CN109577209B - 大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法，根据大吨位组合设备的体积设置矩形设备支撑平台；矩形设备支撑平台下部的四个角的内侧设置加强板；加强板的下部设置有千斤顶组件；每组加强板下部设置有两个支撑位；支撑位沿矩形设备支撑平台对角线左右对称设置；每个支撑位设置有两个千斤顶组件；千斤顶组件设置在临时支撑柱基础上。本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法，准备高空安装的大型设备可以预先在地表组装完成，然后和设备平台一起作为一个整体用千斤顶进行顶升到达预定安装位置；采取两组千斤顶通过接力的方式实现连续顶升，避免了千斤顶回收的窝工时间，大大提高顶升施工效率，降低施工成本，安全可靠。

Description

大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法

技术领域

本发明涉及一种垂直同步顶升施工方法，具体的说，是涉及一种大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法。

背景技术

传统的垂直同步顶升施工方法主要有两种：一种是先采用大型起重机将设备部件吊至一个预定高度，此高度距离最终安装高度的距离不超过顶升千斤顶的最大行程，然后采用千斤顶一次性将其顶升到位实现安装；另一种是采用两组模块化箱型结构立柱（高强螺栓联接）和一组千斤顶，通过两组组装立柱的轮换支撑和千斤顶的一次次顶升和回收达到最终顶升到位。

但是这两种顶升施工方法都各自存在着不可克服的弊端：第一种施工方法的弊端是如果设备部件单件重量过大，无法实现预先吊至预定高度，则该施工方法就不可行；第二种施工方法的弊端是由于只采用一组千斤顶，每次顶升后都需要回收才能实现下一次顶升，造成工作效率很低，严重影响工期。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种提高顶升施工效率，降低施工成本，安全可靠的大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法，

