CN107973222A - 用于安装水工钢闸门的架桥机及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于安装水工钢闸门的架桥机及其施工方法，属于水工工程金属结构安装设备设计制造技术领域。提供一种通过简单改进即可有用于水工钢闸门安装的架桥机，以及使用该架桥机安装水工钢闸门的施工方法。所述的架桥机包括主梁，所述的架桥机还包括加高支撑结构和起重机构，所述的主梁通过所述的加高支撑结构连接成一个起重桁架，所述的起重机构布置在所述的主梁上。所述的包括以现有架桥机主梁为基础的改造，采用改造后的所述架桥机按先金属结构件，后启闭机械的顺序安装水工钢闸门及启重设备等步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种架桥机，尤其是涉及一种用于安装水工钢闸门的架桥机，属于水工工程金属结构安装设备设计制造技术领域。本发明还涉及一种用所述的架桥机安装水工钢闸门的施工方法。
背景技术
随着公路、铁路、桥梁等交通设施的建设，架桥机的应用得到了长足的发展。架桥机广泛而成熟的市场应用，必然要向更多的领域拓展。在水利水电行业，面临跨孔凌空施工，往往需要非标起重设备，架桥机无疑是比较现实可靠的选择。
与预制梁吊装不同，利用架桥机吊装以溢流闸弧形门为代表的水工金属结构件面临许多具体工艺问题。如起吊高度不够、大件无法翻身、大件旋转、精确就位、横向移动频繁等工艺技术问题。类似于溢流闸弧形门一类的水工金属结构件的安装是蓄水或泄洪进度主线的关键路径，需要具体解决吊装与安装、工期与质量的矛盾，实现弧门的快速安装。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种通过简单改进即可有用于水工钢闸门安装的架桥机，以及使用该架桥机安装水工钢闸门的施工方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于安装水工钢闸门的架桥机，包括主梁，所述的架桥机还包括加高支撑结构和起重机构，所述的主梁通过所述的加高支撑结构连接成一个起重桁架，所述的起重机构布置在所述的主梁上。
进一步的是，所述的架桥机还包括支撑加固装置，所述的支撑加固装置可拆卸的顶接在所述的主梁与基础之间。
上述方案的优选方式是，所述的加高支撑结构包括前肢腿和后肢腿，所述的前肢腿和所述的后肢腿分别从所述主梁的两端与该主梁连接成一个起重桁架。
进一步的是，在所述前肢腿的下部设置有行走机构。
上述方案的优选方式是，所述的加高支撑结构还包括中肢腿，在所述中肢腿的下部也设置有所述的行走机构，所述的中肢腿沿所述主梁的长度方向可往复移动的支撑在该主梁的中部。
进一步的是，所述的主梁为两根，两根所述的主梁通过位于两端的上横梁以及所述的加高支撑结构连接为一个整体的起重桁架。
上述方案的优选方式是，所述的起重机构包括至少两组移动式起升系统，各组所述的移动式起升系统沿所述主梁的长度方向可往复移动的安装在所述的主梁上。
进一步的是，所述起重机构包括的移动式起升系统为四组，所述的起重机构还包括两套桁架和两套走行系统，四组所述的移动式起升系统两两成对的布置在两套所述的桁架上，每一套所述的桁架分别通过一套所述的走行机构沿所述主梁的长度方向可往复移动的布置在所述的主梁上，
其中，每一套所述桁架上布置的两组所述的移动式起升系统的最大起升重量各不相同。
一种采用所述架桥机安装水工钢闸门的施工方法，所述的施工方法包括以下步骤，
首先按设计要求，结合安装使用现场的具体工况制作或选择加高支撑结构和起重机构，并选定起重用钢丝绳以及起重吊具；然后在安装使用现场通过加高支撑结构将两根主梁连接成一个整体的起重桁架，并将装配好钢丝绳和起重吊具的起重机构安装到起重桁架上；接着采用所述的架桥机按先金属结构件，后启闭机械的顺序安装水工钢闸门及启重设备。
进一步的是，在安装金属结构件时，如果安装的是弧形钢闸门，则采用先支铰、后支腿、最后门叶结构的顺序完成安装；如果安装的是平板钢闸门，则采用直接吊装或由下往上分段吊装的顺序完成安装。
