台33与钢构件34之间，水平释放部件的上支承板17通过十字立板35与钢构件34接触面顶紧，砂箱下底座板10通过马口板36与临时支撑架顶部转换平台33连接固定；指针31和不锈钢尺32随砂箱组装时安装就位；为了保证上述漏斗式卸载砂箱装置在钢构件荷载下的平面外稳定，在内筒2上部的耳板与支撑架顶部转换平台之间设置柔性拉杆37；

卸载前，将固定螺栓20、柔性拉杆37和保鲜膜38除去，保证钢构件34在卸载过程中的水平位移通过水平位移释放部件1有效地释放，竖向位移不受临时措施的影响；需注意的是，漏斗下部的顶紧螺栓14此时处于顶紧状态，插板23与出砂口21紧密贴紧；

卸载时，根据预定卸载释放量，通过所述砂箱装置的插板式排砂阀4控制排砂量，从而控制砂箱内筒2及砂箱所支承钢构件34的下沉位移量；完成一级预定卸载量时，立即关闭排砂阀，停留约2小时，接着开始下一级卸载；

重复上述操作，直至水平释放装置1中的不锈钢板与滑板脱离，即完成对临时支撑的卸载。

结合图8～图9的示意图，对砂箱卸载的方法作进一步说明：

步骤a，如图8所示，卸载前，调整指针31，使其保持水平，记录指针对应的读数H1；拧开顶紧螺栓14，通过观察口9查看插板23的位置；

步骤b、旋转手柄，使插板式排砂阀4打开至出砂口全开，然后开始观察指针的读数变化；当读数接近目标刻度时，立即反向旋转手柄，使插板式排砂阀4关闭，完成一级卸载；

步骤c、记录此时指针对应的读数H2，则实际的卸载量为h1=H1-H2；当实际卸载量与目标值存在偏差时，应在下一级的卸载中进行补偿；

步骤d、重复b、c两个步骤直至砂箱装置与钢构件脱离，完成卸载作业。

如图9所示，当钢构件34在卸载过程中存在水平位移时，可以通过水平位移释放部件进行释放。其中，S1为卸载前的初始位置，S2为卸载完成后的位置，当钢构件实际的水平位移量s1超出卸载装置的设计值时，只需增大十字立板35和上支承板17沿水平滑移方向的尺寸使其满足要求即可。

实际卸载中，当某一级的卸载目标值超过10mm时，应分成多次卸载完成，单次的卸载量不超过10mm；为了避免卸载误差的累积，对实际卸载量与目标卸载量存在偏差时，应在下级卸载时进行及时补偿；卸载砂箱下部的临时支撑架的压缩回弹量可放在最后一级卸载中进行考虑。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种漏斗式砂箱卸载装置，其特征在于，包括：

水平位移释放部件、内筒、外筒、干砂、插板式排砂阀和临时连杆；

所述水平位移释放部件由上支承板、不锈钢板、滑板及固定螺栓组成，其中不锈钢板与上支承板的下表面、滑板与内筒顶板的凹槽分别通过胶水固定；在上支承板和不锈钢板上开设有圆孔，通过固定螺栓将其固定于内筒顶板上；所述水平位移释放部件通过滑板与不锈钢板之间的滑动释放卸载过程中的水平位移；

所述内筒和外筒均为无缝圆管，内、外筒之间的表面通过机加工紧密配合；

所述内筒一端设有水平位移释放部件的支承板，另一端伸入外筒内；所述内筒的顶板上表面开设有固定滑板的凹槽；

所述外筒上端为内筒的内伸口，底部设有带检修孔的下底座板，在外筒内部设有底部带出砂口的漏斗状导砂槽，通过出砂口下方的插板式排砂阀将所述外筒内填充的干砂排出；

所述外筒内填充有支承所述内筒的干砂，通过插板式排砂阀控制干砂的流速和体积，从而控制内筒下沉的位移量；所述干砂为固定级配的干燥精制石英砂；

所述插板式排砂阀由滑槽、插板、旋转螺栓、手柄和限位螺母组成，滑槽固定于漏斗底部，可供插板自由的前进和后退；插板端部连接有开设内螺纹的方板；旋转螺栓一端插入插板端部方板的螺纹内，另一端支承于外筒侧壁的圆孔内，并与手柄相连；两颗限位螺母固定于旋转螺栓靠外筒内侧处，通过自锁可以限制旋转螺栓向外侧的移动；通过旋转手柄，可以调整插板在滑槽内的位置，从而改变排砂口的大小以控制排砂流量与体积；

所述临时连杆的上端连接与内筒耳板之间的螺母，下端通过对螺母施加预紧力，使组装后的内筒、外筒及干砂形成一个整体；

所述外筒内的漏斗下部设有十字加劲板，所述十字加劲板上部与漏斗焊接，下部与外筒底板刨平顶紧；所述滑槽的外侧设置有刻度线，所述外筒侧壁的观察口旁边设置有指针和不锈钢尺。

2.如权利要求1的一种漏斗式砂箱卸载装置，其特征在于，所述内筒顶板下表面的边沿处设置有一圈滴水线；内筒内部设置有十字加劲板，所述十字加劲板上端与内筒顶板焊接，下端与内筒下封板刨平顶紧。

3.如权利要求1的一种漏斗式砂箱卸载装置，其特征在于，所述外筒的侧壁开设有备用口，当干砂出现受潮无法自动排出时使用；外筒的侧壁开设有观察口；外筒的底板中心设置有直径80mm的检修孔。

4.如权利要求1的一种漏斗式砂箱卸载装置，其特征在于，所述水平位移释放部件上表面的螺栓缝隙、上支承板与内筒顶板之间的缝隙及内、外筒之间的交界处采用玻璃胶密封。

5.一种漏斗式砂箱卸载方法，其特征在于，对支承钢构件的临时支撑架进行卸载；水平位移释放部件中的四颗螺栓在卸载开始前需拧除，钢构件在卸载过程中的水平位移通过不锈钢板与滑板之间的滑动来有效地释放；

包括如下步骤：

步骤一，在所述砂箱装置固定于临时支撑架顶部转换平台后，在内筒耳板处设置四个方向的临时撑杆，保证砂箱装置平面外的稳定性；在卸载开始前，临时撑杆需被及时拆除；

步骤二，将所述砂箱装置设置在临时支撑架顶部与钢构件之间，水平位移释放部件的上支承板通过十字立板与钢构件顶紧，砂箱上底座板通过马口板与临时支撑架的顶部转换平台连接固定；

步骤三，根据预定卸载释放量，通过所述砂箱卸载装置中的插板式排砂阀控制排砂量，从而控制内筒及砂箱所支承钢构件的下沉位移量；完成一级预定卸载量时，立即关闭排砂阀，停留二小时，接着开始下一级卸载；在卸载过程中，通过钢尺和指针的读数，可以即时的得到实际的卸载量；

重复上述操作，直至水平释放装置中的不锈钢板与滑板脱离，即完成对临时支撑架的卸载。

6.如权利要求5所述的一种漏斗式砂箱卸载的方法，其特征在于，通过转动手柄带动螺栓的旋转，从而实现插板的前进和后退，进而控制出砂口的大小，控制砂箱装置内填充的支撑砂箱装置的活塞的干砂的排出流量与体积，从而控制砂箱内筒及其上支承钢构件的下沉位移量。