CN109775628B - 一种双索提升装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种双索提升装置及其施工方法，该装置包括一组两根提升螺杆、穿接在提升螺杆上的提升千斤顶以及连接拉索索体与提升螺杆的双顶提升承力架，所述提升螺杆的前端通过提升后叉耳与双顶提升承力架连接；两根提升螺杆对称穿过双顶提升耳板的两侧，所述双顶提升耳板的前端通过提升销轴与钢结构耳板连接、后端顶接在提升千斤顶的前侧。本发明提升过程利用原有钢结构节点作为提升反力受力点，传力路线明确、合理，设计巧妙，不需要设计附加结构，比传统方式材料用量节省材料，同时安全可靠性高，尤其适用于多种规格的双索提升的施工。

Description

一种双索提升装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别是一种拉索提升装置及其施工方法。

背景技术

在现代大型建筑钢结构中，预应力拉索应用越来越为广泛和普遍，空间结构本身的特点就是跨度大、净空高、缺少施工操作面，因而往往会采用提升工艺进行预应力拉索的安装就位，而提升工艺最重要的环节之一就是设计提升装置。

提升装置设计的难题在于对拉索的控制以及提升反力作用点的选择与设计，提升装置的设计既要考虑到结构本身节点处的施工操作空间，又要考虑构造轻巧、承载力满足、定位准确等因素，影响因素多、设计难度大；而且传统的提升装置在施工时，需要借助吊车等设备辅助拉索就位安装，存在工程造价高、准确就位困难、安全性低、不易控制等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双索提升装置及其施工方法，要解决传统提升装置体积大、施加提升力有限的技术问题；并解决无法准确控制拉索提升后就位安装的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双索提升装置，包括一组两根提升螺杆、穿接在提升螺杆上的提升千斤顶以及连接拉索索体与提升螺杆的双顶提升承力架，所述提升螺杆的前端通过提升后叉耳与双顶提升承力架连接；两根提升螺杆对称穿过双顶提升耳板的两侧，所述双顶提升耳板的前端通过提升销轴与钢结构耳板连接、后端顶接在提升千斤顶的前侧。

所述双顶提升耳板包括矩形底板、矩形耳板、矩形加劲肋以及直角梯形加劲肋；所述矩形底板两端对称设有穿过提升螺杆的通孔；所述矩形耳板有两个，对称设置在矩形底板两端、通孔的内侧，且矩形耳板的前端开有穿过提升销轴的穿孔；所述矩形加劲肋设置在两矩形耳板之间、且垂直设置在矩形底板上；所述直角梯形加劲肋有两组、分别垂直设置在矩形耳板外侧与矩形底板之间。

每组直角梯形加劲肋包括一长加劲肋以及一短加劲肋、分别位于通孔两侧，其中长加劲肋位于穿孔的外侧，短加劲肋位于穿孔的后方。

所述双顶提升承力架包括工字型连接板、垂直设置在工字型连接板上翼缘板上的提升承力架耳板、对称设置在工字型连接板前后两端的U形缺口承力板以及对应设置在工字型连接板的上下翼缘板的内端外侧的螺栓连接板；所述螺栓连接板为矩形板、上面至少开有两个连接孔；所述U形缺口承力板为矩形板，其板体上水平开有U形缺口；所述U形缺口承力板的U形缺口位置与工字型连接板腹板一侧的通道相对应。

所述双顶提升承力架有两组、且对称设置，其中U形缺口承力板的U形缺口相对、且对接设置；两组双顶提升承力架的螺栓连接板对应贴合、并通过紧固件连接。

所述双顶提升承力架与拉索锁头之间设有双顶提升承力架垫板；所述双顶提升承力架垫板是由两个单板板体对接而成的矩形板，单板板体横跨两组双顶提升承力架，单板板体上对应开有两个穿过拉索索体的半圆索孔，对应的半圆索孔对接后呈圆形；所述单板板体通过垫板销轴与两组双顶提升承力架的后端的U形缺口承力板连接；单板板体和U形缺口承力板上对应设有穿过垫板销轴的圆孔。

