CN110359460B - 一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，其特征是包括施工准备、透水框架装船、定位船定位、挂钩、空中自动同步脱钩、复位、检测和移位等步骤。抛投施工使用大框架、多转轴的自动同步脱钩抛投吊具，显著提高了每次可抛投透水框架的数量，而且所吊的透水框架能够在空中实现自动同步脱钩抛投；采用绳索悬挂透水框架的方式，可同时悬挂的透水框架层数也可根据需求进行适时增减，抛投层数灵活可控。本发明的抛投方法采用GPS系统进行定位，显著地增强了抛投位置的准确性，使用机械化吊具进行透水框架的抛投，过程安全可控，每次可抛投的透水框架数量多，层数灵活可控，显著提高了抛投施工的安全系数和施工效率。

Description

一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法

技术领域

本发明涉及一种透水框架抛投方法，特别是一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法。

背景技术

由于四面六边体透水框架具有消能减阻的作用，使得流经框架的水流流速减小从而使泥沙形成落淤，进而达到淤临造滩、控导河势、减轻冲刷、稳定坡脚、保护堤岸的目的，因此四面六边体透水框架在长江航道整治工程中被大面积使用，已逐渐成为航道整治工程中不可或缺的工程构件。传统的抛投透水框架方法是采用挖掘机抛投法甚至是采用人工抛投法，这两种方法都存在每次抛投数量少，抛投效率低，安全隐患大，抛投成本高，抛投位置准确度低等问题。

公开号为CN204475266U的专利“自动脱钩式透水框架群抛装置”的主体部分是一根水平吊杆，水平吊杆的顶部设置有一对与主起吊缆绳相连的主受力缆绳吊环，水平吊杆的侧部设置有一对与副起吊缆绳相连的副受力缆绳吊环，在水平吊杆的底部间隔设置有若干闭合吊环 ，闭合吊环的旁侧一一对应设置有开口吊钩，将框架固定链的一端固定在闭合吊环上，另一端穿过透水框架后挂在开口吊钩上。工作时，起吊装置提拉主起吊缆绳使水平吊杆往抛投水域上方移动，待水平吊杆移动至抛投水域上方，提拉副起吊缆绳，水平吊杆绕其自身轴线转动，勾在开口吊钩上的框架固定链自动脱离，透水框架掉入水中。该专利结构简单，空中自动脱钩抛投可以减少工人数量，消除了人工抛投安全隐患，在一定程度上提高了施工效率。但是该专利采用单根水平吊杆，受到所吊透水框架尺寸的影响，在吊杆上所能布置的用于悬挂透水框架的开口吊钩和封闭吊环数量非常有限，因此还是限制了每次所能抛投透水框架的数量，不能使起重装置得到充分利用，增加了抛投次数和施工成本，甚至影响工期；水平吊杠在高度方向上没有限位，起重装置提拉起副起吊缆绳的高度难以控制；并且水平吊杆的两端没有相对定位约束，在抛投过程中水平吊杆的轴线始终处于自由偏转状态，对操控主、副起吊缆绳的协调性要求非常高，极大地增加了起重机操作人员的操控难度；而且水平吊杆为单根，提拉副起吊缆绳时，稍有受力不均容易导致水平吊杆发生倾斜甚至倾覆，使抛投很难同步进行，抛投位置不准确。

公开号为CN105947877A的专利“翻板式抛投吊具” 包括主框架和脱钩框架，脱钩框架位于主框架上方；主框架为网格状的框架，在主框架上位于每一排网格的底部设有两块相对的翻板，翻板的一边与主框架网格的一边由铰接连接，翻板上表面设有耳板，耳板上系有一根吊绳，吊绳的另一端系在一个套环上；脱钩框架在两边的杆件底面设有与主框架上套管配合的导杆。使用时，套环穿在导杆上，由于脱钩框架未被抬起，导杆插在套管内，所以套环不会脱出，此时翻板处于抬起状态并与主框架平齐，因此翻板上可放置透水框架；当吊装有透水框架的吊具移动至抛投水域时，提升脱钩框架使得导杆从套管里完全脱离，此时套环与导杆会发生分离，翻板在透水框架重力作用下能够向下转动，翻板上的透水框架同步掉落至抛投位置。该专利大大增加了每次所能抛投透水框架的数量，使得起重装置得到了充分利用，减少抛投次数，有效地提高了施工效率。但是该专利在抛投前需要人工将透水框架逐个有序地摆放在吊具的翻板上，劳动强度非常大，而且抛投准备工作所需时间也非常多；由于翻板尺寸是固定的，在同一吊具上不宜吊装过小或者过大的透水框架，如过小的透水框架会直接从两翻板之间滑落，过大的透水框架则不能容放在吊具内；而且如果需要在同一格子内放置多层透水框架时，对吊具的结构设计、起吊缆绳的布局均需要特别考虑，以防吊具、起吊缆绳和透水框架之间发生干涉；此外，需要制作多个吊具，每次抛投完成后都需要重新更换吊具，施工过程繁琐，吊具本身的使用效率低下，经济性较差。

