CN113200459B - 装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具及其应用，顶板由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，沿顶板的跨度方向分布至少四个吊装点，包括两个近端吊装点和两个远端吊装点；吊具是在起重机主梁轨道上运行吊重小车，小车钢丝绳卷绕在小车绞盘上，并随小车绞盘的转动而收放；吊具也包括在呈水平的横梁上设置各吊钩，吊钩通过钢丝绳一一对应连接在顶板的各吊装点上；吊钩采用可相互独立控制的液压吊钩。控制各吊钩保持在设定吊重下，能够实现对顶板的平衡吊装；控制各吊钩的受力能够微调顶板的开口尺寸，使顶板净宽与侧墙的净宽相一致。本发明能够有效避免顶板变形，保证装配式地铁车站整环拼装质量。

Description

装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具及其应用
技术领域
本发明涉及交通地铁站装配式施工领域，更具体地说是一种应用在装配式地铁车站顶板安装中的吊具，尤其适用于装配式地铁车站大型顶板预制件的高精度吊装。
背景技术
在地下工程建设中，针对地铁车站主体结构采用预制装配的施工方法，因其具有施工作业面多、速度快、环保效果好、工程造价低等优势越来越受关注，是未来地铁车站施工发展的必然趋势。
现有技术对于装配式地铁站顶板的吊装存在如下主要问题：
1、因抛弃了传统龙门吊和基坑内台车相结合的吊装方法，虽然简化了工序，但对于顶板大型预制件，只能采用整体吊装的方式，吊装安全性难以保障。
2、在装配式地铁车站的顶板整体吊装时，因其尺寸较大，各部位混凝土质量和配筋存在不同，导致其不同部位受自身重力影响产生的挠度变形不协调，吊装过程中的受力状态难以控制，直接影响顶板预制件的吊装质量；
3、装配式地铁车站顶板是由左右两块预制构件组成，首先在台座上进行拼装，完成拼装后的顶板整件投入吊运和安装；整体呈拱形并在中间部位进行螺栓连接的顶板整件在吊装过程中极易产生拉伸和剪切变形，严重时会损坏两块预制构件之间的连接螺栓，导致顶板开口尺寸与侧墙锚固点不贴合，影响整环的拼装。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，通过调整受力状态，控制左右两块顶板保持在受力均匀状态中，避免顶板变形，保证装配式地铁车站整环拼装质量。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，其特征是：
所述顶板是由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，所述左右两块顶板构件分别是顶板左侧构件和顶板右侧构件；所述顶板左侧构件和顶板右侧构件在对拼处由钢筋张拉锚固；在沿顶板的跨度方向分布至少四个吊装点，包括分别位于左右两块顶板构件的近端的近端吊装点，以及分别位于左右两块顶板构件的远端的远端吊装点；
吊具分层设置为吊具上部结构和吊具下部结构：
所述吊具上部结构是在起重机主梁轨道上运行吊重小车，在所述吊重小车上设置有可控转动的小车绞盘，小车钢丝绳卷绕在所述小车绞盘上，并随小车绞盘的转动收放；
所述吊具下部结构是在呈水平的横梁上按照与所述顶板各吊装点一一对应的位置分别设置各吊钩，所述各吊钩通过顶板吊装钢丝绳一一对应连接在顶板的各吊装点上；所述吊钩(8)采用可相互独立控制的液压吊钩，用于实时调整顶板的受力状态；
在所述横梁的中心处设置回转座，在回转座上设置起吊滑轮组，所述吊具上部结构中的小车钢丝绳绕过起吊滑轮组对回转座进行提吊，利用回转座使吊具下部结构能够在水平面中回转。
本发明装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，其特征是：在所述横梁上设置液压站，为所述液压吊钩提供动力。
本发明装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，其特征是：与各吊钩一一对应地设置重量传感器，用于实时显示各吊钩的吊重。
