CN109665443A - 一种环形无支腿带悬臂桁架起重机和吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形无支腿带悬臂桁架起重机和吊装方法，其解决拼装场地、大件运输和吊装能力不足问题，便于墙块吊装就位，提高从地面引进到安装预定位置的效率，其技术方案为：包括桁架式主体结构、环形轨道、引进运行机构、起升运行机构、变幅机构和电控系统；桁架式主体结构包括环形桁架梁，环形桁架梁底部与多个卡合座固定连接，卡合座底部设有卡合槽与环形筒体连接；在环形桁架梁底面外侧设置环形轨道，环形轨道外周固定连接有多组固定悬臂；固定悬臂底部设置引进轨道，引进轨道上设置引进运行机构，引进运行机构通过变幅机构控制其在固定悬臂上的位置；起升运行机构通过回转机构连接于环形轨道底部，起升运行机构可沿环形轨道运行。

Description

一种环形无支腿带悬臂桁架起重机和吊装方法

技术领域

本发明涉及一种环形构件(屏蔽厂房)安装用吊装装置和吊装方法，特别是涉及一种一种环形无支腿带悬臂桁架起重机和吊装方法。

背景技术

屏蔽厂房是核电站核岛的最后一道辐射防护屏蔽，布置在核岛厂房的外部，起到防止飞机或飞射物撞击的保护作用，对提高核电站的整体安全性具有重要的作用。CAP1000和CAP1400非能动压水堆核电站屏蔽厂房和钢制安全壳互为筒中筒结构，内筒是钢制安全壳，外筒是屏蔽厂房。屏蔽厂房主要采用双层环形钢板中间浇筑混凝土的钢板-混凝土结构(简称SC结构)形式，整体直径大，高度高，双层钢板厚度较厚、间距较大，双层钢板之间安装有拉结钢筋、连接钢筋、栓钉等加强部件，是一种大型环形钢结构构件。

目前，SC结构屏蔽厂房沿高度方向将筒型建筑分割成若干层，再沿径向按照一定角度分割成若干子墙块。若在层与层间实施整圈吊装和焊接组装，整圈吊装重量大、吊装高度高，整圈拼装至少需要6000m²的组装场地、对吊车起吊能力、起吊高度、回转半径等有严格的要求，在核电站内一般需要3200t的大吊车，在施工过程中3200t的大吊车的交叉使用频率增加，对施工进度有一定影响。施工过程中焊接工艺对内外两层面板焊接错边量精度要求高；而整环的结构体型和整体刚度非常大，整圈吊装将产生较大吊装变形，这些因素都成为屏蔽厂房整圈安装的制约性关键问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种环形无支腿带悬臂桁架起重机，其解决拼装场地、大件运输和吊装能力不足问题，便于单个(组合)墙块吊装就位，提高从地面引进到安装预定位置的效率；

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种环形无支腿带悬臂桁架起重机，包括桁架式主体结构、环形轨道、引进运行机构、起升运行机构、变幅机构和电控系统；

所述桁架式主体结构包括环形桁架梁，所述环形桁架梁底部与多个卡合座固定连接，所述卡合座底部设有卡合槽与环形筒体连接；在所述环形桁架梁底面外侧设置环形轨道，所述环形轨道外周固定连接有多组固定悬臂，多组固定悬臂在环形轨道外周均匀布设；

所述固定悬臂底部设置引进轨道，引进轨道上设置引进运行机构，引进运行机构通过变幅机构控制其在固定悬臂上的位置；

所述起升运行机构通过回转机构连接于环形轨道底部，起升运行机构可沿环形轨道运行；

所述电控系统控制变幅机构、引进运行机构、起升运行机构、回转机构。

进一步的，所述引进运行机构底部连接有用于起吊环形构件的吊钩。

进一步的，所述引进运行机构采用引进小车。

进一步的，所述起升运行机构底部连接有用于悬吊环形构件的平衡吊梁。

进一步的，所述平衡吊梁为变截面箱型结构。

进一步的，所述起升运行机构采用起重葫芦。

进一步的，所述固定悬臂由环形轨道外周向外延伸设置。

进一步的，所述环形桁架梁的截面为梯形。

利用如上所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机对环形构件进行吊装的方法，包括以下步骤：

步骤1：起重机整机安装就位；

步骤2：变幅机构带动引进运行机构向外变幅至最大幅度处；

步骤3：落下引进运行机构的吊钩；

步骤4：将引进运行机构的吊钩与环形构件的单片模块或者组合模块连接；

步骤5：起升引进运行机构，提升单片模块或者组合模块，到达指定高度位置与环形轨道对齐；

步骤6：变幅机构向内变幅至最小幅度；

步骤7：将起升运行机构的平衡吊梁与单片模块或组合模块连接，起升运行机构沿环形轨道运行到达指定安装位置；

步骤8：落钩，完成单片模块或者组合模块安装就位。

进一步的，步骤1中，在环形桁架梁底部固定布设卡合座，在环形桁架梁底面外侧布设环形轨道，在环形轨道外周安装固定悬臂，在环形轨道底部布设起升运行机构，在固定悬臂上安装引进运行机构、变幅机构。

