CN110562850A - 主塔整体吊装系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及梁施工领域，本发明公开了一种主塔整体吊装系统及方法，该系统包括：上吊具，其用于固定设置在主塔的中部，上吊具包括：扁担梁，其中部间隔设有两组连接装置，每组连接装置包括设于扁担梁两侧的第一连接件；两个起吊梁，其分别设于扁担梁的两端，每个起吊梁的中部与扁担梁的两端转动连接，每个起吊梁的两端设有第二连接件。还包括第二浮吊装置，其通过起吊绳与第二连接件连接。还包括下吊具，其用于固定设置在主塔的端部，以配合上吊具吊起主塔并使主塔转动至竖直。还包括第一浮吊装置，其通过起吊绳与下吊具连接。本发明能有效地解决主塔现场焊接施工复杂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及梁施工领域，具体涉及主塔整体吊装系统及方法。
背景技术
主塔为斜拉桥设置斜拉索的支撑结构，主塔包括混凝土索塔和主塔两种形式。常规的主塔在加工时，由于其整体的体积和重量都较大，整体吊装的难度较大。
通常的制作主塔的方法是将主塔加工成若干节段，在每一个节段的顶部设置吊耳。在进行主塔安装时，通过浮吊或者塔吊按照安装节段的次序，将若干节段依次序吊运至安装位置点，再在安装位置点逐段焊装拼接直至形成完整的主塔。
但是一般桥梁施工的位置环境较为恶劣，现场焊接拼装施工作业受到包括风雨、浪潮及盐碱等多重因素的影响，现场焊接质量难以得到稳定的保证，同时当主塔结构较大时，采用现场焊接拼装作业施工难度过大，施工质量控制困难。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种主塔整体吊装系统及方法，能有效地解决主塔现场焊接施工复杂的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种主塔整体吊装系统，包括：
上吊具，其用于固定设置在主塔的中部，所述上吊具包括：
-扁担梁，其中部间隔设有两组连接装置，每组连接装置包括设于所述扁担梁两侧的第一连接件；
-两个起吊梁，其分别设于所述扁担梁的两端，每个起吊梁的中部与所述扁担梁的两端转动连接，每个起吊梁的两端设有第二连接件；
第二浮吊装置，其通过起吊绳与所述第二连接件连接；
下吊具，其用于固定设置在主塔的端部，以配合所述上吊具吊起主塔并使主塔转动至竖直；
第一浮吊装置，其通过起吊绳与所述下吊具连接。
在上述技术方案的基础上，所述下吊具包括：
-四块加固板，其用于分别设于所述主塔支腿内，其中相邻的两块所述加固板上设有相互平行的固定吊耳；
-四根连杆，其将四块加固板之间固定连接；
-下吊梁，其两端设有两个与所述固定吊耳对应的转动吊耳，所述下吊梁的中部设有两组间隔设置的第三连接件。
在上述技术方案的基础上，所述第三连接件包括一根第二销轴和两个第二滑轮，所述第二销轴穿过所述起吊梁，两个所述第二滑轮分别可转动地设置在所述起吊梁两侧的第二销轴上。
在上述技术方案的基础上，四根所述连杆中相邻的两根所述连杆的中部设有加强杆。
在上述技术方案的基础上，所述第一连接件包括两根连接销轴和两块分别设置在所述扁担梁两侧的连接板，所述连接板上设有与所述连接销轴配合的销孔。
在上述技术方案的基础上，所述第二连接件包括一根第一销轴和两个第一滑轮，所述第一销轴穿过所述起吊梁，两个所述第一滑轮分别可转动地设置在所述起吊梁两侧的第一销轴上。
在上述技术方案的基础上，所述第二浮吊装置包括两根间隔设置的吊臂，每根吊臂通过起吊绳与一个所述起吊梁的第二连接件连接。
在上述技术方案的基础上，所述扁担梁和起吊梁为钢格箱结构。
另一方面，本发明还提供一种主塔整体吊装方法，包括以下步骤：