每组双顶提升承力架穿设有一根拉索索体；所述拉索索体的端头依次穿过前端U形缺口承力板的的U形缺口、工字型连接板以及后端U形缺口承力板的的U形缺口，并与拉索索头连接；所述拉索索头连接的前端为连接拉索索体的索头主体、后端为与钢结构耳板连接用的索头耳板，其中索头主体为由后向前横截面连续减小的圆锥台形，其前端顶接在双顶提升承力架垫板上。

所述提升后叉耳整体呈U形，包括矩形钢板以及两个垂直设置在矩形钢板上的U形钢板；所述矩形钢板中部开有穿过提升螺杆的圆孔、并通过张拉螺杆锁母与穿过的提升螺杆紧固连接；所述U形钢板上开有圆孔、并通过提升后叉耳销轴与对应的提升承力架耳板连接。

一种应用所述的双索提升装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤一，将两根拉索索体与两组双顶提升承力架连接，并将双顶提升承力架垫板对接拼合、且与两组双顶提升承力架对应连接。

步骤二，通过提升后叉耳将两根提升螺杆的前端与对应的双顶提升承力架连接。

步骤三，将两根张拉螺杆的后端依次穿过双顶提升耳板和提升千斤顶、并通过千斤顶锁母固定。

步骤四，将双顶提升耳板上的矩形耳板卡在钢结构耳板的外侧，用提升销轴连接限位。

步骤五，将提升千斤顶与安装有油压传感器的油泵系统连接，将提升千斤顶、油泵系统和油压传感器调整初始状态后，进行提升。

步骤六，提升至拉索索头提升至钢结构耳板附近，并调整拉索索头的方向角度，使拉索索头耳板就位于钢结构耳板之间。

步骤七，提升到位后，通过销轴将拉索索头连接到钢结构耳板上，完成拉索索体的提升就位安装。

还包括双索提升装置拆除工序，具体步骤如下：

步骤一，断开提升千斤顶与油泵系统的连接。

步骤二，拆除提升销轴，将双顶提升耳板与钢结构耳板脱离。

步骤三，松开提升千斤顶的千斤顶锁母，将张拉螺杆与提升千斤顶以及双顶提升耳板脱离。

步骤四，拆除提升后叉耳销轴，将提升后叉耳与双顶提升承力架脱离。

步骤五，松开张拉螺杆锁母，将张拉螺杆与提升后叉耳脱离。

步骤六，依次拆除双顶提升承力架垫板与双顶提升承力架，完成双索提升装置拆除工序。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明克服了传统拉索提升就位需要借助吊车等辅助设备，就位难度大、不易控制等缺点，利用简单的制造工艺、较小的体积、简单的操作方法实现预应力钢结构双索的精确提升就位的技术问题。

1、本发明实现了预应力钢结构双索提升就位工作，此装置设计体积小巧，操作简便，提升就位精度高，仅需此工装装置配合千斤顶和和油泵就可以完成提升，不需要利用吊车等设备，工程造价低，经济效益显著。

2、本发明提升过程利用原有钢结构节点作为提升反力受力点，传力路线明确、合理，设计巧妙，不需要设计附加结构，提升时采用的提升螺杆可采用抗拉强度为570MpaΦ30～55毫米的钢棒即可满足大吨位拉索提升要求，比传统方式材料用量节省材料，同时安全可靠性高。

3、本发明适用于多种类型的预应力钢结构拉索，如PE索、不锈钢拉索、高钒拉索、钢拉杆等，应用范围广泛，适用性强。

4、本发明中双顶提升承力架与提升后叉耳，既起到通过提升螺杆传递提升力的作用，也起到紧固被提升的双索、约束其不发生脱落作用，而且还可以通过预先设计提升后叉耳与承力架上耳板间结合角度来精准控制双索提升就位过程，保证提升力方向、拉索和钢结构耳板安装角度一致，一件三用，改变了传统提升连接的复杂繁重工艺。