进一步的，所述的单片模块或者组合模块按层逐个吊装就位，当整环模块吊装就位后，实施模块间纵缝焊接，下一层整环模块同样吊装就位，并且纵缝焊接完成后，实施层间环缝焊接，最终实现整个环形构件的安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用本发明的吊装设备，能够解决上述整圈吊装引起的系列问题。该安装方式不需要使用拼装场地，不需要大件运输道路和大型吊车起吊，解决拼装场地、大件运输和吊装能力不足问题；本发明能够实现将单件墙块从地面引进到安装预定位置；采用整体安装和拆除技术，使用方便；单片(组合)模块弧长、高度、重量相对整圈更小，吊装不会产生较大吊装变形；单片(组合)模块结构体型和刚度相对更小，可以通过机械矫形方法进行校形，更便于满足焊接错边量的要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明环形无支腿带悬臂桁架起重机的主视图；

图2为本发明环形无支腿带悬臂桁架起重机的俯视图；

图中，1桁架式主体结构，11环形桁架梁，12环形轨道；2固定悬臂，3卡合座，4引进运行机构，5平衡吊梁，6起升运行机构，7环形筒体。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，目前，SC结构屏蔽厂房还未形成成熟的施工技术，钢制安全壳和钢衬里施工与此类似，主要采用模块化建造方式，车间单件制造完成后运至施工现场拼装成半环形或整环形组件，整个环形组件吊装到核岛现场进行安装就位，这种整圈安装的方法对拼装场地要求高，需要预备承载力较大的拼装场地；对大件运输和吊装要求高，需要重型运输道路，需要大型吊车进行吊装；整圈吊装对上下层接口偏差要求高，而大型吊装存在极大的吊装变形风险，极易造成安装时的错边量超差；整圈吊装就位后，对于刚度较大的双层钢板结构，环焊缝的错边量调整难度很大。

为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种环形无支腿带悬臂桁架起重机和吊装方法，本起重机的主要工作原理为：在钢制安全壳筒体筒壁顶部扣装卡合座，在卡合座上安装本发明的起重机本体，起重机本体包括：桁架式主体结构、固定悬臂、卡合座、引进运行机构、起升运行机构、回转机构、SC子模块平衡吊梁、电气控制系统等。引进运行机构向外变幅至最大幅度处，起吊单个(组合)模块，通过变幅机构将单个(组合)模块引进至与环形轨道对齐，环形轨道带动起升运行机构运行，从而将单个(组合)墙块沿环形轨道顺向或逆向360°旋转，到达指定位置处进行吊装和安装调整就位。

利用本发明吊装工具，可以解决现有技术中拼装场地不足、大件运输和大型吊装承载能力不够等问题；利用本发明起重机，便于单个(组合)墙块吊装就位，提高从地面引进到安装预定位置的效率；本发明吊装装置整机一体化、单次吊装即可安装就位，安装效率大大提升；使用本发明的吊具进行单件吊装，可以减少单个(组合)墙块吊装变形量。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提供了一种环形无支腿带悬臂桁架起重机，包括桁架式主体结构1、引进运行机构4、起升运行机构6、变幅机构和电控系统；

桁架式主体结构1包括环形桁架梁11，环形桁架梁11的截面为梯形。环形桁架梁11底部与多个卡合座3固定连接，卡合座3底部设有卡合槽与环形筒体7连接，卡合座3的数量可根据起重机的稳固需求而设置。在对屏蔽厂房进行吊装时，可将卡合座扣装于钢制安全壳筒体筒壁上沿。

本发明的起重机的特点：通过卡合座扣装于环形筒体上，筒体筒壁为受力支承点，能给起重机起到更好的支承作用。

在环形桁架梁11底面外侧设置360°环形轨道12，环形轨道12外周固定连接有多组固定悬臂2，多组固定悬臂2在环形轨道12外周均匀布设，本实施例中固定悬臂2设置4组，4组固定悬臂2均匀对称布置于环形轨道12外周；固定悬臂2由环形轨道12外周向外延伸设置。

固定悬臂2底部设置引进轨道，引进轨道上设置引进运行机构4，引进运行机构4通过变幅机构控制其在固定悬臂2上的位置；

本实施例中，引进运行机构4采用引进小车，引进小车为自行驶或牵引小车，主要作用为变幅，整体悬挂于固定悬臂2底部的引进轨道上。

起升运行机构6通过回转机构连接于环形轨道12底部，起升运行机构6可沿环形轨道12运行。

起升运行机构6可以采用起升小车，本实施例中，采用成品起重葫芦。根据要求，环形轨道12上设置4台起重葫芦，两两互为备份。

引进运行机构4底部连接有用于起吊环形构件的吊钩；起升运行机构6底部连接有用于悬吊环形构件的平衡吊梁5，平衡吊梁5为变截面箱型结构，为吊运子模块的专用吊具。在起吊子模块时(大幅度)，将子模块悬挂于引进运行机构底部起吊，变幅后(最小幅度)，起升运行机构与子模块连接，起升运行机构可沿环形桁架梁底部的环形轨道360°运行，完成安装作业。