发明内容

为解决上述空中脱钩抛投装置和现有技术存在的问题，本发明提出一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法。本发明的一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，抛投所用吊具是由主吊架、副吊架和转轴组成，副吊架位于主吊架上方；主吊架是由网格状的主框架、轴承座、主吊架吊耳、导向管和下限位板组成；轴承座成对有序地安装在主框架上表面，用于支撑转轴；副吊架是由网格状的副框架、副吊架吊耳、导杆、上限位板和脱钩吊耳组成；转轴是由钢管、半圆挂环、绳槽、封闭挂环和开口挂钩组成，其特征在于，抛投过程分为以下几个步骤：a.施工准备：进行工前检测；透水框架抛投采用网格法控制，提取、记录每个网格坐标；通过试投抛，确定透水框架的飘移距。b.透水框架装船：根据运输船舶的舱容量，将透水框架按照2~6层一叠，吊放至船舱甲板上并叠放整齐。c.定位船定位：根据测定的飘移距和网格的位置，计算定位船位置，透水框架运输船停靠于定位船旁，然后利用GPS精确定位。d.挂钩：采用定位船自带的具有主、副吊钩的起重机将吊具吊至运输船船舱的透水框架上方，主吊钩通过主缆绳吊住吊具的主吊架，副吊钩通过副缆绳吊住吊具的副吊架，由人工将绳索穿过透水框架并将钢环挂在开口挂钩上，使得悬挂透水框架的绳索一端固定系在封闭挂环上，另一端系在钢环上并挂在开口挂钩上；通过起重机将悬挂有大量透水框架的吊具吊至抛投水域。e.空中自动同步脱钩抛投：起重机吊挂有主吊架的主缆绳保持不动，提升副缆绳并带动副吊架上升，转轴及其上面的封闭挂环和开口挂钩受钢丝绳提升作用而绕转轴自身轴线旋转，当旋转一定角度后钢环能够从开口挂钩上脱落，透水框架脱钩掉入水中，从而实现了透水框架的空中自动同步脱钩抛投；下限位板和上限位板组合可以限制主吊架和副吊架的相对极限位置，从而限制了转轴所能转过的最大转角，而且也保障了转轴能够转过足够的转角以确保钢环及绳索能够从开口挂钩上脱落。f.复位：起重机保持主缆绳静止不动，副吊钩释放副缆绳，副吊架下降，在绳索和钢环的重力作用下转轴会旋转复位，封闭挂环和开口挂钩回位到钢管的正下方；重复d、e、f步骤直至该水域抛投施工完毕。g.检测和移位：当某一水域抛投施工完毕后，检验抛投施工质量，判断施工是否满足设计要求；达到设计要求后，用GPS指挥移动定位船，重复a~f步骤，开始下一水域的透水框架有序抛投施工。

所述的工前检测，是指抛投透水框架施工前，测量绘制施工区水下地形图以指导施工，并作为透水框架抛投施工质量检验的依据。

所述的检验抛投施工质量，是指在完成一定水域的透水框架抛投施工后，用测深仪进行水下地形测量，以此分析透水框架抛投位置、单位水域的数量、覆盖范围，判断施工是否满足设计要求。

所述的开始下一水域的有序抛投施工，是指抛投时应自河岸到河心，按先浅水，后深水的顺序进行。

所述的透水框架抛投采用网格法控制，是指抛投前结合流速、流向、施工船型等因素，将设计抛投范围划分为若干网格，提取、记录每个网格坐标，并结合设计抛投层数编制网格工程量计算表，以此作为抛投施工控制依据。

所述的由工人将绳索穿过透水框架并将钢环挂在开口挂钩上，是指根据抛投需求将绳索穿过1~3层的透水框架并将钢环挂在开口挂钩上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。