本发明的有益效果是：本申请通过对现有用于建设公路、铁路、桥梁等交通设施的常规架桥机进行改进，在构成架桥机的主梁的两端分别增加加高支撑结构，使其形成一个完成的桁架结构的起重桁架，以增加其起吊高度；同时，再在该主梁构成的起重桁架上增加起重机构，通过所述的起重机构实现在以溢流闸为代表的水工工程中的空间上临空安装如弧形门、平板闸门以及启闭机械等水工金属设备的目的。同时，由于该架桥机，以现有公路、铁路、桥梁等建设用架桥机的主梁为主体，只作如上的简单改进，即可满足水工工程金属结构设备安装吊高度大，大件安装需要翻身、旋转、精确就位，以及横向移动频繁的要求，从而克服了水工产品安装需要专用、大型设备的技术问题，既节约了专用设备生产的成本，又缩短了设备准备的周期，解决吊装与安装、工期与质量的矛盾，实现以弧门为代表的水工产品的快速安装。
附图说明
图1为本发明用于安装水工钢闸门的架桥机及施工方法涉及到的架桥机的结构示意图；
图2为本发明涉及到的前肢腿与主梁连接的示意图；
图3为本发明涉及到的后肢腿与主梁连接的示意图；
图4为本发明涉及到的中肢腿与主梁连接的示意图；
图5为本发明涉及到的起重机构与主梁连接的示意图；
图6为本发明涉及到的弧形闸门应用架桥机快速安装工艺流程图；
图7为发明涉及到的架桥机组装工艺流程图。
图中标记为：主梁1、起重机构2、支撑加固装置3、前肢腿4、后肢腿5、行走机构6、中肢腿7、上横梁8、移动式起升系统9、桁架10、走行系统11、钢丝绳12、起重吊具13。
具体实施方式
如图1～图5所示是本发明提供的一种通过简单改进即可有用于水工钢闸门安装的架桥机，以及使用该架桥机安装水工钢闸门的施工方法。所述的架桥机包括主梁1，所述的架桥机还包括加高支撑结构和起重机构2，所述的主梁1通过所述的加高支撑结构连接成一个起重桁架，所述的起重机构2布置在所述的主梁1上。本申请通过对现有用于建设公路、铁路、桥梁等交通设施的常规架桥机进行改进，在构成架桥机的主梁1的两端分别增加加高支撑结构，使其形成一个完成的桁架结构的起重桁架，以增加其起吊高度；同时，再在该主梁1构成的起重桁架上增加起重机构2，通过所述的起重机构2实现在以溢流闸为代表的水工工程中的空间上临空安装如弧形门、平板闸门以及启闭机械等水工金属设备的目的。同时，由于该架桥机，以现有公路、铁路、桥梁等建设用架桥机的主梁1为主体，只作如上的简单改进，即可满足水工工程金属结构设备安装起吊高度大，大件安装需要翻身、旋转、精确就位，以及横向移动频繁的要求，从而克服了水工产品安装需要专用、大型设备的技术问题，既节约了专用设备生产的成本，又缩短了设备准备的周期，解决了吊装与安装、工期与质量的矛盾，实现以弧门为代表的水工产品的快速安装。
上述实施方式中，结合安装现场的跨度情况，以及选用的现有架桥机的主梁1的强度情况，为了保证安装的安全性，以及保证使用的周期，本申请改进后的所述架桥机还包括支撑加固装置3，所述的支撑加固装置3可拆卸的顶接在所述的主梁1与基础之间；所述的加高支撑结构还包括中肢腿7，在所述中肢腿7的下部也设置有所述的行走机构6，所述的中肢腿7沿所述主梁1的长度方向可往复移动的支撑在该主梁1的中部。通过该支撑加固装置3可以根据需要在主梁1长度方向的不同位置进行加固支撑，再辅中肢腿7的支撑，可以保证以主梁为主体构成的起重桁架的机械性能。
同时，为了简化本申请所述加高支撑结构的结构，在方便制作、安装的前提下又能充分的解决本申请背景技术中存在的技术问题，即满足临空安装大件的翻身、旋转、精确就位以及频繁的横向移动的要求，本申请所述的加高支撑结构包括前肢腿4和后肢腿5，所述的前肢腿4和所述的后肢腿5分别从所述主梁1的两端与该主梁1连接成一个起重桁架；在所述前肢腿4的下部设置有行走机构6。再参照现有的架桥机均为双主梁结构的特点，为此，两根所述的主梁1通过位于两端的上横梁8以及所述的加高支撑结构连接为一个整体的起重桁架；以及将本申请所述的起重机构2设置成包括至少两组移动式起升系统9的结构，各组所述的移动式起升系统9沿所述主梁1的长度方向可往复移动的安装在所述的主梁1上。