本发明起重机中的变幅机构、引进运行机构4、起升运行机构6、回转机构均由电控系统控制，变幅机构、回转机构、电控系统以及电控系统对变幅机构、引进运行机构、起升运行机构、回转机构的控制均采用现有技术，在此不再赘述。

另外，此方案将卡合座、环形轨道及悬臂架去掉后可用于整环吊装，同时环形吊梁上设置卷扬机构，各机构同步运行。

利用本发明的环形无支腿带悬臂桁架起重机，可以实现屏蔽厂房单片(组合)安装，主要将模块按层逐个吊装就位，当整环模块吊装就位后，实施模块间纵缝焊接，下一层整环模块同样吊装就位，并且纵缝焊接完成后，实施层间环缝焊接，最终实现整个屏蔽厂房安装。本发明对屏蔽厂房的具体吊装实施过程如下：

步骤1：起重机整机安装就位；在环形桁架梁底部固定布设卡合座，在环形桁架梁底面外侧布设环形轨道，在环形轨道外周安装固定悬臂，在环形轨道底部布设起升运行机构，在固定悬臂上安装引进运行机构、变幅机构。

步骤2：变幅机构带动引进运行机构向外变幅至最大幅度处；

步骤3：落下引进运行机构的吊钩；

步骤4：将引进运行机构的吊钩与屏蔽厂房的单片模块或者组合模块连接；

步骤5：起升引进运行机构，提升屏蔽厂房单片模块或者组合模块，到达指定高度位置与环形轨道对齐；

步骤6：变幅机构向内变幅至最小幅度；

步骤7：将起升运行机构的平衡吊梁与屏蔽厂房单片模块或组合模块连接，起升运行机构沿环形轨道运行到达指定安装位置；

步骤8：落钩，完成屏蔽厂房单片模块或者组合模块安装就位。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，包括桁架式主体结构、环形轨道、引进运行机构、起升运行机构、变幅机构和电控系统；

所述桁架式主体结构包括环形桁架梁，所述环形桁架梁底部与多个卡合座固定连接，所述卡合座底部设有卡合槽与环形筒体连接；在所述环形桁架梁底面外侧设置环形轨道，所述环形轨道外周固定连接有多组固定悬臂，多组固定悬臂在环形轨道外周均匀布设；

所述固定悬臂底部设置引进轨道，引进轨道上设置引进运行机构，引进运行机构通过变幅机构控制其在固定悬臂上的位置；

所述起升运行机构通过回转机构连接于环形轨道底部，起升运行机构可沿环形轨道运行；

所述电控系统控制变幅机构、引进运行机构、起升运行机构、回转机构。

2.如权利要求1所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，所述引进运行机构底部连接有用于起吊环形构件的吊钩。

3.如权利要求1所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，所述引进运行机构采用引进小车。

4.如权利要求1所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，所述起升运行机构底部连接有用于悬吊环形构件的平衡吊梁。

5.如权利要求4所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，所述平衡吊梁为变截面箱型结构。

6.如权利要求1所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，所述起升运行机构采用起重葫芦。

7.如权利要求1所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机，其特征是，所述固定悬臂由环形轨道外周向外延伸设置；所述环形桁架梁的截面为梯形。

8.利用如权利要求1-7任一项所述的环形无支腿带悬臂桁架起重机对环形构件进行吊装的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：起重机整机安装就位；

步骤2：变幅机构带动引进运行机构向外变幅至最大幅度处；

步骤3：落下引进运行机构的吊钩；

步骤4：将引进运行机构的吊钩与环形构件的单片模块或者组合模块连接；

步骤5：起升引进运行机构，提升单片模块或者组合模块，到达指定高度位置与环形轨道对齐；

步骤6：变幅机构向内变幅至最小幅度；

步骤7：将起升运行机构的平衡吊梁与单片模块或组合模块连接，起升运行机构沿环形轨道运行到达指定安装位置；

步骤8：落钩，完成单片模块或者组合模块安装就位。

9.如权利要求8所述的对环形构件进行吊装的方法，其特征是，步骤1中，在环形桁架梁底部固定布设卡合座，在环形桁架梁底面外侧布设环形轨道，在环形轨道外周安装固定悬臂，在环形轨道底部布设起升运行机构，在固定悬臂上安装引进运行机构、变幅机构。

10.如权利要求8所述的对环形构件进行吊装的方法，其特征是，所述的单片模块或者组合模块按层逐个吊装就位，当整环模块吊装就位后，实施模块间纵缝焊接，下一层整环模块同样吊装就位，并且纵缝焊接完成后，实施层间环缝焊接，最终实现整个环形构件的安装。