S1：将主塔运送至预设位置，在主塔的中部通过第一连接件安装上吊具，在主塔的端部安装下吊具；
S2：同时收第一浮吊装置和第二浮吊装置的起吊绳，使主塔提升预设高度，保持第二浮吊装置不动，下放第一浮吊装置的起吊绳，并向第二浮吊装置行进，使主塔转动预设角度；
S3：重复S2步骤，直至主塔转动至竖直；
S4：用第二浮吊装置将主塔放置墩柱设计位置，并完成后续施工。
在上述技术方案的基础上，S4步骤完成后，拆除上吊具与主塔的连接，用千斤顶牵引或顶推上吊具，将其移出主塔外侧，再用第一浮吊装置吊至下一主塔吊装位置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在使用该主塔整体吊装系统及方法时，将在预设位置的主塔的中部通过第一连接件安装上吊具，在主塔的端部安装下吊具，用第一浮吊装置通过起吊绳与下吊具连接，用第二浮吊装置通过起吊绳连接第二连接件。上吊具的吊点结构多，设置个吊点的形式，且分布对称，增强了吊装过程结构受力的安全性，并且每个起吊梁的中部与扁担梁的两端转动连接，同时增强了吊装平稳性，可使扁担梁始终处于水平状态，保证其受力状态。这样就可以将整个主塔通过吊机调至墩柱上。第一浮吊装置与下吊具连接，支撑下吊点，第二浮吊装置与上吊具连接，第一浮吊装置和第二浮吊装置与上吊具和下吊具相互配合可吊起主塔，并使主塔转动至竖直。
附图说明
图1为本发明实施例中上吊具的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例中上吊具的侧视结构示意图；
图3为本发明实施例中下吊具的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例中下吊具的侧视结构示意图；
图5为本发明实施例中下吊具的主视结构示意图；
图6为本发明实施例中主塔整体吊装方法S1步骤的状态图；
图7为本发明实施例中主塔整体吊装方法S2步骤的状态图；
图8为本发明实施例中主塔整体吊装方法S3步骤的状态图。
图中：1、上吊具；11、扁担梁；111、第一连接件；1111、连接板；1112、连接销轴；12、起吊梁；121、第二连接件；1211、第一销轴；1212、第一滑轮；2、下吊具；21、加固板；211、固定吊耳；22、连杆；23、下吊梁；231、转动吊耳；232、第三连接件；3、主塔支腿；4、第一浮吊装置；5、第二浮吊装置。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例中上吊具的俯视结构示意图；图2为本发明实施例中上吊具的侧视结构示意图。参见图1、图2和图6：
本发明实施例提供一种主塔整体吊装系统，包括：
上吊具1，其用于安装在上吊点，上吊具1包括：扁担梁11，其中部间隔设有两组连接装置，每组连接装置包括设于扁担梁11两侧的第一连接件111；两个起吊梁12，其分别设于扁担梁11的两端，每个起吊梁12的中部与扁担梁11的两端转动连接，每个起吊梁12的两端设有第二连接件121。
第二浮吊装置5，其通过起吊绳与第二连接件121连接。
下吊具2，其用于固定设置在主塔的端部，以配合所述上吊具1吊起主塔并使主塔转动至竖直。
第一浮吊装置4，其通过起吊绳与下吊具2连接。
在使用该主塔整体吊装吊具时，将主塔运送至预设位置，在主塔的中部通过第一连接件111安装上吊具1，在主塔的端部安装下吊具2，用第一浮吊装置4通过起吊绳与下吊具2连接，用第二浮吊装置5通过起吊绳连接第二连接件121。上吊具1的吊点结构多，设置4个吊点的形式，且分布对称，增强了吊装过程结构受力的安全性，并且每个起吊梁12的中部与扁担梁11的两端转动连接，同时增强了吊装平稳性，可使扁担梁11始终处于水平状态，保证其受力状态。这样就可以将整个主塔通过吊机调至墩柱上。第一浮吊装置4与下吊具2连接，支撑下吊点，第二浮吊装置5与上吊具1连接，第一浮吊装置4和第二浮吊装置5与上吊具1和下吊具2相互配合可吊起主塔，并使主塔转动至竖直。