同时，为了提高安装的效率，本申请将构成所述起重机构2的移动式起升系统9设置为四组，然后再把所述的起重机构设置成包括两套桁架10和两套走行系统11的结构，并使四组所述的移动式起升系统9两两成对的布置两套在所述的桁架10上，每一套所述的桁架10分别通过一套所述的走行机构11沿所述主梁1的长度方向可往复移动的布置在所述的主梁1上，其中，每一套所述桁架10上布置的两组所述的移动式起升系统9的最大起升重量各不相同。这样，由于同一套桁架上安装的移动式起升系统9的重大超升重量各不相同，从而可以实现主钩与副钩的关系，以实现翻身、旋转、精确就位的目的，而在桁架10下部采用走行系统11，可以满足频繁的横向移动的要求。
这样，本申请提供的施工方法便包括以下几个步骤，首先按设计要求，结合安装使用现场的具体工况制作或选择加高支撑结构和起重机构2，并选定起重用钢丝绳12以及起重吊具13；然后在安装使用现场通过加高支撑结构将两根主梁1连接成一个整体的起重桁架，并将装配好钢丝绳12和起重吊具13的起重机构2安装到起重桁架上；接着采用所述的架桥机按先金属结构件，后启闭机械的顺序安装水工钢闸门及启重设备。再根据安装在的水工工程中的金属结构件的不同，如果安装的是弧形钢闸门，则采用先支铰、后支腿、最后门叶结构的顺序完成安装；如果安装的是平板钢闸门，则采用直接吊装或由下往上分段吊装的顺序完成安装。
在水利水电工程中，通常所述的水工金属结构设备包括水工金属结构件和水工起重设备，其中的水工金属结构件又可以包括弧形闸门及其埋件、平面钢闸门及其埋件、船闸用人字门及其埋件以及水工工程中用的其它拦水设施；其中的水工起重设备又可以包括卷扬式启闭机、移动式启闭机、螺杆式启闭机、门式启闭机以及液压启闭机等等。
实施例一
下面以某水利工程中安装某种型号的弧形闸门为实施例作进一步的说明。
1、拟定弧形闸门安装的施工工艺流程，如附图6所示。
2、操作要点
2.1、架桥机选型
根据闸孔结构尺寸、弧门构件尺寸重量、租赁市场情况等选择2×80t公路架桥机。
2.2架桥机改造
架桥机改造主要是支撑加高、增加起重天车、更换吊具与钢丝绳等。
2.2.1、将新型架桥机前肢、中托、后肢的高度提高至5m高度，满足现场吊装需要，且前支、中托及后支均要具备冲跨功能；
2.2.2、弧门结构件吊装垂直作业距离远大于公路梁架设，卷扬机需同时考虑起升能力和容绳量；增加两台80t卷扬机，容绳量大于230m，作为结构件吊装主吊点；更换原卷扬机的减速机和滚筒，新滚筒容绳量满足60t起升能力下的垂直运行高度；
2.2.3、采购80吨具有旋转功能的吊钩4只；
2.2.4、配置吊装钢丝绳1700规格：Φ22.5米；
2.2.5、重新设计电气部分，使之满足现场运行和控制操作要求；
2.2.6、原有两台小车轨道增加20米(主要用于吊装油缸)。
2.3、架桥机安装
将架桥机各部件、机构在现场组装成整体，并进行调试、试验与检定，满足安全运行要求。
架桥机组装工艺流程如附图7所示。
2.4、凌空施工准备
对通行道路局部进行封孔、拆障，或利用贝雷桥快速搭设承重运输通道，完善至闸孔安装部位的施工梯台等。
2.5、拼装场准备
堆场平整，拼装场三通一平，配置固定或移动起重设备。
2.6、支铰快速安装
支铰埋件与固定铰配装，配装时加工工艺薄板。支铰设计吊孔或焊接吊耳。固定铰与活动铰整体吊装，吊装前将关节刚性锁定，便于角度调整，作业更安全。支铰利用架桥机双钩吊装、就位。
2.7、门叶安装
门叶从下往上安装，与支臂安装交叉进行。门叶利用架桥机翻身、调整角度和对缝就位。底节门叶安装时按测量成果焊好定位挡板。门叶利用定位板、中心标志，快速对缝，并控制径向尺寸。
2.8、支臂安装
臂叉与下支臂在拼装场拼焊成一体。支臂利用架桥机安装。上支臂、竖支臂可左右两侧同时作业。
2.9、门体焊接
门叶正式焊接前复查拼装尺寸，检查坡口及定位焊缝。门叶采用焊条电弧焊和二氧化碳气体保护焊。
支臂根据材质、板厚及环境温度，焊前适情进行预热。在焊口部位搭设安全操作平台与护栏，作业人员遵守高空作业安全规定。合理设计支臂坡口，保证焊接质量。
2.10、液压启闭机安装
