CN110240057A - 一种大型h型钢立柱吊装快速脱钩的吊具 - Google Patents
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Abstract
一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，包括吊杆、吊耳板、固定挡板、活动挡板、保险插销板、吊绳、吊杆拉结绳、活动挡板拉结绳、保险插销板拉结绳、缆风绳Ⅰ和缆风绳Ⅱ；所述吊耳板、固定挡板固定在吊杆的左端，所述活动挡板通过保险插销板活动固定在吊杆的右端。装配状态下，所述吊杆的右端依次穿过吊绳上的一个吊环孔、H型钢立柱设置的吊装孔、吊绳上的另一个吊环孔和活动挡板，所述保险插销板安插在吊杆上，所述吊绳挂吊在吊钩上，所述吊钩还分别与吊杆拉结绳、活动挡板拉结绳、保险插销板拉结绳固定连接。本发明具有简便快捷的地面快速脱钩操作，节约吊具脱钩时间，减少辅助机械台班投入，降低吊装成本。
Description
技术领域
本发明涉及建筑建设施工技术领域的辅助施工设备，特别是一种大型H型钢立柱吊装 快速脱钩的吊具。
背景技术
随着我国装配式住宅的大力推广和钢结构安装技术的发展，大型H型钢在工程建设中 应用越来越广泛。如建筑钢结构立柱(高层建筑钢结构)、工业钢结构立柱(浮法玻璃生产 线熔窑钢结构立柱)，因此，H型钢也越来越趋于大型化，目前有些大型H型钢立柱单根长 度达到约15米、重量约8至10吨。现有常规吊装技术方案是采用钢丝绳直接捆绑H型钢或采用吊装鼻子、U型卡环和钢丝绳直接锁紧H型钢进行吊装作业两种方法，这两种方法存在以下不足之处：
1、采用钢丝绳直接捆绑H型钢的进行吊装作业方法，危险性较大，钢丝绳容易被钢结 构构件的菱角割断的危险性。
2、采用吊装鼻子、U型卡环和钢丝绳直接锁紧H型钢进行吊装作业的方法，脱钩时需 要作业人员爬到柱顶部或采用辅助吊车吊篮进行人工脱钩，存在一定的安全隐患，无法实 现地面脱钩，脱钩不方便。
3、脱钩耗时长，需要辅助吊车、吊篮等资源的投入，吊装成本较高。
发明内容
本发明基于传统H型钢立柱吊装的思路和方法，在充分保障吊装安全和吊装质量的基 础上，通过改变传统吊装作业使用的钢丝绳、U型卡环及吊装鼻子在H型钢顶部的固定及锁 紧形式，为解决在柱顶高空作业脱钩的问题，特此发明了一种大型H型钢立柱吊装快速脱 钩的吊具。
本发明的一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具减少了高空作业，并且提高了大型H 型钢立柱吊装作业脱钩的安全性，具有简便快捷的地面快速脱钩操作，节约吊具脱钩时间， 减少辅助机械台班投入，降低吊装成本；以解决已有技术存在的上述问题。
解决上述问题的技术方案是：一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，包括吊杆、 吊耳板、固定挡板、活动挡板、保险插销板、吊绳、吊杆拉结绳、活动挡板拉结绳、保险插销板拉结绳、缆风绳Ⅰ和缆风绳Ⅱ；
所述吊杆为圆形杆，所述吊杆的左端与吊耳板连接，所述吊杆的右端开设有一个用于 保险插销板穿插的通孔；所述固定挡板固定设置在吊杆与吊耳板之间；所述吊耳板上开设 有吊孔Ⅰ；所述吊杆拉结绳的下端和缆风绳Ⅰ的上端均与吊孔Ⅰ固定连接；所述活动挡板 上开设有吊孔Ⅱ和与吊杆直径相适应的圆孔，所述吊孔Ⅱ与活动挡板拉结绳的下端固定连 接；所述保险插销板由大端头和小端头组成，所述大端头上开设有吊孔Ⅲ，所述保险插销 板拉结绳的下端和缆风绳Ⅱ的上端均与吊孔Ⅲ固定连接，所述小端头可穿过吊杆上设置的 通孔；所述吊绳的两端分别设置成吊环状；
装配状态下，所述吊杆的右端依次穿过吊绳上的其中一个吊环孔、H型钢立柱设置的吊 装孔、吊绳上的另一个吊环孔和活动挡板上开设的圆孔，所述保险插销板的小端头穿过吊 杆设置的通孔，所述吊绳挂吊在吊钩上，所述吊钩还分别与吊杆拉结绳、活动挡板拉结绳、 保险插销板拉结绳的上端固定连接。
