CN113582047A - 一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备及其吊装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高铁桥梁建设技术领域，具体为一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，包括安装在外部运输车辆上的固定底座，且固定底座上固定安装有对接座，对接座上通过轴承安装有转动座，且转动座通过驱动装置的驱动在对接座上转动。其吊装方法包括调整主推杆、展开辅助支撑装置、吊装预制墩柱以及调整并安装预制墩柱等步骤。有益效果为：本发明设计的吊装装置能够利用辅助支撑装置有效的提高吊装设备的支撑稳定性，从而有效的延长了吊装装置的可吊装距离，提高了作业范围，该吊装装置能够利用主卷扬机、辅助卷扬机、调整推杆和角度调整装置的配合来实现对预制墩柱底部位置的精准控制，从而提高了安装精度缩短了施工时间。

Description

一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备及其吊装方法
技术领域
本发明涉及高铁桥梁建设技术领域，具体为一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备及其吊装方法。
背景技术
我国大跨度高铁桥梁在建设时普遍使用预制件进行拼装组成，预制件在使用时，需要从制作地点运输至施工地点，然后通过吊装设备吊装至相应的位置处进行安装，其中采用现有的吊装设备对预制墩柱进行吊装时，由于只采用一个卷扬机吊装预制墩柱的顶部，因此预制墩柱的底部不仅容易产生晃动，而且难以以指定的角度停留在安装位置上方，从而需要人工反复的调整底部位置并且需要多次安装尝试才能够成功的将预制墩柱安装在相应的位置上，造成了施工难度高施工时间长等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备及其吊装方法，以解决上述背景技术中提出的现有吊装设备在吊装预制墩柱时难以避免预制墩柱底部晃动以及使其以精准角度进入安装位置从而导致施工难度大施工时间长等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，包括安装在外部运输车辆上的固定底座，且固定底座上固定安装有对接座，所述对接座上通过轴承安装有转动座，且转动座通过驱动装置的驱动在对接座上转动；
所述转动座上铰接安装有转动杆，且转动杆上固定安装有主推杆，所述转动杆上铰接安装有第一辅助推杆，且第一辅助推杆的输出端与转动座铰接安装，所述主推杆通过辅助支撑装置与地面固定，且主推杆的输出端通过角度调整装置与安装架转动安装；
所述安装架的中间固定安装有支撑臂，且支撑臂的末端固定安装有主卷扬机，所述安装架的左右两端固定安装有一对调整推杆，且调整推杆的输出端固定安装有辅助卷扬机，所述主卷扬机的输出端吊装有用于固定在预制墩柱上端的顶部固定座，且辅助卷扬机的输出端吊装有用于固定在预制墩柱底部左右两端的侧面固定座。
优选的，所述驱动装置包括安装座，且安装座上固定安装有主电机和蜗轮蜗杆减速器，所述主电机的输出端与蜗轮蜗杆减速器的输出端连接，且蜗轮蜗杆减速器的输出端驱动有第一驱动轮，所述对接座上开设有与第一驱动轮啮合连接的齿圈，所述转动座上一体成型有卡紧座，且安装座上一体成型有与卡紧座卡紧安装的卡紧定位杆。
优选的，所述角度调整装置包括与安装架固定安装的连接座，且连接座上通过螺栓固定安装有辅助电机，且辅助电机的输出端驱动有第二驱动轮，所述安装架与主推杆的末端通过轴承安装，且主推杆的末端固定安装有与第二驱动轮啮合安装的从动轮。
优选的，所述侧面固定座为U形或者C形板，且侧面固定座的末端开设有至少一对腰形孔，两个所述侧面固定座上的腰形孔之间穿入钢缆从而通过钢缆对该对侧面固定座进行固定，且侧面固定座的中间通过插杆与预制梁侧面插接固定。