图3为本发明实施例中下吊具的俯视结构示意图；图4为本发明实施例中下吊具的侧视结构示意图；图5为本发明实施例中下吊具的主视结构示意图；参见图3至图5：
优选地，下吊具2包括：四块加固板21，其用于分别设于主塔支腿3内，其中相邻的两块加固板21上设有相互平行的固定吊耳211；四根连杆22，其将四块加固板21之间固定连接；下吊梁23，其两端设有两个与固定吊耳211对应的转动吊耳231，下吊梁23的中部设有两组间隔设置的第三连接件232。
在本实施例中，下吊具2的吊点位置均匀，采用双吊点形式，并在主塔支腿3内设置加固板，保证了主塔支腿3的受力。
优选地，第三连接件232包括一根第二销轴2321和两个第二滑轮2322，第二销轴2321穿过起吊梁12，两个第二滑轮2322分别可转动地设置在起吊梁12两侧的第二销轴2321上。
在本实施例中，通过两个分别设置在起吊梁12两侧的第二滑轮2322，采用起吊绳与之连接，可以使起吊梁12受力更加均匀。采用多铰点连接，极大的增强了吊具的自由度，避免了不同吊装位置发生偏载，有利于控制主塔的旋转角度，吊装过程更加平稳。
优选地，四根连杆22中相邻的两根连杆22的中部设有加强杆24。
在本实施例中，相邻的两根连杆22的中部设有加强杆24保证了吊装过程中结构不发生较大变形，有利于提高吊装作业质量。
再次参见图1和图2，优选地，第一连接件111包括两根连接销轴1112和两块分别设置在扁担梁11两侧的连接板1111，连接板1111上设有与连接销轴1112配合的销孔。
在本实施例中，两侧的主塔支腿之间焊接与第一连接件111相对应的带有销孔的连接板，将上吊具1通过连接板1111和销轴1112配合固定在上吊点上。
优选地，第二连接件121包括一根第一销轴1211和两个第一滑轮1212，第一销轴1211穿过起吊梁12，两个第一滑轮1212分别可转动地设置在起吊梁12两侧的第一销轴1211上。
在本实施例中，扁担梁11与起吊梁12通过销轴连接、扁担梁11与主塔连接件通过销轴连接，多铰点结构极大的增大了吊具的自由度，可以避免各种因素引起的偏载导致的吊具受力不均匀。
每个第二连接件121包括一根第一销轴1211和两个第一滑轮1212，也可以一定程度的避免偏载导致的吊具受力不均匀。
优选地，扁担梁11和起吊梁12为钢格箱结构。在本实施例中扁担梁11以及起吊梁12采用矩形钢格箱结构，保证了该吊具较大的起吊重量，和常规的桁架杆吊具相比，本发明吊具整体结构刚度更大，抗失稳能力更强。
图6为本发明实施例中主塔整体吊装方法S1步骤的状态图；图7为本发明实施例中主塔整体吊装方法S2步骤的状态图；图8为本发明实施例中主塔整体吊装方法S3步骤的状态图。参见图6至图8：
本发明还提供一种主塔整体吊装方法，包括以下步骤：
S1：将主塔运送至预设位置，在主塔的中部通过第一连接件111安装上吊具1，在主塔的端部安装下吊具2；
S2：同时收第一浮吊装置4和第二浮吊装置5的起吊绳，使主塔提升预设高度，保持第二浮吊装置5不动，下放第一浮吊装置4的起吊绳，并向第二浮吊装置5行进，使主塔转动预设角度；
S3：重复S2步骤，直至主塔转动至竖直；
S4：用第二浮吊装置5将主塔放置墩柱设计位置，并完成后续施工。
优选地，S4步骤完成后，拆除上吊具1与主塔的连接，用千斤顶牵引或顶推上吊具，将其移出主塔外侧，再用第一浮吊装置4吊至下一主塔吊装位置。
该主塔主塔整体吊装方法的具体步骤为：
在本实施例中第一浮吊装置4为1000t浮吊，第二浮吊装置5为3600t浮吊，主塔为钢塔。
