CN110409322B - 一种桥梁钢立柱吊装转体装置及转体方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种桥梁钢立柱吊装转体装置及转体方法。所述转体装置主要包括贯穿钢立柱的销轴、受力钢板及用于连接钢立柱与索道的吊具装置。所述销轴从钢立柱开设的对孔穿过，与外部的吊具装置进行连接，吊具与销轴之间或销轴与立柱之间能够相互转动。在立柱侧壁的对孔端面处安装受力钢板，受力钢板与开孔附件的竖向加劲板和环向加劲板焊接，受力钢板上设置相应的孔，使销轴从受力钢板及立柱侧壁穿过，避免立柱侧壁直接参与受力。本发明吊装重量大，使钢立柱在吊装转体过程中受力均衡稳定，转体后钢立柱轴线与竖直方向一致，利于现场安装，节约施工时间，同时转体装置中的销轴及相关吊具等构件可重复使用，节约施工成本。

Description

一种桥梁钢立柱吊装转体装置及转体方法

技术领域

本发明涉及一种转体装置，特别是一种桥梁钢立柱吊装转体装置及转体方法。

背景技术

运用于桥梁结构的钢立柱一般在加工厂进行加工制造，完成后运输至桥位施工现场，采用大型起吊设备进行安装施工。起吊设备一般选用吊车、缆索起重机、龙门吊机等。对于节段长、截面大的钢立柱施工，常规安装方法是将单根长钢立柱划分成几个短节段加工制造，再进行短节段吊装就位安装。在现场施工场地、起吊设备、构件刚度及其他条件允许的情况下，也可将短节段钢立柱拼装成长节段结构形式，然后将长节段立柱整体吊装。钢立柱无论采用短节段还是长节段的吊装方式，施工过程中均会出现转体过程，因此均需要在钢立柱上设置由水平方向转动成竖直方向的转体装置。

实际桥梁施工中，如图1，对于上承式钢管混凝土拱桥施工，需要高空作业，安全威胁大；单根钢立柱长度不等，且截面尺寸大，钢立柱的转体就位有一定困难。一般关于钢立柱转体装置设计，主要有钢丝绳捆绑限位装置转体、焊接吊装吊耳转体等方式，以上两种方式均存在一定弊端。比如钢丝绳捆绑限位装置转体，钢立柱在转体后构件就位时轴线在竖直方向上存在一定偏差，导致钢丝绳在与钢立柱棱角接触中某一点应力集中，容易出现刮伤及磨损；而焊接吊装吊耳转体装置一般需要制作大量吊装吊耳，且吊装重量大及壁板较薄时，当钢立柱由水平转至竖直的过程中，辅助吊点承受重量逐渐减小，而主吊点重量逐渐增大，主吊点吊耳处容易出现超标现象。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有的钢立柱转体方式，在转体过程中钢立柱存在局部受力不均、应力集中的问题，提供一种桥梁钢立柱吊装转体装置及转体方法，该装置使钢立柱在吊装转体过程中受力均衡稳定。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，包括一对位置相对的同轴孔一，孔一位于钢立柱一端设置吊点的侧壁上；包括与钢立柱侧壁相互连接的受力钢板，受力钢板上设置有与孔一位置相对的孔二，孔一轮廓位于孔二轮廓的外围，避免钢立柱直接参与受力；还包括销轴，销轴通过所述孔一和孔二贯穿钢立柱，且销轴两端位于钢立柱外部，能够与索道连接进行转体。销轴通过受力钢板与钢立柱侧壁共同受力，从而分散了应力点，达到避免钢立柱受损的目的。

作为优选方案，受力钢板设置在钢立柱内侧，且受力钢板还与钢立柱的竖向加劲板和/或环向加劲板相互连接，加强受力钢板与钢立柱的内在联系，使受力结构更加稳固。

作为优选方案，在受力钢板或钢立柱内壁与竖向加劲板之间设置加强肋板，位置相对的成对布置，进一步稳固受力钢板与钢立柱的联系。

作为优选方案，两个孔一形心之间的连线为钢立柱横截面的中线；当钢立柱的横截面是矩形时，销轴的轴线与钢立柱横截面的长边平行，这样能使钢立柱轴线与竖直直线保持一致，使销轴上的受力区域更大，应力更加分散。