5、本发明所采用双顶提升承力架设计为组合箱型结构，其构造板材截面按受弯剪合力计算，一般采用Q345结构钢制作。

6、本发明所采用的施加提升力的专用设备为两套液压千斤顶和千斤顶锚具，构成通用的双顶提升体系，且供油系统配有压力传感器，可以通过选择千斤顶吨位实现大吨位提升力的设计要求。

综上，本发明通过原结构的节点来承载反作用力，设置一对双顶提升承力架对拼在一起实现对拉索索体的控制，利用提升螺杆将提升千斤顶的提升力传递到双顶提升承力架上，受力明确、构造简单。在油泵系统中设置压力传感器，可实现两台2500 kn千斤顶和油泵体系达到提升力4400kn的目标，同时本双索提升工装装置具有体积小巧、总重量轻、制造工艺简单、实施操作简便、张拉力控制精度高等优点，尤其适用于多种规格的双索提升的施工。

本发明可广泛应用于大跨度空间结构中预应力钢结构双索的提升就位施工。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的提升装置拆分结构示意图。

图2是本发明的双顶提升承力架拆分结构示意图。

图3是本发明的双顶提升耳板结构示意图。

图4是本发明的双顶提升承力架垫板拆分结构示意图。

图5是本发明的双顶提升后叉耳结构示意图。

附图标记：1－千斤顶锁母、2－提升千斤顶、3－双顶提升耳板、3.1－矩形底板、3.2－矩形加劲肋、3.3－矩形耳板、3.4－直角梯形加劲肋、4－提升销轴、5－钢结构耳板、6－提升螺杆、7－张拉螺杆锁母、8－提升后叉耳、8.1－U形钢板、8.2－矩形钢板、9－双顶提升承力架垫板、9.1-单板板体、9.2-半圆索孔、10－双顶提升承力架、10.1－提升承力架耳板、10.2－工字型连接板、10.3－U形缺口承力板、10.4－螺栓连接板、11－拉索索体、12－提升后叉耳销轴、13－拉索索头、14－垫板销轴。

具体实施方式

实施例参见图1所示，这种双索提升装置，包括一组两根提升螺杆6、穿接在提升螺杆6上的提升千斤顶2以及连接两根拉索索体11与提升螺杆6的双顶提升承力架10，其中提升千斤顶2穿设在提升螺杆6上并通过千斤顶锁母1锁紧固定。

所述提升螺杆6的前端通过提升后叉耳8与双顶提升承力架10连接；两根提升螺杆6对称穿过双顶提升耳板3的两侧，所述双顶提升耳板3的前端通过提升销轴4与钢结构耳板5连接、后端顶接在提升千斤顶2的前侧。

参见图3所示，所述双顶提升耳板3包括矩形底板3.1、矩形耳板3.3、矩形加劲肋3.2以及直角梯形加劲肋3.4；所述矩形底板两端对称设有穿过提升螺杆6的通孔；所述矩形耳板3.3有两个，对称设置在矩形底板3.1两端、通孔的内侧，且矩形耳板的前端开有穿过提升销轴的穿孔；所述矩形加劲肋3.2设置在两矩形耳板之间、且垂直设置在矩形底板上；所述直角梯形加劲肋3.4有两组、分别垂直设置在矩形耳板外侧与矩形底板之间。