设置基础及基准准备；

根据大吨位组合设备的体积设置矩形设备支撑平台；

矩形设备支撑平台下部的四个角的内侧设置加强板；

加强板的下部设置有千斤顶组件；

每组加强板下部设置有两个支撑位；支撑位沿矩形设备支撑平台对角线左右对称设置；

每个支撑位设置有两个千斤顶组件；

千斤顶组件设置在临时支撑柱基础上；

临时支撑柱基础的外侧设置主立柱基础；

主立柱基础的外侧设置有斜支撑基础；

顶升施工步骤如下：

步骤1，在每个临时支撑柱基础上设置两个千斤顶组件；

千斤顶组件包括千斤顶，千斤顶下部设置有上模块，上模块下部设置有下模块；

千斤顶的底座与上模块顶部固定连接；

临时支撑柱基础上的千斤顶组件分为A组千斤顶组件和B组千斤顶组件；

步骤2，将矩形设备支撑平台设置在千斤顶组件上；加强板与千斤顶的顶部相接处；

步骤3，在矩形设备支撑平台上组装大吨位组合设备；

设备组装完毕后；

步骤4，同时顶升A组千斤顶；

A组千斤顶到达最大行程后，B组千斤顶为最小行程；

步骤5，通过起重装置将B组千斤顶吊起，在B组千斤顶的上模块和下模块之间放置中间模块；

步骤6， 同时顶升B组千斤顶，B组千斤顶到达最大行程后，A组千斤顶回落为最小行程；

步骤7，通过起重装置将A组千斤顶吊起，在A组千斤顶的上模块和下模块之间放置中间模块；

步骤8，重复步骤4至步骤7，直至将大吨位组合设备顶升到设计高度；

步骤9，顶升全部完毕后，将4根主力柱由上至下从矩形设备支撑平台预留孔顺下安装固定，拱形托梁与设备平台主力柱连接固定；拆除临时支撑柱及千斤顶。

所述基础包括：主立柱基础、斜支撑基础和临时支撑柱基础；

基准设备为放永久基准线AB；永久基准线AB平行于组合设备平台中心线。

制作4根主立柱基础（长*宽*深，1400*1400*1000）

制作8根斜支撑基础（长*宽*深，800*700*1000）

制作16根临时支撑柱基础（长*宽*深，1000*1000*1000）。

由于千斤顶每次顶升的行程是有限的，不可能一次就把设备顶升至安装位置。因此我们采取接力的方式，逐次把它顶升上去。

将千斤顶第一次顶升到的高度作为基准点，以基准点为起点再向上顶升；

以此类推依次顶升，直到顶升至预定安装位置。

要完成这个工作需要两组千斤顶和两组模块化结构的临时支撑柱；

在前一组千斤顶到达最大行程后，再用另一组千斤顶接力顶升；

临时支撑柱应由模块化结构组成，以便能不断地把模块填入其中以增加临时支撑柱的高度，这个模块化结构就是中间模块。

步骤5中，吊起的B组千斤顶的顶部与加强板之间设置有工作间隙；

步骤7中，吊起的A组千斤顶的顶部与加强板之间设置有工作间隙；

中间模块高度尺寸为千斤顶最大行程的1或2倍减去一个或两个工作间隙。

工作间隙定为40毫米，则中间模块尺寸为260毫米和520毫米。

千斤顶最大行程为300毫米；千斤顶每轮次顶起设备的高度为最大行程减去40毫米即300毫米-40毫米=260毫米为保证设备组装和设备平台焊接的方便，在此顶升前先把这两个工作做完。

上模块、下模块高度为600毫米；

经过大约52轮次的顶升后设备平台到达15米高度处，此时千斤顶的状态是，B组的已经全部撤下，A组的行程只达到40mm即可；

顶升时间预计：纯顶升时间每轮次约1个小时，每轮次休息调整半小时，1天工作时间按9小时计算，1天可顶升3.36米，5天即可顶升完毕。

设备顶升时采用2组千斤顶，每组8台，每台下面各有1根临时支撑柱。该临时支撑柱为模块化结构。

所述上模块、下模块和中间模块分别包括矩形顶板、矩形底板和无缝钢管；

无缝钢管的轴线与矩形顶板、矩形底板中心线相重合；

顶板和底板通过无缝钢管相连接；

无缝钢管外侧与矩形顶板和矩形底板对角线方向设置有筋板；

筋板上端与矩形顶板相连接，下端与矩形底板相连接。

所述矩形顶板和矩形底板上设置有定位销孔。

保证临时支撑柱本身的精准定位，模块之间需有定位销连接和点焊定位。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法，准备高空安装的大型设备可以预先在地表组装完成，然后和设备平台一起作为一个整体用千斤顶进行顶升到达预定安装位置；采取两组千斤顶通过接力的方式实现连续顶升，避免了千斤顶回收的窝工时间，大大提高顶升施工效率，降低施工成本，安全可靠。

附图说明

图1是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的千斤顶及基础排布示意图；

图2是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的顶升过程中千斤顶初始结构示意图；

图3是图2的A的局部放大示意图；

图4是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的顶升过程中千斤顶结构示意图；

图5是图4的B的局部放大示意图；

图6是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的顶升过程中千斤顶结构示意图；

图7是图6的C的局部放大示意图；

图8是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的顶升最终状态的千斤顶结构示意图；

图9是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的施工流程图；

图10是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的上、下模块的主视结构示意图；

图11是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的上、下模块的俯视结构示意图；

图12是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的中间模块连接结构俯视示意图；

图13是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的中间模块连接结构主视示意图；

图14是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的安装完毕后设备及平台结构主视结构示意图；

图15是本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法的安装完毕后设备及平台结构左视结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1、矩形设备支撑平台

2、加强板

4、斜支撑基础

5、临时支撑柱基础

6、主立柱基础

9、千斤顶组件

11、第十一千斤顶

12、第十二千斤顶

21、第二十一千斤顶

22、第二十二千斤顶

31、第三十一千斤顶

32、第三十一千斤顶

41、第四十一千斤顶

42、第四十二千斤顶

51、第五十一千斤顶

52、第五十二千斤顶

61、第六十一千斤顶

62、第六十二千斤顶

71、第七十一千斤顶

72、第七十二千斤顶

81、第八十一千斤顶

82、第八十二千斤顶

83、组合设备整体

84、斜拉杆件

85、斜支撑

91、千斤顶

92、上模块

93下模块

94、中间模块

95、定位销孔

96、立筋

97、钢管。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1-14可知，一种大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法，