优选的，所述支撑臂为便于吊装的L形杆，且调整推杆在安装架上安装时与支撑臂之间呈零度至七十五度的夹角，从而使支撑臂和两个调整推杆之间形成W形。
优选的，所述辅助支撑装置包括与主推杆铰接安装的下铰接座和上铰接座，且上铰接座上铰接安装有一对辅助支撑推杆，所述下铰接座上铰接安装有第二辅助推杆，且第二辅助推杆的输出端与上铰接座铰接安装，位于左侧的所述辅助支撑推杆上铰接安装有第三辅助推杆，且第三辅助推杆的推动端铰接安装在位于右侧的辅助支撑推杆上，所述辅助支撑推杆的末端驱动有球头铰接座，且球头铰接座上铰接安装有球头铰接杆，所述球头铰接杆的末端固定安装有放置在地面上的辅助支撑座。
优选的，所述辅助支撑座上通过插接安装的定位杆与地面固定，且定位杆的顶部一体成型有便于锤压定位杆的圆形或者方形凸起。
一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备的吊装方法，包括以下步骤：
S1，调整主推杆：首先通过外部运输设备将该装置运输至指定的位置处，随后通过驱动装置将主推杆调整至指定的角度，然后利用第一辅助推杆将主推杆调整至与水平面指定的倾角处；
S2，展开辅助支撑装置：随后利用第二辅助推杆将辅助支撑推杆向上撑开至指定的角度，并利用第三辅助推杆将两个辅助支撑推杆向左右打开至指定的距离，随后通过辅助支撑推杆将辅助支撑座推动至地面，然后通过定位杆将辅助支撑座与地面固定；
S3，吊装预制墩柱：首先将顶部固定座安装在预制墩柱的顶部，然后将两个侧面固定座分别安装在预制墩柱的左右两侧，随后利用主卷扬机和辅助卷扬机将预制墩柱吊起，随后通过主推杆将预制墩柱推动至需要安装的位置上；
S4，调整并安装预制墩柱：通过主卷扬机、辅助卷扬机、调整推杆和角度调整装置来调整预制墩柱底部的位置，然后精准的将预制墩柱安装在所需安装的位置上即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明设计的吊装装置能够利用辅助支撑装置有效的提高吊装设备的支撑稳定性，从而有效的延长了吊装装置的可吊装距离，提高了作业范围；
2.本发明设计的吊装装置能够利用主卷扬机、辅助卷扬机、调整推杆和角度调整装置的配合来实现对预制墩柱底部位置的精准控制，从而提高了安装精度缩短了施工时间。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明连接座和主推杆的安装示意图；
图3为本发明驱动装置的结构示意图；
图4为本发明安装架的结构示意图；
图5为本发明辅助支撑装置的结构示意图。
图中：1、转动座；2、驱动装置；201、主电机；202、安装座；203、蜗轮蜗杆减速器；204、卡紧定位杆；205、第一驱动轮；3、辅助支撑装置；301、下铰接座；302、第二辅助推杆；303、上铰接座；304、辅助支撑推杆；305、第三辅助推杆；4、角度调整装置；401、辅助电机；402、连接座；403、第二驱动轮；404、从动轮；5、球头铰接杆；6、定位杆；7、辅助支撑座；8、安装架；9、调整推杆；10、侧面固定座；11、辅助卷扬机；12、顶部固定座；13、主卷扬机；14、支撑臂；15、固定底座；16、齿圈；17、对接座；18、卡紧座；19、第一辅助推杆；20、转动杆；21、主推杆；22、球头铰接座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，包括安装在外部运输车辆上的固定底座15，且固定底座15上固定安装有对接座17，对接座17上通过轴承安装有转动座1，且转动座1通过驱动装置2的驱动在对接座17上转动；
请参阅图1和图2，转动座1上铰接安装有转动杆20，且转动杆20上固定安装有主推杆21，转动杆20上铰接安装有第一辅助推杆19，且第一辅助推杆19的输出端与转动座1铰接安装，主推杆21通过辅助支撑装置3与地面固定，且主推杆21的输出端通过角度调整装置4与安装架8转动安装；