每组直角梯形加劲肋3.4包括一长加劲肋以及一短加劲肋、分别位于通孔两侧，其中长加劲肋位于穿孔的外侧，短加劲肋位于穿孔的后方。

参见图2所示，所述双顶提升承力架10包括工字型连接板10.2、垂直设置在工字型连接板10.2上翼缘板上的提升承力架耳板10.1、对称设置在工字型连接板10.2前后两端的U形缺口承力板10.3以及对应设置在工字型连接板10.2的上下翼缘板的内端外侧的螺栓连接板10.4；所述螺栓连接板10.4为矩形板、上面至少开有两个连接孔；所述U形缺口承力板10.3为矩形板，其板体上水平开有U形缺口；所述U形缺口承力板10.3的U形缺口位置与工字型连接板10.2腹板一侧的通道相对应。

所述双顶提升承力架10有两组、且对称设置，其中U形缺口承力板10.3的U形缺口相对、且对接设置；两组双顶提升承力架10的螺栓连接板对应贴合、并通过紧固件连接。

参见图4所示，所述双顶提升承力架10与拉索锁头之间设有双顶提升承力架垫板9；所述双顶提升承力架垫板9是由两个单板板体9.1对接而成的矩形板，单板板体横跨两组双顶提升承力架10，单板板体上对应开有两个穿过拉索索体的半圆索孔9.2，对应的半圆索孔对接后呈圆形；所述单板板体9.1通过垫板销轴14与两组双顶提升承力架10的后端的U形缺口承力板10.3连接；单板板体9.1和U形缺口承力板10.3上对应设有穿过垫板销轴14的圆孔。

每组双顶提升承力架10穿设有一根拉索索体11；所述拉索索体11的端头依次穿过前端U形缺口承力板10.3的的U形缺口、工字型连接板10.2以及后端U形缺口承力板10.3的的U形缺口，并与拉索索头连接13；所述拉索索头连接13的前端为连接拉索索体的索头主体、后端为与钢结构耳板5连接用的索头耳板，其中索头主体为由后向前横截面连续减小的圆锥台形，其前端顶接在双顶提升承力架垫板9上，即通过索头主体截面阶梯变化的圆钢卡在双顶提升承力架垫板9外侧。

参见图5所示，所述提升后叉耳8整体呈U形，包括矩形钢板8.2以及两个垂直设置在矩形钢板上的U形钢板8.1；所述矩形钢板8.2中部开有穿过提升螺杆6的圆孔、并通过张拉螺杆锁母7与穿过的提升螺杆6紧固连接；所述U形钢板8.1上开有圆孔、并通过提升后叉耳销轴12与对应的提升承力架耳板10.1连接。

一种应用所述的双索提升装置的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，根据提升图纸技术要求选择提升螺杆6的长度和型号，按钢拉索提升过程中的受力和构造要求计算所允许尺寸确定双顶提升耳板3、提升后叉耳8、双顶提升承力架垫板9、双顶提升承力架10等各部件具体尺寸。

步骤二，将两根拉索索体11对应穿过两组双顶提升承力架10，并通过紧固件将两组双顶提升承力架10的螺栓连接板对应连接。

步骤三，将双顶提升承力架垫板沿着半圆索孔孔边卡在要提升的拉索索体上，使得两根拉索索体恰好卡在拼装好的双顶提升承力架垫板的圆孔内；将双顶提升承力架垫板9对接拼合、并与两组双顶提升承力架10对应连接：用四个垫板销轴14将双顶提升承力架垫板和双顶提升承力架对应连接，锁紧固定。

步骤四，通过提升后叉耳8将两根提升螺杆6的前端与对应的双顶提升承力架10连接：将两根提升螺杆的前端穿过提升后叉耳的预留孔，并由张拉螺杆锁母7固定；并用提升后叉耳销轴12将提升后叉耳8与双顶提升承力架的承力架耳板连接，锁死固定；

步骤五，将两根张拉螺杆6的后端依次穿过双顶提升耳板3和提升千斤顶2、并通过千斤顶锁母1固定。

步骤六，将双顶提升耳板3上的矩形耳板3.2卡在钢结构耳板5的外侧，用提升销轴4连接限位。

步骤七，将提升千斤顶2与安装有油压传感器的油泵系统连接，将提升千斤顶2、油泵系统和油压传感器调整初始状态后，进行提升。

步骤六，提升至拉索索头13提升至钢结构耳板5附近，用电动或者手动倒链调整拉索索头13的方向角度，使拉索索头13耳板就位于钢结构耳板之间：控制提升千斤顶的提升速度和提升吨位，实现安全、匀速提升。