其进一步技术方案是：所述吊绳、吊杆拉结绳、活动挡板拉结绳和保险插销板拉结绳 均包裹有保护层。
其更进一步技术方案是：所述吊杆采用圆钢。
其进一步技术方案是：所述吊杆、吊耳板和固定挡板通过焊接成为一体结构。
由于采用上述技术方案，本发明之一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具与现有技 术相比，具有以下有益效果：
1、本吊具设计简单、直观，吊具取材均为常用材料(例如：圆钢)，无特殊要求材料，焊接制作方便，吊装施工操作方便。
2、安全性更高。本吊具利用吊绳和吊杆作为主要受力构件，吊杆作为过渡吊具的主要 受力构件替代了传统的钢丝绳直接与H型钢立柱接触吊装，采用圆钢与被吊装构件(H型钢 立柱)直接接触，避免了吊绳1(如采用钢丝绳)容易被钢结构构件的菱角割断的危险性。 同时利用缆风绳作为吊具脱钩的主要媒介，操作方便快捷，避免了需要作业人员攀爬到柱 顶(高空作业)脱钩的危险。
3、脱钩更便捷，大大节约脱钩时间。利用缆风绳作为脱钩媒介，实现吊装作业地面脱 钩操作，方便快捷，节约了作业人员攀爬柱顶脱钩操作的时间。当达到脱钩条件时，起重机适当松开吊钩，使整个吊具的吊绳处于松弛状态；然后拉动缆风绳Ⅱ8，使保险插销板7脱离吊杆4，此过程中伴随着吊杆4的自身转动；然后拉动缆风绳Ⅰ3，使整个吊杆4脱离 H型钢立柱，最终完成吊具的脱钩，在整个吊装过程中吊具的吊绳1始终与H型钢立柱顶部 边缘棱角保持安全距离，处于非接触状态，在确定吊绳的长度时要确保吊绳与吊杆形成的 夹角θ不能太小，避免在吊装过程中发生钢丝绳与H型钢立柱顶部边缘棱角发生破坏性的 干涉情况。
4、经济效益显著。采用本发明吊具进行吊装作业，吊装施工进度明显提高，由于吊装 作业采用的履带吊一般为200吨左右，机械台班费用明显下降，与常规采用钢丝绳吊装相 比，机械台班费用节省约20％左右。
5、脱钩具材料和制造成本低，且可回收重复利用。
6、本发明之一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，吊装的货物不局限于H型钢立 柱，在受力范围内，竖向构件可以吊装。
下面结合附图和实施例对本发明之一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具的技术特 征作进一步说明。
附图说明
图1为本发明之一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具的使用状态示意图；
图2为本实施例的吊杆的结构示意图；
图3为图2中A-A的剖视图；
图4为本实施例的吊杆的结构示意图；
图5为本实施例的保险插销板结构示意图；
图6为吊装时吊绳受力的示意图；
图7为吊装时吊杆受力的示意图；
图8为吊装吊杆(圆钢)的危险截面为H型钢宽度截面尺寸时受力简图。
图中：
1-吊绳，
2-吊杆拉结绳，3-缆风绳Ⅰ；
4-吊杆，41-吊耳板，411-吊孔Ⅰ，42-固定挡板，43-通孔；
5-H型钢立柱；
6-活动挡板，61-圆孔，62-吊孔Ⅱ；7-保险插销板，71-吊孔Ⅲ；8-缆风绳Ⅱ，9-保险插销板拉结绳，10-活动挡板拉结绳，11-吊钩。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，包括吊杆4、吊耳板41、固定挡板42、活动挡板6、保险插销板7、吊绳1、吊杆拉结绳2、活动挡板拉结绳10、保险插销板拉结绳 9、缆风绳Ⅰ3和缆风绳Ⅱ8；
所述吊杆4为圆形杆，所述吊杆4的左端与吊耳板41连接，所述吊杆4的右端设置有一个用于保险插销板7穿插的通孔43；所述固定挡板42固定设置在吊杆4与吊耳板41之 间；所述吊耳板41上开设有吊孔Ⅰ411；所述吊杆拉结绳2的下端和缆风绳Ⅰ3的上端均与 吊孔Ⅰ411固定连接；所述活动挡板6上开设有吊孔Ⅱ62和与吊杆直径相适应的圆孔61， 所述吊孔Ⅱ62与活动挡板拉结绳10的下端固定连接；所述保险插销板7由大端头和小端头 组成，所述大端头上开设有吊孔Ⅲ71，所述保险插销板拉结绳9的下端和缆风绳Ⅱ8的上端 均与吊孔Ⅲ71固定连接，所述小端头可穿过吊杆4上设置的通孔43；所述吊绳1的两端分 别设置成吊环状；