作为优选方案，本转体装置中，销轴两端通过吊具与索道连接，吊具包括扁担梁、吊索及钢吊带，扁担梁与索道通过吊索连接，扁担梁与销轴端部通过钢吊带连接，且扁担梁上两吊点之间的宽度与销轴上两吊点之间的宽度一致；销轴与吊具之间能相互转动，销轴与钢立柱之间也能相对转动。

作为优选方案，本转体装置还包括设置在钢立柱另一端的吊耳，吊耳用于与另一索道相互连接；钢立柱吊耳处作为辅助吊点端，孔一处作为主吊点端。

作为优选方案，销轴两端设置有限位装置，避免销轴和吊具脱落。

本发明还公开了一种桥梁钢立柱吊装转体方法，基于上述的桥梁钢立柱吊装转体装置，转体前，将销轴插入孔一与孔二贯穿钢立柱；将吊具与销轴两端相连，并同时与一索道连接；用吊具将辅助吊点端的吊耳与另一索道连接，通过调节主吊点端所在索道和辅助吊点端所在索道的相对高度和位置，实施转体施工。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)钢立柱在水平吊装及竖转过程中始终是受力钢板、竖向加劲板和环向加劲板共同承受，避免了钢立柱侧壁直接参与受力而发生变形的情况，降低安全质量风险。

(2)转体装置中在转体过程中能够顺利快速转体，销轴水平设置并位于横截面中线处，转体后能够保证钢立柱轴线与竖直方向一致，利于现场安装，减少了辅助就位措施，大大节约施工时间。

(3)转体装置安装方便，作业人员易操作，有效的减小了工作强度。

(4)此种转体装置设计，相对传统吊耳转体装置，避免了在钢立柱侧壁大量焊接吊耳，二次切割所造成工作量大、对立柱损伤大的影响，仅需在厂内进行开孔焊接受力钢板，吊装就位后对开孔位置修复即可。

(5)转体装置构造简单，加工费用低廉，同时转体装置中的销轴、钢吊带、扁担梁及吊具等构件可重复利用，节约了施工成本。

附图说明

图1是钢立柱吊装转体就位示意图。

图2是钢立柱吊装转体过程示意图。

图3是平吊转体主吊点端截面图。

图4是平吊转体辅助吊点端截面图。

图5是主吊点端横截面局部放大图。

图6是钢立柱转体完成主吊点端局部侧视图。

图7是钢吊带结构主视图。

图8是钢吊带结构侧视图。

图中标记：1-主吊点端，2-辅助吊点端，3-环向加劲板，4-竖向加劲板，5-销轴，6-受力钢板，7-孔一，8-孔二，9-加强肋板，10-吊耳，11-扁担梁，12-连接耳板，13-钢吊带，14-吊具。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例公开了一种桥梁钢立柱吊装转体装置及转体方法，如附图3-5，包括一对位置相对的同轴孔一，孔一设置在钢立柱一端设置吊点的侧壁上；包括与钢立柱侧壁相互连接的受力钢板，受力钢板中部设置有与孔一位置相对的孔二，孔一轮廓位于孔二轮廓的外围；还包括销轴，销轴通过孔一和孔二贯穿钢立柱，且销轴两端位于钢立柱外部，能够利用现有吊具等装置与索道连接实现转体。

将销轴所在端作为主吊点端，在钢立柱的另一端、进行平吊的上表面焊接两个吊耳，用来辅助转体，作为辅助吊点端，吊耳通过吊具与另一个索道进行连接。通过调节主吊点端所在索道和辅助吊点端所在索道的相对高度和位置，完成转体。在进行钢立柱由水平状态向垂直状态的转体过程中，辅助吊点承受重量逐渐减小，而主吊点受力逐渐增大，在主吊点处的受力由销轴、受力钢板及钢立柱本身共同承受，避免了因钢立柱与转体装置直接接触而导致应力集中，降低安全风险，吊装转体过程示意如图2。

实施例2

在实施例1的基础上，参照如附图5，受力钢板焊接在立柱内侧，与孔一附件的竖向加劲板、环向加劲板焊接。受力钢板上面的开孔二的直径小于钢立柱侧壁上开孔一的直径，销轴从孔二连同孔一穿过，避免立柱直接参与受力。在受力钢板与竖向加劲板之间、钢立柱内壁与竖向加劲板4之间焊接有加强肋板，呈三角形状，位置相对的成对布置在竖向加劲板的两侧。此处受力主要由受力钢板、钢立柱竖向加劲板及环向加劲板共同受力，加强肋板加强了立柱内部结构间的稳固性。