主塔吊装准备工作就绪，即用驳船将主塔运送至预设位置，在主塔的中部通过第一连接件111安装上吊具1，在主塔的端部安装下吊具2。吊装正式开始，浮吊3600t浮吊的扒杆角度为62.98°，吊幅为49m，1000t浮吊的扒杆角度为70°，吊幅为26.1m。两台浮吊分级加载至设计吨位，直至主塔脱离驳船，提升1m高度后，距离水面高度为14m，通过绞锚平板驳船撤离。
主塔继续由两台浮吊同时提升至距离水面31m；分5次进行提升，分别为3+3+4+3+4(m)，总提升高度为17m，距离水面为31m。具体地：
3600t浮吊吊点高度及浮吊自身状态保持不变；主塔通过1000t浮吊吊点高度下放及1000t浮吊自身绞锚前行，实现主塔转动40度。1000t浮吊总共需前行6991mm，总的下放高度为37575mm。
主塔继续由两台浮吊同时提升至距离水面34m；分1次进行提升，提升高度为3m，距离水面为34m。
3600t浮吊吊点高度及浮吊自身状态保持不变；主塔通过1000t浮吊吊点高度下放及1000t浮吊自身绞锚前行，实现主塔再转动5度，即转动到45°。1000t浮吊总共需前行2658mm，总的下放高度为4086mm。
主塔继续由两台浮吊同时提升至距离水面36m；分1次进行提升，提升高度为2m，距离水面为36m。
3600t浮吊吊点高度及浮吊自身状态保持不变；主塔通过1000t浮吊吊点高度下放及1000t浮吊自身绞锚前行，实现主塔再转动5度，即转动到50°。1000t浮吊总共需前行3004mm，总的下放高度为3839mm。
主塔继续由两台浮吊同时提升至距离水面39m；分1次进行提升，提升高度为3m，距离水面为39m。
3600t浮吊吊点高度及浮吊自身状态保持不变；主塔通过1000t浮吊吊点高度下放及1000t浮吊自身绞锚前行，实现主塔再转动5度，即转动到55°。1000t浮吊总共需前行3327mm，总的下放高度为3563mm。
主塔继续由两台浮吊同时提升至距离水面62m；分6次进行提升，分别为4+4+4+4+4+3(m)，总提升高度为23m，距离水面为62m。
3600t浮吊扒杆角度由62.98°转动至66.4°，即浮吊扒杆吊幅由49m转动至42m；3600t浮吊吊点抬高7753mm，并前行7000mm；1000t浮吊吊点亦同步抬高7753mm，并前行7000mm；确保主塔姿态保持不变。
3600t浮吊吊点高度及浮吊自身状态保持不变；主塔通过1000t浮吊吊点高度下放及1000t浮吊自身绞锚前行，实现主塔再转动35度，即整个主塔转动至90°。1000t浮吊总共需前行29951mm，总的下放高度为15236mm。
3600t浮吊继续抬高主塔，抬高高度即主塔底部至水面48.43m；3600t浮吊吊着主塔绞锚前行至墩柱位置，总前行218m。
3600t浮吊绞锚前行至墩柱设计位置后，下放主塔与主梁上的塔柱T0节段进行对接；安装拼接板，完成主塔连接施工。
拆除主塔与连接件连接销轴，下放主塔吊具至主梁滑道梁上。采用千斤顶牵引或顶推主塔吊具，将主塔吊具移出塔柱外侧。再用3600t浮吊将主塔吊具吊离，并倒用至下一个主塔。利用塔顶吊架进行塔帽安装。
综上所述，本发明提供一种主塔整体吊装系统及方法，不仅能够实现较大的主塔结构整体吊装施工安装，还能够有效解决传统钢塔吊装过程中吊具稳定性不足、吊装结构受到浮吊桅杆高度限制等问题，增强吊装作业的安全性。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种主塔整体吊装系统，其特征在于，包括：
上吊具(1)，其用于固定设置在主塔的中部，所述上吊具(1)包括：
-扁担梁(11)，其中部间隔设有两组连接装置，每组连接装置包括设于所述扁担梁(11)两侧的第一连接件(111)；
-两个起吊梁(12)，其分别设于所述扁担梁(11)的两端，每个起吊梁(12)的中部与所述扁担梁(11)的两端转动连接，每个起吊梁(12)的两端设有第二连接件(121)；