装配状态下，如图1所示，所述吊杆4的右端依次穿过吊绳1上的其中一个吊环孔、H型钢立柱5设置的吊装孔、吊绳1上的另一个吊环孔和活动挡板6上开设的圆孔61，所述 保险插销板的小端头穿过吊杆设置的通孔43，保险插销板的大端头卡在通孔的上方，所述 吊绳1挂吊在吊钩11上，所述吊钩11还分别与吊杆拉结绳2、活动挡板拉结绳10、保险 插销板拉结绳9的上端固定连接。
所述吊杆4采用圆钢。所述吊绳1、吊杆拉结绳2、活动挡板拉结绳10、保险插销板拉结绳9可采用不同规格大小的钢丝绳。
所述吊绳1、吊杆拉结绳2、活动挡板拉结绳10和保险插销板拉结绳9采用钢丝绳应避免与设备的锐角和带电体直接接触，必要时均应包裹有保护层。
所述吊杆4、吊耳板41和固定挡板42通过焊接成为一体结构。
在本实施例中，所述吊绳1为主要受力钢丝绳；所述吊杆拉结绳2用于固定拉结吊杆4； 所述缆风绳Ⅰ3用于吊具脱离钢立柱；所述吊杆4为主要承重吊装构件，所述吊耳板41主 要用于穿吊杆拉结绳2和缆风绳Ⅰ3用；所述固定挡板42用于防止主受力钢丝绳滑落出受力圆钢；所述H型钢立柱5为被吊装构件；所述活动挡板6确保吊绳1不滑出圆钢；所述 保险插销板7为了确保活动挡板6不滑出圆钢；所述缆风绳Ⅱ8用于保险插销板7脱离圆钢； 所述保险插销板拉结绳9用于固定拉结保险插销板7；所述活动挡板拉结绳10用于固定拉 结活动挡板6；所述吊钩11可以为起重机的吊钩。
本发明的受力原理：
当被吊构件(H型钢立柱5)被吊起时，起重机起重力通过吊钩11传递到作为主受力钢丝绳的吊绳1上，主受力钢丝绳在将力传递到吊杆4圆钢上，因此吊绳1主要承受吊装 机具吊钩的拉力F1和F3以及圆钢给予的拉力F2和F4；圆钢的主要受力为被吊构件垂直向 下的重力F6及吊绳1的拉力F7和F8。
吊装系统受力分析：
(一)吊绳1(主钢丝绳)受力简图参见图6，图中：
F1：为吊钩施加在主钢丝绳上的拉力；
F2：为H型钢立柱5通过吊装圆钢施加在主钢丝绳上的拉力；
F3：为吊钩施加在主钢丝绳上的拉力；
F4：为H型钢立柱5通过吊装圆钢施加在主钢丝绳上的拉力；
(二)吊装吊杆4(圆钢)受力简图参见图7，图中：
F6：为立柱施加在吊装圆钢上的重力；
F7：为左半边吊绳1施加在吊装圆钢上的拉力的合力；
F7x：为左半边吊绳1施加在吊装圆钢上的拉力的水平分力；
F7y：为左半边吊绳1施加在吊装圆钢上的拉力的垂直分力；
F8：为右半边吊绳1施加在吊装圆钢上的拉力的合力；
F8x：为右半边吊绳1施加在吊装圆钢上的拉力的水平分力；
F8y：为右半边吊绳1施加在吊装圆钢上的拉力的垂直分力；
(三)吊杆受力校核：
根据受力分析可知圆钢在吊装过程中破坏形式主要为弯曲变形，因此本发明主要校核 吊装圆钢的弯曲强度校核。吊装圆钢的危险截面为H型钢宽度截面尺寸，受力简图参见图8：
已知该吊装圆钢材质为45#钢，外径d(mm),长L(mm)，受力点距离L1(mm)，F6＝G(Kgf)；
危险截面所受的弯矩为：M＝(F6÷2)×(L1÷2)＝(9.8×G÷2)×(L1÷2)＝2.45G·L1(N·mm)；
弯矩作用下的正应力：
对于实心圆钢，W＝0.982d3，带入公式得出：
由此可知，吊装圆钢在弯矩下的正应力数值，与G·L1的 乘积成正比，与圆钢外径d成反比。
在满足σ≤σp的情况下吊装圆钢强度满足吊装使用要求。σp表示圆钢的弯矩正应力。
圆钢的剪力校核：经查《各类梁的弯矩剪力计算汇总表》里的圆形截面几何与力学特 征表，见表1如下：
表1
经查询机械设计手册(2010版)第一卷可知，剪切应力τ＝F6/2A，式中：
F6表示载荷力；
A表示剪切面积mm2。
当τ≦[τ]时，式中：[τ]表示圆钢的许用剪切应力，即当计算出来的剪切应力τ小于圆钢的许用剪切应力[τ]时，在这种情况下满足吊装使用。
因此在进行吊装前必须经过计算校核，选择合适的吊杆即吊装圆钢规格直径。