①提高了抛投施工的安全系数。本发明采用机械化吊具进行透水框架的抛投，过程安全可控，有效避免了人工抛投存在溺水等安全隐患，提高了抛投施工的安全系数。

②极大提高了抛投施工效率。本发明专利采用大框架、多转轴的空中自动同步脱钩抛投吊具，显著提高了每次可抛投透水框架的数量，并且采用绳索悬挂透水框架的方式，可同时悬挂的透水框架层数也可根据需求进行适时增减，使起重机得到充分利用，极大提高了抛投施工效率，缩短了施工工期。

③显著增强了抛投位置的准确性。本发明采用GPS定位系统软件引导定位船精确定位至抛投施工区域；抛投施工过程中，可实时监控设计工作区平面位置和抛投船的工作区位置、GPS工作状态及水面高度等，以达到对船舶作业的实时控制，显著增强了透水框架抛投的准确性。

附图说明

图1是一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法流程图。

图2是吊具的结构示意图及局部视图。

图3是主吊架的结构示意图。

图4是副吊架的结构示意图。

图5是转轴的结构示意图。

图6是悬挂有透水框架的吊具初始状态示意图及局部视图。

图7是吊具在钢环脱离开口挂钩即脱钩抛投临界状态示意图及局部视图。

图8是副吊架受拉移动至导向槽极限位置且透水框架抛投后的状态示意图及局部视图。

以上图1至图8中的标示为：1、主框架，2、轴承座，3、主吊架吊耳，4、导向管，5、下限位板，6、副吊架吊耳，7、副框架，8、导杆，9、上限位板，10、脱钩吊耳，11、钢管，12、半圆挂环，13、绳槽，14、封闭挂环，15、开口挂钩，16、钢丝绳，17、绳索，18、钢环，19、透水框架。

具体实施方式

下面结合附图对发明具体实施方式做进一步说明。

参见图1至图8，一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，抛投所用吊具是由主吊架、副吊架和转轴组成，副吊架位于主吊架上方；主吊架是由网格状的主框架1、轴承座2、主吊架吊耳3、导向管4和下限位板5组成；轴承座2成对有序地安装在主框架1上表面，用于支撑转轴；副吊架是由网格状的副框架7、副吊架吊耳6、导杆8、上限位板9和脱钩吊耳10组成；转轴是由钢管11、半圆挂环12、绳槽13、封闭挂环14和开口挂钩15组成，其特征在于，抛投过程分为以下几个步骤。

a.施工准备：抛投透水框架19施工前，测量绘制施工区水下地形图以指导施工，并作为透水框架19抛投施工质量检验的依据；透水框架19抛投采用网格法控制，抛投前结合流速、流向、施工船型等因素，将设计抛投范围划分为若干网格，提取、记录每个网格坐标，并结合设计抛投层数编制网格工程量计算表，以此作为抛投施工控制依据；通过试投抛，确定透水框架19的飘移距。

b.透水框架装船：根据运输船舶的舱容量，将透水框架19按照四层一叠，吊放至船舱甲板上并叠放整齐。

c.定位船定位：根据测定的飘移距和网格的位置，计算定位船位置，透水框架运输船停靠于定位船旁，然后利用GPS精确定位。

d.挂钩：采用定位船自带的具有主、副吊钩的起重机将吊具吊至运输船船舱的透水框架19上方，主吊钩通过主缆绳吊住吊具的主吊架，副吊钩通过副缆绳吊住吊具的副吊架，由人工将绳索17穿过2层透水框架19并将钢环18挂在开口挂钩15上，使得悬挂透水框架19的绳索17一端固定系在封闭挂环14上，另一端系在钢环18上并挂在开口挂钩15上；通过起重机将悬挂有大量透水框架19的吊具吊至抛投水域。

e.空中自动同步脱钩抛投：起重机吊挂有主吊架的主缆绳保持不动，提升副缆绳并带动副吊架上升，转轴及其上面的封闭挂环14和开口挂钩15受钢丝绳16提升作用而绕转轴自身轴线旋转，当旋转一定角度后钢环18能够从开口挂钩15上脱落，透水框架19脱钩掉入水中，从而实现了透水框架的空中自动同步脱钩抛投；下限位板5和上限位板9组合可以限制主吊架和副吊架的相对极限位置，从而限制了转轴所能转过的最大转角，而且也保障了转轴能够转过足够的转角以确保钢环18及绳索17能够从开口挂钩15上脱落。

f.复位：起重机保持主缆绳静止不动，副吊钩释放副缆绳，副吊架下降，在绳索17和钢环18的重力作用下转轴会旋转复位，封闭挂环14和开口挂钩15回位到钢管11的正下方；重复d、e、f步骤直至该水域抛投施工完毕。