本发明装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具的控制方法，其特征是：
基于顶板结构确定顶板平衡吊装时各吊钩的设定吊重；
在顶板提吊时，控制各吊钩保持在各自的设定吊重下，对顶板进行平衡吊装；
在顶板与侧墙就位安装时，控制各吊钩的受力用于微调顶板的开口尺寸，使顶板净宽与侧墙的净宽相一致。
本发明装配式地铁车站顶板受力状态可调的吊装结构的调整方法，其特征是：所述控制各吊钩的受力用于微调顶板的开口尺寸是指：
增加两个远端吊装点的受力，和/或减小两个近端吊装点的受力，以使顶板净宽加大；
减小两个远端吊装点的受力，和/或增加两个近端吊装点的受力，以使顶板净宽减小。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、针对装配式地铁车站顶板的安装，本发明吊具在其安装过程中能够调整其受力状态，有效消除顶板大型构件不同部位因自重和配筋不同导致变形，消除左右两块顶板构件连接处连接螺栓的拉伸与剪切形变，避免顶板左右两块顶板构件之间因相互挤压或远离而造成的构件和连接钢筋的损伤。
2、本发明在顶板与侧墙就位安装时，控制各吊钩的受力能够微调顶板的开口尺寸，使顶板净宽与侧墙的净宽相一致，保证顶板与侧墙的准确对应，提高装配成功率，有效提高装配式地铁车站整环拼装质量，保证施工进度。
附图说明
图1为本发明中装配式地铁站顶板吊装状态示意图；
图2为本发明中装配式地铁站顶板吊装另一状态示意图；
图3为图1局部放大图；
图4为图2局部放大图；
图中标号：1吊重小车；2小车绞盘；3小车钢丝绳；4起吊滑轮组；5回转座；6液压站；7横梁；8吊钩；9顶板吊装钢丝绳；10起重机主梁轨道；11a顶板左侧构件；11b顶板右侧构件；12顶板锚固脚；13对拼处。
具体实施方式
参见图1、图2、图3和图4，本实施例中顶板是由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，左右两块顶板构件分别是顶板左侧构件11a和顶板右侧构件11b；顶板左侧构件11a和顶板右侧构件11b在对拼处13由钢筋张拉锚固、并由螺栓固定连接；在沿顶板11的跨度方向分布至少四个吊装点，分别是位于左右两块顶板构件的近端两个近端吊装点，以及分别位于左右两块顶板构件的远端的远端吊装点，如图3所示位于顶板左侧构件11a上的左侧构件近端吊装点P1和左侧构件远端吊装点P3，以及位于顶板右侧构件11b上的右侧构件近端吊装点P2和右侧构件远端吊装点P4。
吊具分层设置为吊具上部结构和吊具下部结构：
吊具上部结构是在起重机主梁轨道10上运行吊重小车1，在吊重小车1上设置有可控转动的小车绞盘2，小车钢丝绳3卷绕在小车绞盘2上，并随小车绞盘2的转动收放。
吊具下部结构是在呈水平的横梁7上按照与顶板11各吊装点一一对应的位置分别设置各吊钩8，各吊钩8通过顶板吊装钢丝绳9一一对应连接在顶板11的各吊装点上，要求各根顶板吊装钢丝绳9均呈竖直；吊钩8采用可相互独立控制的液压吊钩，用于实时调整顶板的受力状态。
在横梁7的中心处设置回转座5，在回转座5上设置起吊滑轮组4，吊具上部结构中的小车钢丝绳3绕过起吊滑轮组4对回转座5进行提吊，利用回转座5使吊具下部结构能够在水平面中回转，成为可旋转吊具；在横梁7上设置液压站6，由液压站6为液压吊钩提供动力。
具体实施中，为了实现自动控制，可以设置数控系统，也包括与各吊钩8一一对应地设置有重量传感器，用于实时显示各吊钩的吊重，以及实时对吊钩状态进行控制，还包括在回转座5安装角度编码器，用于测控回转座5的旋转角度。
如图2和图4所示，为了保证呈水平的横梁7平衡稳定，在各吊装点所在位置上前后并列设置一对吊点和相应设置的一对吊绳，前后并列的一对吊绳可以设置为一联动组。
本实施例中装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具按如下方法进行控制：
基于顶板结构采用结构检算的方法确定顶板平衡吊装时各吊钩8的设定吊重。
在顶板提吊时，控制各吊钩8保持在各自的设定吊重下，对顶板进行平衡吊装，这一状态下左右两顶板构件之间连接螺栓的拉伸与剪切形变最小。