本发明之一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具的吊装工艺流程或是使用的方法如 下：在H型钢立柱上端开设吊装孔→将吊绳1的两个吊环孔分别位于H型钢两端吊装孔的 外侧、并与吊装孔对齐→对齐后，让吊杆4穿过→将活动挡板6套在吊杆4上→将保险插销板7插在吊杆4上(确保保险插销板大端在吊装过程中始终处于吊杆4的上部)→调整 吊绳1在吊杆4上的位置(确保吊装过程中钢丝绳不与H型钢立柱上部棱角发生擦碰)→ 将吊绳1挂吊在吊钩11上，将吊杆拉结绳2、活动挡板拉结绳10和保险插销板拉结绳9固 定在吊钩11上(用手扶住吊绳1，不让其跑偏)→缓慢起升吊钩11使吊绳1(主钢丝绳) 受力→将H型钢顶部试吊距地20公分高检查吊具各构件是否完好→如完好正式起吊→将H 型钢立柱安装就位固定→缓慢松开吊钩11(此时吊绳1已经不受力)→人工拽动件缆风绳 Ⅱ8(使得保险插销板7大端向下，并脱离吊杆4)→人工拽动缆风绳Ⅰ3(使件吊杆4彻底 脱离H型钢立柱)→这时彻底脱离H型钢立柱的整个吊具吊在吊钩11上，放下件11吊钩 就能使整个吊具置于吊装区域地面。
使用时，需要注意的是：从吊装过程中的安全角度考虑，在整个吊装过程中必须确保 保险插销板7的大端始终处于吊杆(吊装圆钢)的上部，确保吊杆不旋转，因此在起吊前，把保险插销板7的大端处于上部，在起吊的过程中，确保圆钢不旋转，直拉吊绳1拉紧吃 上力，再继续起吊的过程中确保吊装圆钢不旋转.如果保险插销板7大端朝下，自动脱落， 就会造成保险插销板失效，起不到保险的作用。
Claims (4)
1.一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，其特征在于：包括吊杆（4）、吊耳板（41）、固定挡板（42）、活动挡板（6）、保险插销板（7）、吊绳（1）、吊杆拉结绳（2）、活动挡板拉结绳（10）、保险插销板拉结绳（9）、缆风绳Ⅰ（3）和缆风绳Ⅱ（8）；
所述吊杆（4）为圆形杆，所述吊杆（4）的左端与吊耳板（41）连接，所述吊杆（4）的右端开设有一个用于保险插销板（7）穿插的通孔（43）；所述固定挡板（42）固定设置在吊杆（4）与吊耳板（41）之间；所述吊耳板（41）上开设有吊孔Ⅰ（411）；所述吊杆拉结绳（2）的下端和缆风绳Ⅰ（3）的上端均与吊孔Ⅰ（411）固定连接；所述活动挡板（6）上开设有吊孔Ⅱ（62）和与吊杆直径相适应的圆孔（61），所述吊孔Ⅱ（62）与活动挡板拉结绳（10）的下端固定连接；所述保险插销板（7）由大端头和小端头组成，所述大端头上开设有吊孔Ⅲ（71），所述保险插销板拉结绳（9）的下端和缆风绳Ⅱ（8）的上端均与吊孔Ⅲ（71）固定连接，所述小端头可穿过吊杆（4）上设置的通孔（43）；所述吊绳（1）的两端分别设置成吊环状；
装配状态下，所述吊杆（4）的右端依次穿过吊绳（1）上的其中一个吊环孔、H型钢立柱（5）设置的吊装孔、吊绳（1）上的另一个吊环孔和活动挡板（6）上开设的圆孔（61），所述保险插销板的小端头穿过吊杆设置的通孔（43），所述吊绳（1）挂吊在吊钩（11）上，所述吊钩（11）还分别与吊杆拉结绳（2）、活动挡板拉结绳（10）、保险插销板拉结绳（9）的上端固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，其特征在于：所述吊绳（1）、吊杆拉结绳（2）、活动挡板拉结绳（10）和保险插销板拉结绳（9）均包裹有保护层。
3.根据权利要求1或2所述的一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，其特征在于：所述吊杆（4）采用圆钢。
4.根据权利要求1所述的一种大型H型钢立柱吊装快速脱钩的吊具，其特征在于：所述吊杆（4）、吊耳板（41）和固定挡板（42）通过焊接成为一体结构。
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