步骤七，提升到位后，通过销轴将拉索索头13连接到钢结构耳板5上，完成拉索索体的提升就位安装。

所述的双索提升装置的施工方法，还包括双索提升装置拆除工序，具体步骤如下：

步骤一，断开提升千斤顶2与油泵系统的连接。

步骤二，拆除提升销轴4，将双顶提升耳板3与钢结构耳板5脱离。

步骤三，松开提升千斤顶2的千斤顶锁母1，将张拉螺杆6与提升千斤顶2以及双顶提升耳板3脱离。

步骤四，拆除提升后叉耳销轴12，将提升后叉耳8与双顶提升承力架10脱离。

步骤五，松开张拉螺杆锁母7，将张拉螺杆6与提升后叉耳8脱离。

步骤六，依次拆除双顶提升承力架垫板9与双顶提升承力架10，完成双索提升装置拆除工序。

Claims (10)

1.一种双索提升装置，包括一组两根提升螺杆（6）、穿接在提升螺杆（6）上的提升千斤顶（2）以及连接拉索索体（11）与提升螺杆（6）的双顶提升承力架（10），其特征在于：

所述提升螺杆（6）的前端通过提升后叉耳（8）与双顶提升承力架（10）连接；

两根提升螺杆（6）对称穿过双顶提升耳板（3）的两侧，所述双顶提升耳板（3）的前端通过提升销轴（4）与钢结构耳板（5）连接、后端顶接在提升千斤顶（2）的前侧；

所述双顶提升承力架（10）包括工字型连接板（10.2）、垂直设置在工字型连接板（10.2）上翼缘板上的提升承力架耳板（10.1）、对称设置在工字型连接板（10.2）前后两端的U形缺口承力板（10.3）以及对应设置在工字型连接板（10.2）的上下翼缘板的内端外侧的螺栓连接板（10.4）；

所述双顶提升承力架（10）有两组、且对称设置，其中U形缺口承力板（10.3）的U形缺口相对、且对接设置；

每组双顶提升承力架（10）穿设有一根拉索索体（11）；

所述拉索索体（11）的端头依次穿过前端U形缺口承力板（10.3）的U形缺口、工字型连接板（10.2）以及后端U形缺口承力板（10.3）的U形缺口，并与拉索索头（13）连接。