请参阅图1和图4，安装架8的中间固定安装有支撑臂14，且支撑臂14的末端固定安装有主卷扬机13，安装架8的左右两端固定安装有一对调整推杆9，且调整推杆9的输出端固定安装有辅助卷扬机11，主卷扬机13的输出端吊装有用于固定在预制墩柱上端的顶部固定座12，且辅助卷扬机11的输出端吊装有用于固定在预制墩柱底部左右两端的侧面固定座10，主卷扬机13用于对预制墩柱的上端进行吊起，辅助卷扬机11用于对预制墩柱底部位置进行调整；
请参阅图1和图3，驱动装置2包括安装座202，且安装座202上固定安装有主电机201和蜗轮蜗杆减速器203，主电机201为三相步进电机，主电机201的输出端与蜗轮蜗杆减速器203的输出端连接，且蜗轮蜗杆减速器203的输出端驱动有第一驱动轮205，对接座17上开设有与第一驱动轮205啮合连接的齿圈16，转动座1上一体成型有卡紧座18，且安装座202上一体成型有与卡紧座18卡紧安装的卡紧定位杆204，通过驱动装置2能够精准的调整转动座1的转动角度；
请参阅图1，角度调整装置4包括与安装架8固定安装的连接座402，且连接座402上通过螺栓固定安装有辅助电机401，且辅助电机401的输出端驱动有第二驱动轮403，安装架8与主推杆21的末端通过轴承安装，且主推杆21的末端固定安装有与第二驱动轮403啮合安装的从动轮404，辅助电机401为三相步进电机，通过角度调整装置4能够有效的使安装架8进行转动，从而改变左右两个辅助卷扬机11的位置；
请参阅图1和图5，辅助支撑装置3包括与主推杆21铰接安装的下铰接座301和上铰接座303，且上铰接座303上铰接安装有一对辅助支撑推杆304，下铰接座301上铰接安装有第二辅助推杆302，且第二辅助推杆302的输出端与上铰接座303铰接安装，位于左侧的辅助支撑推杆304上铰接安装有第三辅助推杆305，且第三辅助推杆305的推动端铰接安装在位于右侧的辅助支撑推杆304上，辅助支撑推杆304的末端驱动有球头铰接座22，且球头铰接座22上铰接安装有球头铰接杆5，球头铰接杆5的末端固定安装有放置在地面上的辅助支撑座7，辅助支撑座7上通过插接安装的定位杆6与地面固定，且定位杆6的顶部一体成型有便于锤压定位杆6的圆形或者方形凸起，辅助支撑装置3用于对主推杆21的中部进行支撑，从而提高其能够向外部伸展的距离；
请参阅图1，侧面固定座10为U形或者C形板，且侧面固定座10的末端开设有至少一对腰形孔，两个侧面固定座10上的腰形孔之间穿入钢缆从而通过钢缆对该对侧面固定座10进行固定，且侧面固定座10的中间通过插杆与预制梁侧面插接固定，支撑臂14为便于吊装的L形杆，且调整推杆9在安装架8上安装时与支撑臂14之间呈零度至七十五度的夹角，从而使支撑臂14和两个调整推杆9之间形成W形，采用这种形状能够有效的使调整推杆9的末端与支撑臂14的末端拉开一定的距离，方便后续吊装调整作业；
主电机201、第二辅助推杆302、辅助支撑推杆304、第三辅助推杆305、辅助电机401、调整推杆9、辅助卷扬机11、主卷扬机13、第一辅助推杆19和主推杆21均电性连接至同一个PLC装置进行统一控制，并且第二辅助推杆302、辅助支撑推杆304、第三辅助推杆305、调整推杆9、第一辅助推杆19和主推杆21均为液压推杆。
一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备的吊装方法，包括以下步骤：
S1，调整主推杆：首先通过外部运输设备将该装置运输至指定的位置处，随后通过驱动装置2将主推杆21调整至指定的角度，然后利用第一辅助推杆19将主推杆21调整至与水平面指定的倾角处；
S2，展开辅助支撑装置：随后利用第二辅助推杆302将辅助支撑推杆304向上撑开至指定的角度，并利用第三辅助推杆305将两个辅助支撑推杆304向左右打开至指定的距离，随后通过辅助支撑推杆304将辅助支撑座7推动至地面，然后通过定位杆6将辅助支撑座7与地面固定；
S3，吊装预制墩柱：首先将顶部固定座12安装在预制墩柱的顶部，然后将两个侧面固定座10分别安装在预制墩柱的左右两侧，随后利用主卷扬机13和辅助卷扬机11将预制墩柱吊起，随后通过主推杆21将预制墩柱推动至需要安装的位置上；