g.检测和移位：当某一水域抛投施工完毕后，用测深仪进行水下地形测量，以此分析透水框架19抛投位置、单位水域的数量、覆盖范围，判断施工是否满足设计要求；达到设计要求后，用GPS指挥移动定位船，重复a~f步骤，开始下一水域的有序抛投施工，抛投时应自河岸到河心，按先浅水，后深水的顺序进行。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1.一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，抛投所用吊具是由主吊架、副吊架和转轴组成，副吊架位于主吊架上方；主吊架是由网格状的主框架（1）、轴承座（2）、主吊架吊耳（3）、导向管（4）和下限位板（5）组成；轴承座（2）成对有序地安装在主框架（1）上表面，用于支撑转轴；副吊架是由网格状的副框架（7）、副吊架吊耳（6）、导杆（8）、上限位板（9）和脱钩吊耳（10）组成；转轴是由钢管（11）、半圆挂环（12）、绳槽（13）、封闭挂环（14）和开口挂钩（15）组成，其特征在于，抛投过程分为以下几个步骤：

a.施工准备：进行工前检测，即测量绘制施工区水下地形图以指导施工，并作为透水框架（19）抛投施工质量检验的依据；透水框架（19）抛投采用网格法控制，提取、记录每个网格坐标；通过试投抛，确定透水框架（19）的飘移距；

b.透水框架装船：根据运输船舶的舱容量，将透水框架（19）按照2~6层一叠，吊放至船舱甲板上并叠放整齐；

c.定位船定位：根据测定的飘移距和网格的位置，计算定位船位置，透水框架运输船停靠于定位船旁，然后利用GPS精确定位；

d.挂钩：采用定位船自带的具有主、副吊钩的起重机将吊具吊至运输船船舱的透水框架（19）上方，主吊钩通过主缆绳吊住吊具的主吊架，副吊钩通过副缆绳吊住吊具的副吊架，由人工将绳索（17）穿过透水框架（19）并将钢环（18）挂在开口挂钩（15）上，使得悬挂透水框架（19）的绳索（17）一端固定系在封闭挂环（14）上，另一端系在钢环（18）上并挂在开口挂钩（15）上；通过起重机将悬挂有大量透水框架（19）的吊具吊至抛投水域；

e.空中自动同步脱钩抛投：起重机吊挂有主吊架的主缆绳保持不动，提升副缆绳并带动副吊架上升，转轴及其上面的封闭挂环（14）和开口挂钩（15）受钢丝绳（16）提升作用而绕转轴自身轴线旋转，当旋转一定角度后钢环（18）能够从开口挂钩（15）上脱落，透水框架（19）脱钩掉入水中，从而实现了透水框架的空中自动同步脱钩抛投；下限位板（5）和上限位板（9）组合可以限制主吊架和副吊架的相对极限位置，从而限制了转轴所能转过的最大转角，而且也保障了转轴能够转过足够的转角以确保钢环（18）及绳索（17）能够从开口挂钩（15）上脱落；

f.复位：起重机保持主缆绳静止不动，副吊钩释放副缆绳，副吊架下降，在绳索（17）和钢环（18）的重力作用下转轴会旋转复位，封闭挂环（14）和开口挂钩（15）回位到钢管（11）的正下方；重复d、e、f步骤直至该水域抛投施工完毕；

g.检测和移位：当某一水域抛投施工完毕后，用测深仪进行水下地形测量，以此分析透水框架（19）抛投位置、单位水域的数量、覆盖范围，判断施工是否满足设计要求；达到设计要求后，用GPS指挥移动定位船，重复a~f步骤，开始下一水域的透水框架有序抛投施工。

2.根据权利要求1所述的一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，其特征在于：所述的开始下一水域的有序抛投施工，是指抛投时应自河岸到河心，按先浅水，后深水的顺序进行。

3.根据权利要求1所述的一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，其特征在于：所述的透水框架（19）抛投采用网格法控制，是指抛投前结合流速、流向、施工船型，将设计抛投范围划分为若干网格，提取、记录每个网格坐标，并结合设计抛投层数编制网格工程量计算表，以此作为抛投施工控制依据。

4.根据权利要求1所述的一种透水框架空中自动同步脱钩抛投的方法，其特征在于：所述的由人工将绳索（17）穿过透水框架（19）并将钢环（18）挂在开口挂钩（15）上，是指根据抛投需求将绳索（17）穿过1~3层的透水框架（19）并将钢环（18）挂在开口挂钩（15）上。

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