实施例3

在实施例1的基础上，钢立柱的截面形状可以是矩形或圆形，钢立柱的侧壁上开设的两个位置相对的孔一形心之间的连线为钢立柱横截面的中分线。销轴两端与钢立柱侧面板之间通过限位装置定位，销轴可采用110型号，外侧开有用于限位的通孔；限位装置可采用限位套筒、螺帽、垫片及限位销。在最外侧限位的合适位置，用长于侧壁上的孔一的长度的限位销通过销轴外侧的通孔进行固定。

实施例4

在实施例1的基础上，所述吊具在主吊点端和辅助吊点端由于受力不同可采用不同的结构及材料。在本实施例中，主吊点端和辅助吊点端的吊具结构类似，相同的是：与索道相连的吊索双折，在某一点处分离成两根绳索，分离的绳索的端口上连接有卸扣，卸扣连接在连接耳板上，两个连接耳板分别固定在扁担梁的两端，扁担梁上两吊点之间的宽度与立柱上两吊点之间的宽度一致，在主要受力位置附加加强肋板或加强板。不同的是：辅助吊点端采用普通吊索与连接耳板进行连接，而在主吊点端的连接耳板下通过两个卸扣相互铰接的方式连接着钢吊带，其中钢吊带的两端套在两个圆形加强板上，再将钢吊带与加强板焊接固定，加强板上有开孔，钢吊带结构主视图及侧视图示意如图7、8，分别供销轴和卸扣通过，钢吊带与连接耳板、销轴之间能够实现相互转动。

吊装完成后，取下限位装置，将吊具与销轴和吊耳分离，并将销轴拔出，切割吊耳，并在开孔位置进行修复即可。转体装置中的销轴及钢吊带、扁担梁等吊具或构件可重复利用，节约了施工成本，而且利用现场安装，加工费用小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，包括一对位置相对的同轴孔一(7)，所述孔一(7)位于钢立柱一端设置吊点的侧壁上；包括与钢立柱侧壁相互连接的受力钢板(6)，所述受力钢板(6)上设置有与所述孔一(7)位置相对的孔二(8)，所述孔一(7)轮廓位于所述孔二(8)轮廓的外围；所述受力钢板(6)设置在钢立柱内侧，且所述受力钢板(6)还与钢立柱的竖向加劲板(4)和/或环向加劲板(3)相互连接；

还包括销轴(5)，所述销轴(5)通过所述孔一(7)和所述孔二(8)贯穿钢立柱，且所述销轴(5)两端位于钢立柱外部，能够与索道连接进行转体；所述销轴（5）两端通过吊具（14）与索道连接，所述吊具(14)包括扁担梁(11)、吊索及钢吊带(13)，所述扁担梁(11)与所述销轴(5)端部通过所述钢吊带(13)连接，且所述扁担梁(11)上两吊点之间的宽度与所述销轴(5)上两吊点之间的宽度一致；

还包括加强肋板(9)，所述加强肋板(9)连接在所述受力钢板(6)或钢立柱内壁与所述竖向加劲板（4）之间，位置相对的成对布置。

2.如权利要求1所述的一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，所述销轴(5)两端设置有限位装置，避免所述销轴(5)和所述吊具(14)脱落。

3.如权利要求1所述的一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，所述销轴(5)与钢立柱之间相对转动，或者所述销轴(5)与所述吊具（14）之间相对转动。

4.如权利要求1所述的一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，两个所述孔一(7)形心之间的连线为钢立柱横截面的中线。

5.如权利要求1所述的一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，钢立柱的横截面为矩形，所述销轴(5)的轴线与钢立柱横截面的长边平行。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种桥梁钢立柱吊装转体装置，其特征在于，还包括设置在钢立柱另一端的吊耳(10)，所述吊耳(10)用于与另一索道相互连接；钢立柱所述吊耳(10)处作为辅助吊点端，所述孔一(7)处作为主吊点端。

7.一种桥梁钢立柱吊装转体方法，其特征在于，基于如权利要求6所述的桥梁钢立柱吊装转体装置，转体前，将所述销轴（5）插入所述孔一（7）与所述孔二（8）贯穿钢立柱；将吊具与所述销轴（5）两端相连，并同时与一索道连接；用吊具将辅助吊点端的吊耳与另一索道连接，通过调节主吊点端所在索道和辅助吊点端所在索道的相对高度和位置，实施转体施工。