第二浮吊装置(5)，其通过起吊绳与所述第二连接件(121)连接；
下吊具(2)，其用于固定设置在主塔的端部，以配合所述上吊具(1)吊起主塔并使主塔转动至竖直；
第一浮吊装置(4)，其通过起吊绳与所述下吊具(2)连接。
2.如权利要求1所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：所述下吊具(2)包括：
-四块加固板(21)，其用于分别设于所述主塔支腿(3)内，其中相邻的两块所述加固板(21)上设有相互平行的固定吊耳(211)；
-四根连杆(22)，其将四块加固板(21)之间固定连接；
-下吊梁(23)，其两端设有两个与所述固定吊耳(211)对应的转动吊耳(231)，所述下吊梁(23)的中部设有两组间隔设置的第三连接件(232)。
3.如权利要求2所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：所述第三连接件(232)包括一根第二销轴(2321)和两个第二滑轮(2322)，所述第二销轴(2321)穿过所述起吊梁(12)，两个所述第二滑轮(2322)分别可转动地设置在所述起吊梁(12)两侧的第二销轴(2321)上。
4.如权利要求2所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：四根所述连杆(22)中相邻的两根所述连杆(22)的中部设有加强杆(24)。
5.如权利要求1所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：所述第一连接件(111)包括两根连接销轴(1112)和两块分别设置在所述扁担梁(11)两侧的连接板(1111)，所述连接板(1111)上设有与所述连接销轴(1112)配合的销孔。
6.如权利要求1所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：所述第二连接件(121)包括一根第一销轴(1211)和两个第一滑轮(1212)，所述第一销轴(1211)穿过所述起吊梁(12)，两个所述第一滑轮(1212)分别可转动地设置在所述起吊梁(12)两侧的第一销轴(1211)上。
7.如权利要求1所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：所述第二浮吊装置(5)包括两根间隔设置的吊臂，每根吊臂通过起吊绳与一个所述起吊梁(12)的第二连接件(121)连接。
8.如权利要求1所述的主塔整体吊装系统，其特征在于：所述扁担梁(11)和起吊梁(12)为钢格箱结构。
9.一种采用如权利要求1所述的主塔整体吊装系统实施的吊装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将主塔运送至预设位置，在主塔的中部通过第一连接件(111)安装上吊具(1)，在主塔的端部安装下吊具(2)；
S2：同时收第一浮吊装置(4)和第二浮吊装置(5)的起吊绳，使主塔提升预设高度，保持第二浮吊装置(5)不动，下放第一浮吊装置(4)的起吊绳，并向第二浮吊装置(5)行进，使主塔转动预设角度；
S3：重复S2步骤，直至主塔转动至竖直；
S4：用第二浮吊装置(5)将主塔放置墩柱设计位置，并完成后续施工。
10.如权利要求9所述的主塔整体吊装方法，其特征在于，S4步骤完成后，拆除上吊具(1)与主塔的连接，用千斤顶牵引或顶推上吊具，将其移出主塔外侧，再用第一浮吊装置(4)吊至下一主塔吊装位置。
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