液压启闭机油缸铰座、油缸吊装、泵站安装与弧门安装同步进行，利用架桥机配合。泵站安装后，按工艺要求进行电液连接与调试。
2.11、附件安装
弧门附件包括爬梯、护栏、止水、侧导向轮等。底止水、不出闸墙的侧轮可随门叶提前装配。侧止水、出闸墙的侧轮一般在具备启闭能力后安装。
2.12、完工清场
大件吊装完成后，架桥机即可安排退场。弧门安装完成后，及时清理安装临时设施和杂物，清除安装吊耳，焊缝进行检验、补涂。
Claims (10)
1.一种用于安装水工钢闸门的架桥机，包括主梁(1)，其特征在于：所述的架桥机还包括加高支撑结构和起重机构(2)，所述的主梁(1)通过所述的加高支撑结构连接成一个起重桁架，所述的起重机构(2)布置在所述的主梁(1)上。
2.根据权利要求1所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：所述的架桥机还包括支撑加固装置(3)，所述的支撑加固装置(3)可拆卸的顶接在所述的主梁(1)与基础之间。
3.根据权利要求1或2所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：所述的加高支撑结构包括前肢腿(4)和后肢腿(5)，所述的前肢腿(4)和所述的后肢腿(5)分别从所述主梁(1)的两端与该主梁(1)连接成一个起重桁架。
4.根据权利要求3所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：在所述前肢腿(4)的下部设置有行走机构(6)。
5.根据权利要求4所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：所述的加高支撑结构还包括中肢腿(7)，在所述中肢腿(7)的下部也设置有所述的行走机构(6)，所述的中肢腿(7)沿所述主梁(1)的长度方向可往复移动的支撑在该主梁(1)的中部。
6.根据权利要求5所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：所述的主梁(1)为两根，两根所述的主梁(1)通过位于两端的上横梁(8)以及所述的加高支撑结构连接为一个整体的起重桁架。
7.根据权利要求5所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：所述的起重机构(2)包括至少两组移动式起升系统(9)，各组所述的移动式起升系统(9)沿所述主梁(1)的长度方向可往复移动的安装在所述的主梁(1)上。
8.根据权利要求7所述的用于安装水工钢闸门的架桥机，其特征在于：所述起重机构(2)包括的移动式起升系统(9)为四组，所述的起重机构还包括两套桁架(10)和两套走行系统(11)，四组所述的移动式起升系统(9)两两成对的布置在两套所述的桁架(10)上，每一套所述的桁架(10)分别通过一套所述的走行机构(11)沿所述主梁(1)的长度方向可往复移动的布置在所述的主梁(1)上，
其中，每一套所述桁架(10)上布置的两组所述的移动式起升系统(9)的最大起升重量各不相同。
9.一种采用权利要求6所述架桥机安装水工钢闸门的施工方法，其特征在于：所述的施工方法包括以下步骤，
首先按设计要求，结合安装使用现场的具体工况制作或选择加高支撑结构和起重机构(2)，并选定起重用钢丝绳(12)以及起重吊具(13)；然后在安装使用现场通过加高支撑结构将两根主梁(1)连接成一个整体的起重桁架，并将装配好钢丝绳(12)和起重吊具(13)的起重机构(2)安装到起重桁架上；接着采用所述的架桥机按先金属结构件，后启闭机械的顺序安装水工钢闸门及启重设备。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：在安装金属结构件时，如果安装的是弧形钢闸门，则采用先支铰、后支腿、最后门叶结构的顺序完成安装；如果安装的是平板钢闸门，则采用直接吊装或由下往上分段吊装的顺序完成安装。
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