设置基础及基准准备；

根据大吨位组合设备的体积设置矩形设备支撑平台1；

矩形设备支撑平台1下部的四个角的内侧设置加强板2；

加强板2的下部设置有千斤顶组件9；

每组加强板下部设置有两个支撑位；支撑位沿矩形设备支撑平台对角线左右对称设置；

每个支撑位设置有两个千斤顶组件9；

千斤顶组件设置在临时支撑柱基础5上；

临时支撑柱基础5的外侧设置主立柱基础6；

主立柱基础6的外侧设置有斜支撑基础4；

顶升施工步骤如下：

步骤1，在每个临时支撑柱基础5上设置两个千斤顶组件9；

千斤顶组件包括千斤顶91，千斤顶91下部设置有上模块92，上模块92下部设置有下模块93；

千斤顶91的底座与上模块顶部固定连接；

临时支撑柱基础上的千斤顶组件分为A组千斤顶组件和B组千斤顶组件；

步骤2，将矩形设备支撑平台设置在千斤顶组件上；加强板与千斤顶的顶部相接处；

步骤3，在矩形设备支撑平台上组装大吨位组合设备；

设备组装完毕后；

步骤4，同时顶升A组千斤顶；

A组千斤顶到达最大行程后，B组千斤顶为最小行程；

步骤5，通过起重装置将B组千斤顶吊起，在B组千斤顶的上模块和下模块之间放置中间模块94；

步骤6， 同时顶升B组千斤顶，B组千斤顶到达最大行程后，A组千斤顶回落为最小行程；

步骤7，通过起重装置将A组千斤顶吊起，在A组千斤顶的上模块92和下模块93之间放置中间模块94；

步骤8，重复步骤4至步骤7，直至将大吨位组合设备顶升到设计高度；

步骤9，顶升全部完毕后，将4根主力柱9由上至下从矩形设备支撑平台预留孔顺下安装固定，拱形托梁与设备平台主力柱连接固定；拆除临时支撑柱及千斤顶。

所述基础包括：主立柱基础6、斜支撑基础4和临时支撑柱基础5；

基准设备为放永久基准线AB；永久基准线AB平行于组合设备平台中心线。

制作4根主立柱基础（长*宽*深，1400*1400*1000）；

制作8根斜支撑基础（长*宽*深，800*700*1000）；

制作16根临时支撑柱基础（长*宽*深，1000*1000*1000）。

由于千斤顶每次顶升的行程是有限的，不可能一次就把设备顶升至安装位置。因此我们采取接力的方式，逐次把它顶升上去。

将千斤顶第一次顶升到的高度作为基准点，以基准点为起点再向上顶升；

以此类推依次顶升，直到顶升至预定安装位置。

要完成这个工作需要两组千斤顶和两组模块化结构的临时支撑柱；

在前一组千斤顶到达最大行程后，再用另一组千斤顶接力顶升；

临时支撑柱应由模块化结构组成，以便能不断地把模块填入其中以增加临时支撑柱的高度，这个模块化结构就是中间模块。

步骤5中，吊起的B组千斤顶的顶部与加强板之间设置有工作间隙；

步骤7中，吊起的A组千斤顶的顶部与加强板之间设置有工作间隙；

中间模块高度尺寸为千斤顶最大行程的1或2倍减去一个或两个工作间隙。

工作间隙定为40毫米，则中间模块尺寸为260毫米和520毫米。

千斤顶最大行程为300毫米；千斤顶每轮次顶起设备的高度为最大行程减去40毫米即300毫米-40毫米=260毫米为保证设备组装和设备平台焊接的方便，在此顶升前先把这两个工作做完。

上模块、下模块高度为600毫米；

经过大约52轮次的顶升后设备平台到达15米高度处，此时千斤顶的状态是，B组的已经全部撤下，A组的行程只达到40mm即可；

顶升时间预计：纯顶升时间每轮次约1个小时，每轮次休息调整半小时，1天工作时间按9小时计算，1天可顶升3.36米，5天即可顶升完毕。

设备顶升时采用2组千斤顶，每组8台，每台下面各有1根临时支撑柱。该临时支撑柱为模块化结构。

所述上模块、下模块和中间模块分别包括矩形顶板、矩形底板和无缝钢管；

无缝钢管的轴线与矩形顶板、矩形底板中心线相重合；

顶板和底板通过无缝钢管相连接；

无缝钢管外侧与矩形顶板和矩形底板对角线方向设置有筋板；

筋板上端与矩形顶板相连接，下端与矩形底板相连接。

所述矩形顶板和矩形底板上设置有定位销孔。

保证临时支撑柱本身的精准定位，模块之间需有定位销连接和点焊定位。

本发明只针对同步垂直接力顶升工序进行详细分析和论述，其余部分只做大概说明。在有关工程中准备安装的超大型组合设备组装完毕后总重约5000吨，其实际外形尺寸及安装高度不详，可假设其所在设备平台长宽尺寸为18米*14米，安装高度为15米。设备支撑柱拟采用4根主立柱（截面尺寸1000*1000）、8根斜支撑（截面尺寸300*400），主立柱之间连有斜拉杆件（截面尺寸400*400）。