S4，调整并安装预制墩柱：通过主卷扬机13、辅助卷扬机11、调整推杆9和角度调整装置4来调整预制墩柱底部的位置，然后精准的将预制墩柱安装在所需安装的位置上即可。
工作原理：该装置需要安装在外部运输车辆上，使用时，首先通过外部车辆将该装置运输至相应的位置处，然后根据预制墩柱放置的位置来判断下一步的操作。当预制墩柱距离该装置较近且该装置、预制墩柱和预制墩柱需要安装的位置三者不再一条直线上时，首先利用该装置的侧面固定座10和顶部固定座12对预制墩柱进行固定然后通过第一辅助推杆19调整主推杆21的倾斜角度从而将预制墩柱吊起来，随后通过驱动装置2的驱动将预制墩柱位置调整至该装置与预制墩柱需要安装位置的中间处，随后进行辅助支撑装置3的安装，安装时首先通过第二辅助推杆302将辅助支撑推杆304调整至与水平面指定的角度处，随后通过第二辅助推杆302将两个辅助支撑推杆304展开，然后通过辅助支撑推杆304驱动辅助支撑座7至地面，随后通过人工将定位杆6插入地面对支撑座7进行固定，从而利用辅助支撑装置3对主推杆21进行辅助支撑，然后通过主推杆21向前方伸出从而使预制墩柱运动至需要安装的位置处，随后通过调整推杆9和辅助卷扬机11对预制墩柱的底部位置进行调整，从而完成对预制墩柱位置的正确调整。当该装置、预制墩柱和预制墩柱需要安装的位置处于同一直线时，首先通过驱动装置2调整主推杆21的朝向，随后通过第一辅助推杆19调整主推杆21的倾斜角度，然后安装辅助支撑装置3，随后通过侧面固定座10和顶部固定座12将预制墩柱固定并通过主卷扬机13和辅助卷扬机11将预制墩柱吊起，随后通过主推杆21的伸长来调整预制墩柱的位置使其能够与需要安装的位置对齐。当预制墩柱被吊装至需要安装的位置处时，通过主卷扬机13能够调整预制墩柱的高度，然后通过两侧辅助卷扬机11对两侧侧面固定座10的不同距离拉动能够调整预制墩柱底部向左右两侧的倾斜角度，然后通过两侧调整推杆9的共同距离伸出或者收缩能够调整预制墩柱底部向前或者向后的倾斜角度，通过两侧辅助卷扬机11的不同步伸缩能够调整预制墩柱底部的水平旋转角度，而通过角度调整装置4的调整能够有效的预制墩柱底部进行更大范围的水平旋转角度调整，从而利用上述调整方法能够有效的使预制墩柱的底部以正确的角度进入安装位置，从而对预制墩柱进行精准的安装，有效的取代了传统由于操作精准度低需要人工辅助调整以及多次尝试导致施工时间长的缺陷，因此具有很高的实用价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：包括安装在外部运输车辆上的固定底座(15)，且固定底座(15)上固定安装有对接座(17)，所述对接座(17)上通过轴承安装有转动座(1)，且转动座(1)通过驱动装置(2)的驱动在对接座(17)上转动；
所述转动座(1)上铰接安装有转动杆(20)，且转动杆(20)上固定安装有主推杆(21)，所述转动杆(20)上铰接安装有第一辅助推杆(19)，且第一辅助推杆(19)的输出端与转动座(1)铰接安装，所述主推杆(21)通过辅助支撑装置(3)与地面固定，且主推杆(21)的输出端通过角度调整装置(4)与安装架(8)转动安装；
所述安装架(8)的中间固定安装有支撑臂(14)，且支撑臂(14)的末端固定安装有主卷扬机(13)，所述安装架(8)的左右两端固定安装有一对调整推杆(9)，且调整推杆(9)的输出端固定安装有辅助卷扬机(11)，所述主卷扬机(13)的输出端吊装有用于固定在预制墩柱上端的顶部固定座(12)，且辅助卷扬机(11)的输出端吊装有用于固定在预制墩柱底部左右两端的侧面固定座(10)。
2.根据权利要求1所述的一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：所述驱动装置(2)包括安装座(202)，且安装座(202)上固定安装有主电机(201)和蜗轮蜗杆减速器(203)，所述主电机(201)的输出端与蜗轮蜗杆减速器(203)的输出端连接，且蜗轮蜗杆减速器(203)的输出端驱动有第一驱动轮(205)，所述对接座(17)上开设有与第一驱动轮(205)啮合连接的齿圈(16)，所述转动座(1)上一体成型有卡紧座(18)，且安装座(202)上一体成型有与卡紧座(18)卡紧安装的卡紧定位杆(204)。