2.根据权利要求1所述的双索提升装置，其特征在于：

所述双顶提升耳板（3）包括矩形底板（3.1）、矩形耳板（3.3）、矩形加劲肋（3.2）以及直角梯形加劲肋（3.4）；

所述矩形底板两端对称设有穿过提升螺杆（6）的通孔；

所述矩形耳板（3.3）有两个，对称设置在矩形底板（3.1）两端、通孔的内侧，且矩形耳板的前端开有穿过提升销轴的穿孔；

所述矩形加劲肋（3.2）设置在两矩形耳板之间、且垂直设置在矩形底板上；

所述直角梯形加劲肋（3.4）有两组、分别垂直设置在矩形耳板外侧与矩形底板之间。

3.根据权利要求2所述的双索提升装置，其特征在于：

每组直角梯形加劲肋（3.4）包括一长加劲肋以及一短加劲肋、分别位于通孔两侧，其中长加劲肋位于穿孔的外侧，短加劲肋位于穿孔的后方。

4.根据权利要求1所述的双索提升装置，其特征在于：

所述螺栓连接板（10.4）为矩形板、上面至少开有两个连接孔；

所述U形缺口承力板（10.3）为矩形板，其板体上水平开有U形缺口；

所述U形缺口承力板（10.3）的U形缺口位置与工字型连接板（10.2）腹板一侧的通道相对应。

5.根据权利要求1所述的双索提升装置，其特征在于：

两组双顶提升承力架（10）的螺栓连接板对应贴合、并通过紧固件连接。

6.根据权利要求1所述的双索提升装置，其特征在于：

所述双顶提升承力架（10）与拉索锁头之间设有双顶提升承力架垫板（9）；

所述双顶提升承力架垫板（9）是由两个单板板体（9.1）对接而成的矩形板，单板板体横跨两组双顶提升承力架（10），单板板体上对应开有两个穿过拉索索体的半圆索孔（9.2），对应的半圆索孔对接后呈圆形；

所述单板板体（9.1）通过垫板销轴（14）与两组双顶提升承力架（10）的后端的U形缺口承力板（10.3）连接；

单板板体（9.1）和U形缺口承力板（10.3）上对应设有穿过垫板销轴（14）的圆孔。

7.根据权利要求1所述的双索提升装置，其特征在于：

所述拉索索头（13）的前端为连接拉索索体的索头主体、后端为与钢结构耳板（5）连接用的索头耳板，其中索头主体为由后向前横截面连续减小的圆锥台形，其前端顶接在双顶提升承力架垫板（9）上。

8.根据权利要求5所述的双索提升装置，其特征在于：

所述提升后叉耳（8）整体呈U形，包括矩形钢板（8.2）以及两个垂直设置在矩形钢板上的U形钢板（8.1）；

所述矩形钢板（8.2）中部开有穿过提升螺杆（6）的圆孔、并通过张拉螺杆锁母（7）与穿过的提升螺杆（6）紧固连接；

所述U形钢板（8.1）上开有圆孔、并通过提升后叉耳销轴（12）与对应的提升承力架耳板（10.1）连接。

9.一种应用权利要求1至8任意一项所述的双索提升装置的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将两根拉索索体（11）与两组双顶提升承力架（10）连接，并将双顶提升承力架垫板（9）对接拼合、且与两组双顶提升承力架（10）对应连接；

步骤二，通过提升后叉耳（8）将两根提升螺杆（6）的前端与对应的双顶提升承力架（10）连接；

步骤三，将两根提升螺杆（6）的后端依次穿过双顶提升耳板（3）和提升千斤顶（2）、并通过千斤顶锁母（1）固定；

步骤四，将双顶提升耳板（3）上的矩形耳板（3.3）卡在钢结构耳板（5）的外侧，用提升销轴（4）连接限位；

步骤五，将提升千斤顶（2）与安装有油压传感器的油泵系统连接，将提升千斤顶（2）、油泵系统和油压传感器调整初始状态后，进行提升；

步骤六，提升至拉索索头（13）提升至钢结构耳板（5）附近，并调整拉索索头（13）的方向角度，使拉索索头（13）耳板就位于钢结构耳板之间；

步骤七，提升到位后，通过销轴将拉索索头（13）连接到钢结构耳板（5）上，完成拉索索体的提升就位安装。

10.根据权利要求9所述的双索提升装置的施工方法，其特征在于，还包括双索提升装置拆除工序，具体步骤如下：

步骤一，断开提升千斤顶（2）与油泵系统的连接；

步骤二，拆除提升销轴（4），将双顶提升耳板（3）与钢结构耳板（5）脱离；

步骤三，松开提升千斤顶（2）的千斤顶锁母（1），将提升螺杆（6）与提升千斤顶（2）以及双顶提升耳板（3）脱离；

步骤四，拆除提升后叉耳销轴（12），将提升后叉耳（8）与双顶提升承力架（10）脱离；

步骤五，松开张拉螺杆锁母（7），将提升螺杆（6）与提升后叉耳（8）脱离；

步骤六，依次拆除双顶提升承力架垫板（9）与双顶提升承力架（10），完成双索提升装置拆除工序。