首先按图1所示排布好16个千斤顶和相应模块的位置。

注意下模块与临时支撑柱基础预埋板的焊接为满焊，使B组千斤顶处于最大行程状态，A组千斤顶处于行程为零状态。将A、B两组千斤顶下面的上下模块及中间模块按图所示排布，此时B组千斤顶上表面紧顶在设备平台下加强板下表面，而A组千斤顶上表面与设备平台下加强板下表面之间有20mm间隙（设备平台下的加强板下平面处于同一水平面），此20mm间隙即为临时支撑柱提起和模块插入的工作间隙。为便于说明，现在以B组中4’#千斤顶和A组中4#千斤顶为例进行说明。此时B组中4’#千斤顶处于最大行程状态，而A组中4#千斤顶行程为零状态。

初始时模块连接和千斤顶状态如下图2所示。

图2为初始顶升时，4’#千斤顶处于最大行程状态，而4#千斤顶距平台底部加强板20mm。此时组合设备的平台可在B组千斤顶的支撑下进行制作和设备组装。待全部制作组装完毕后，经检查无误后，此时同步垂直顶升A组千斤顶，使其行程达到最大状态。注意顶升时同组的千斤顶顶升速度必须同步。此时状态变为如图4所示。

当A组千斤顶到达最大行程时，将B组千斤顶缩回至形成为0状态，然后用25吨汽车吊吊起图1中所示B组上模块和千斤顶，使B组千斤顶上表面顶在设备平台加强板的下表面上，此时B组上模块底部与下模块顶部之间空隙为580，这时用倒链吊起中间模块2沿着图中箭头方向空隙插入。插入后使该模块上表面定位销孔与上模块底板的一一对应，插入定位销定位，用M20*65高强螺栓孔连接，用扭力扳手将螺栓拧紧至所需数值（气焊磨光机配合）。

之后依次类推，直到最后将设备平台顶升到15米的高度，最后顶升完毕后状态如图8。

大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法接力顶升原理如下：

由于千斤顶每次顶升的行程是有限的，不可能一次就把设备顶升至安装位置。因此我们采取接力的方式，逐次把它顶升上去。即首先我们把千斤顶第一次顶升到的高度作为基准点，以基准点为起点再向上顶升。以此类推次顶升，直到顶升至预定安装位置。要完成这个工作需要两组千斤顶和两组模块化结构的临时支撑柱。在前一组千斤顶到达最大行程后，再用另一组千斤顶接力顶升，这就意味着临时支撑柱应由模块化结构组成，以便能不断地把模块填入其中以增加临时支撑柱的高度，这个模块化结构就是中间模块。中间模块高度尺寸等于千斤顶最大行程1或2倍减去一个或两个填入工作间隙，初步设想，我们暂时把这个工作间隙定为40毫米，则中间模块尺寸为260和520。如图所示

千斤顶每轮次顶起设备的高度为最大行程减去40即300-40=260为保证设备组装和设备平台焊接的方便，在此顶升前先把这两个工作做完。预先取一个高度，作为填入中间模块的高度这个高度暂时定为600即上下模块尺寸为600。

经过大约52轮次的顶升后设备平台到达15米高度处，此时千斤顶的状态是，B组的已经全部撤下，A组的行程只达到40mm即可。

至此，顶升全部完毕，4根主力柱由上至下从预留孔顺下安装固定，拱形托梁与设备平台主力柱连接固定。拆除临时支撑柱及千斤顶等入库以备以后使用。

顶升时间预计：纯顶升时间每轮次约1个小时，每轮次休息调整半小时，1天工作时间按9小时计算，1天可顶升3.36米，5天即可顶升完毕。

本发明大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法具体施工过程如下：

一、基础及基准准备：

制作4根主立柱基础（长*宽*深，1400*1400*1000）；

制作8根斜支撑基础（长*宽*深，800*700*1000）；

制作16根临时支撑柱基础（长*宽*深，1000*1000*1000）；

放永久基准线AB（该基准线平行于组合设备平台中心线）。

为保证基础的整体性，最大程度地减小不均匀沉降，将基础做成连续基础，如图后面的纵切图所示。

二、千斤顶的准备：

千斤顶、各基础、汽车吊和倒链支架的排布；

本施工方法中设备顶升时拟采用2组千斤顶，每组8台，每台下面各有1根临时支撑柱。该临时支撑柱为模块化结构。

千斤顶的选型；

根据图中所示，每台千斤顶至少应有625吨的承载能力，考虑到安全系数，拟采用1000吨单柱式千斤顶，该千斤顶主要参数为：最大承载为1000吨，最大行程为300mm。