3.根据权利要求1所述的一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：所述角度调整装置(4)包括与安装架(8)固定安装的连接座(402)，且连接座(402)上通过螺栓固定安装有辅助电机(401)，且辅助电机(401)的输出端驱动有第二驱动轮(403)，所述安装架(8)与主推杆(21)的末端通过轴承安装，且主推杆(21)的末端固定安装有与第二驱动轮(403)啮合安装的从动轮(404)。
4.根据权利要求1所述的一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：所述侧面固定座(10)为U形或者C形板，且侧面固定座(10)的末端开设有至少一对腰形孔，两个所述侧面固定座(10)上的腰形孔之间穿入钢缆从而通过钢缆对该对侧面固定座(10)进行固定，且侧面固定座(10)的中间通过插杆与预制梁侧面插接固定。
5.根据权利要求1所述的一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：所述支撑臂(14)为便于吊装的L形杆，且调整推杆(9)在安装架(8)上安装时与支撑臂(14)之间呈零度至七十五度的夹角，从而使支撑臂(14)和两个调整推杆(9)之间形成W形。
6.根据权利要求1所述的一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：所述辅助支撑装置(3)包括与主推杆(21)铰接安装的下铰接座(301)和上铰接座(303)，且上铰接座(303)上铰接安装有一对辅助支撑推杆(304)，所述下铰接座(301)上铰接安装有第二辅助推杆(302)，且第二辅助推杆(302)的输出端与上铰接座(303)铰接安装，位于左侧的所述辅助支撑推杆(304)上铰接安装有第三辅助推杆(305)，且第三辅助推杆(305)的推动端铰接安装在位于右侧的辅助支撑推杆(304)上，所述辅助支撑推杆(304)的末端驱动有球头铰接座(22)，且球头铰接座(22)上铰接安装有球头铰接杆(5)，所述球头铰接杆(5)的末端固定安装有放置在地面上的辅助支撑座(7)。
7.根据权利要求6所述的一种大跨度预制高铁桥梁吊装设备，其特征在于：所述辅助支撑座(7)上通过插接安装的定位杆(6)与地面固定，且定位杆(6)的顶部一体成型有便于锤压定位杆(6)的圆形或者方形凸起。
8.一种如权利要求1所述大跨度预制高铁桥梁吊装设备的吊装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，调整主推杆：首先通过外部运输设备将该装置运输至指定的位置处，随后通过驱动装置(2)将主推杆(21)调整至指定的角度，然后利用第一辅助推杆(19)将主推杆(21)调整至与水平面指定的倾角处；
S2，展开辅助支撑装置：随后利用第二辅助推杆(302)将辅助支撑推杆(304)向上撑开至指定的角度，并利用第三辅助推杆(305)将两个辅助支撑推杆(304)向左右打开至指定的距离，随后通过辅助支撑推杆(304)将辅助支撑座(7)推动至地面，然后通过定位杆(6)将辅助支撑座(7)与地面固定；
S3，吊装预制墩柱：首先将顶部固定座(12)安装在预制墩柱的顶部，然后将两个侧面固定座(10)分别安装在预制墩柱的左右两侧，随后利用主卷扬机(13)和辅助卷扬机(11)将预制墩柱吊起，随后通过主推杆(21)将预制墩柱推动至需要安装的位置上；
S4，调整并安装预制墩柱：通过主卷扬机(13)、辅助卷扬机(11)、调整推杆(9)和角度调整装置(4)来调整预制墩柱底部的位置，然后精准的将预制墩柱安装在所需安装的位置上即可。
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