结构检算是一种基于理论力学、土力学、结构力学、材料力学的基本理论，计算工程建设过程中各构件的受力状态，借助midas有限元分析软件，建模分析实际工程现场的情况，实现建设工程效率的最大化，确保建设工程中个结构满足安全要求，保证结构功能的正常实现。本发明中采用结构检算计算得到顶板构件吊装过程中八根钢丝绳在各个吊装阶段的受力状态，为吊装过程中横梁上的电机调节提供参考数据，以保证顶板平衡吊装，顶板左右两构件之间连接螺栓的拉伸与剪切形变最小。
在顶板与侧墙就位安装时，首先控制各吊钩8的受力用于微调顶板的开口尺寸，使顶板净宽与侧墙的净宽相一致，以使顶板两端契合于侧墙顶端的锚固点；增加两个远端吊装点P3和P4的受力，减小两个近端吊装点P1和P2的受力，能够使顶板净宽加大；或是：减小两个远端吊装点P3和P4的受力，增加两个近端吊装点P1和P2的受力，能够使顶板净宽减小。当顶板净宽与侧墙的净宽调整为相一致时，即可通过吊具将整个顶板下降，使其两端的顶板锚固脚在侧墙上就位，随及实施顶板锚固脚与侧墙的连接锚固，在顶板与侧墙的锚固过程中，保持吊具中顶板吊装钢丝绳9和小车钢丝绳3均为持力状态，图1示出的顶板锚固脚分别为顶板左侧构件锚固脚12a和顶板右侧构件锚固脚12b。
在完成本环板顶的安装之后，吊具可通过移动投入下一环顶板的吊装，如此循环，其节奏紧凑，效率高，能有效保证装配式地铁车站整环拼装质量。

Claims (3)

1.一种装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，其特征是：
所述顶板是由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，所述左右两块顶板构件分别是顶板左侧构件(11a)和顶板右侧构件(11b)；所述顶板左侧构件(11a)和顶板右侧构件(11b)在对拼处(13)由钢筋张拉锚固；在沿顶板的跨度方向分布至少四个吊装点，包括分别位于左右两块顶板构件的近端的近端吊装点，以及分别位于左右两块顶板构件的远端的远端吊装点；
吊具分层设置为吊具上部结构和吊具下部结构：
所述吊具上部结构是在起重机主梁轨道(10)上运行吊重小车(1)，在所述吊重小车(1)上设置有可控转动的小车绞盘(2)，小车钢丝绳(3)卷绕在所述小车绞盘(2)上，并随小车绞盘(2)的转动收放；
所述吊具下部结构是在呈水平的横梁(7)上按照与所述顶板各吊装点一一对应的位置分别设置各吊钩(8)，所述各吊钩(8)通过顶板吊装钢丝绳(9)一一对应连接在顶板的各吊装点上；所述吊钩(8)采用可相互独立控制的液压吊钩，用于实时调整顶板的受力状态；
在所述横梁(7)的中心处设置回转座(5)，在回转座(5)上设置起吊滑轮组(4)，所述吊具上部结构中的小车钢丝绳(3)绕过起吊滑轮组(4)对回转座(5)进行提吊，利用回转座(5)使吊具下部结构能够在水平面中回转；
针对所述装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具设置如下控制方法：
基于顶板结构确定顶板平衡吊装时各吊钩(8)的设定吊重；
在顶板提吊时，控制各吊钩(8)保持在各自的设定吊重下，对顶板进行平衡吊装；
在顶板与侧墙就位安装时，控制各吊钩(8)的受力用于微调顶板的开口尺寸，使顶板净宽与侧墙的净宽相一致；
所述控制各吊钩(8)的受力用于微调顶板的开口尺寸是指：
增加两个远端吊装点的受力，和/或减小两个近端吊装点的受力，以使顶板净宽加大；
减小两个远端吊装点的受力，和/或增加两个近端吊装点的受力，以使顶板净宽减小。
2.根据权利要求1所述的装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，其特征是：在所述横梁(7)上设置液压站(6)，为所述液压吊钩提供动力。
3.根据权利要求1所述的装配式地铁车站顶板安装受力状态可调吊具，其特征是：与各吊钩(8)一一对应地设置重量传感器，用于实时显示各吊钩的吊重。
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