三、临时支撑柱的准备：

临时支撑柱模块尺寸和结构的选择

根据计算结果选择临时支撑柱模块尺寸如下：

包括上下模块（相同，1000*1000*280，由δ=30、δ=10钢板和Φ660*30无缝钢管组成，但使用时放置方向整好相反）和中间模块（由δ=10钢板和Φ660*30无缝钢管组成），中间模块分两种，分别为中间模块1（1000*1000*280）和中间模块2（1000*1000*560）。另外钢管外侧与底板对角线方向焊接δ=25mm筋板。由计算结果知临时支撑柱立筋截面面积达到所要求承载力最小截面面积的1.215倍（计算过程在有关技术方案中有详细论述），该系数足以满足安全使用，所以可以按此尺寸制作模块。

制作临时支撑柱模块，上下模块、中间模块1、中间模块2。

为了保证临时支撑柱本身的精准定位，模块之间需有定位销连接和点焊定位。点焊两点所在直线为定位销孔中心连线的中垂线。

四、设备平台及支撑柱结构准备

1、设备平台制作：

首先按照上述千斤顶及基础排布图排布好千斤顶位置，并且使2组千斤顶中的B组千斤顶处于最大行程状态（在本方案中假设千斤顶每次顶升时均可达到最大行程300mm）。

2、单件设备吊装到位进行组装；

3、立柱、斜拉杆件、斜支撑制作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (1)

1.一种大吨位组合设备垂直同步接力顶升施工方法，其特征在于，

设置基础及基准准备；

根据大吨位组合设备的体积设置矩形设备支撑平台；

矩形设备支撑平台下部的四个角的内侧设置加强板；

加强板的下部设置有千斤顶组件；

每组加强板下部设置有两个支撑位；支撑位沿矩形设备支撑平台对角线左右对称设置；

每个支撑位设置有两个千斤顶组件；

千斤顶组件设置在临时支撑柱基础上；

临时支撑柱基础的外侧设置主立柱基础；

主立柱基础的外侧设置有斜支撑基础；

顶升施工步骤如下：

步骤1，在每个临时支撑柱基础上设置两个千斤顶组件；

千斤顶组件包括千斤顶，千斤顶下部设置有上模块，上模块下部设置有下模块；

千斤顶的底座与上模块顶部固定连接；

临时支撑柱基础上的千斤顶组件分为A组千斤顶组件和B组千斤顶组件；

步骤2，将矩形设备支撑平台设置在千斤顶组件上；加强板与千斤顶的顶部相接处；

步骤3，在矩形设备支撑平台上组装大吨位组合设备；

设备组装完毕后；

步骤4，同时顶升A组千斤顶；

A组千斤顶到达最大行程后，B组千斤顶为最小行程；

步骤5，通过起重装置将B组千斤顶吊起，在B组千斤顶的上模块和下模块之间放置中间模块；

步骤6，同时顶升B组千斤顶，B组千斤顶到达最大行程后，A组千斤顶回落为最小行程；

步骤7，通过起重装置将A组千斤顶吊起，在A组千斤顶的上模块和下模块之间放置中间模块；

步骤8，重复步骤4至步骤7，直至将大吨位组合设备顶升到设计高度；

步骤9，顶升全部完毕后，将4根主力柱由上至下从矩形设备支撑平台预留孔顺下安装固定，拱形托梁与设备平台主力柱连接固定；拆除临时支撑柱及千斤顶；

所述基础包括：主立柱基础、斜支撑基础和临时支撑柱基础；

基准设备为放永久基准线AB；永久基准线AB平行于组合设备平台中心线；

步骤5中，吊起的B组千斤顶的顶部与加强板之间设置有工作间隙；

步骤7中，吊起的A组千斤顶的顶部与加强板之间设置有工作间隙；

中间模块高度尺寸为千斤顶最大行程的1或2倍减去一个或两个工作间隙；

上模块、下模块高度为600毫米；

所述上模块、下模块和中间模块分别包括矩形顶板、矩形底板和无缝钢管；

无缝钢管的轴线与矩形顶板、矩形底板中心线相重合；

顶板和底板通过无缝钢管相连接；

无缝钢管外侧与矩形顶板和矩形底板对角线方向设置有筋板；

筋板上端与矩形顶板相连接，下端与矩形底板相连接；

所述矩形顶板和矩形底板上设置有定位销孔。

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