CN115059312A - 适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构安装技术领域，具体公开了一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装及施工方法；其中，工装包括用于支撑固定钢结构的限位转接组件、与限位转接组件连接的球形滑动装置、设置有弧形槽的锁位装置、两端分别与锁位装置和球形滑动铰接的斜撑、安装在锁位装置底部的顶升机构、以及位于顶升机构外侧且与锁位装置底部抵接的垫片调节单元，以及公开了其施工方法。本发明能够有效的实现钢结构及其构件的精准就位和卸载，结构简答、实用性强。

Description

适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装及施工方法

技术领域

本发明涉及钢结构施工技术领域，更具体地讲，涉及一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装及施工方法。

背景技术

大型钢结构施工过程中常采用分段吊装或整体提升施工方法安装，吊装提升到安装位置后，大型钢结构及构件面临在支撑架上精准就位的安装及安全卸载问题。

目前钢结构或构件的精准就位常采用在支撑架上焊接限位板的方法施工，即当钢结构或构件吊装提升到位后，通过人力推、拉、扭等控制钢结构或构件下落方向，并利用焊接在支撑架的限位板卡件限制钢结构的下落轨迹过程，实现构件从吊装状态到拼装状态的就位，此施工方法尽管在落架前空中多次调整，实际施工时往往也难以实现钢结构或构件按精准位置落架，同时该方法需要的人力较多，且往往在操作空间受限的高空支撑架上施工作业，施工安全风险较大。同时构件拼装完成结构后，涉及大跨复杂钢结构从支撑架上的安全卸载，目前钢结构卸载的方法常采用割板法，割板法卸载时，需要按计算的位移量切割支撑钢板导致施工效率较慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装及施工方法，能够有效的实现钢结构及其构件的精准就位和卸载，结构简答、实用性强。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，包括用于支撑固定钢结构的限位转接组件、与限位转接组件连接的球形滑动装置、设置有弧形槽的锁位装置、两端分别与锁位装置和球形滑动铰接的斜撑、安装在锁位装置底部的顶升机构、以及位于顶升机构外侧且与锁位装置底部抵接的垫片调节单元。

使用时，首先将钢结构与限位转接组件连接，球形滑动装置与限位转接组件的底部连接；通过吊装使得上述连接结构位置指定位置安装的锁位装置处，控制球头滑动装置运动到弧形槽内，并在弧形槽内移动到弧形槽的底部位置，当其稳定后，通过斜撑将球头滑动装置与锁位装置分别进行铰接，实现临时固定；

在钢结构合拢完成后，将进行分阶段每步卸载时，通过顶升机构对于锁位装置的底部进行顶升，使得锁位装置向远离垫片调节单元的一侧运动，实现两者的分离；按照各点的卸载量，置换对应的垫片调节单元，控制顶升机构回落，确认安全后，进行下一步卸载，直至卸载完成。

在一些可能的方式中，为了有效的实现钢结构的安装；

所述限位转接组件包括用于钢结构安装在安装组件、与安装组件连接的连接腹板。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现球形滑动装置与弧形槽的滑动配合，降低滑动摩擦力；

所述球形滑动装置包括与限位转接组件连接的转接板、安装在转接板上且与斜撑铰接的耳板、与耳板远离转接板一端连接的滑球。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现斜撑与锁位装置的连接；

所述锁位装置包括设置弧形槽的锁位本体、设置在锁位本体外侧的连接挂耳，所述斜撑远离球形滑动装置的一端与连接挂耳铰接。

为了有效的实现对于滑球头在弧形槽内位置的限定，避免其在组装后出现滑动；

所述弧形槽为球冠槽，在所述弧形槽的底部设置有限位凹槽。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现球形滑动装置与锁位装置的临时固定；

所述斜撑为多组，在所述连接挂耳上设置有与斜撑铰接的耳座；所述斜撑包括与耳板铰接的上丝杆、与耳座连接的下丝杆、以及分别与上丝杆和下丝杆连接的套筒；上丝杆与下丝杆外侧设置有螺纹，两组螺纹旋向相反。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现卸载；

所述垫片调节单元包括支撑平台、安装在支撑平台上且设置有安装槽的安装件、多组层叠设置且厚度不同的垫片、以及安装在垫片上方且与连接挂耳连接的支撑转接件；所述垫片安装在安装槽内。

在一些可能的实施方式中，为了使得对于钢结构的支撑更加稳定；

所述支撑转接件、连接挂耳、安装件均为多组且一一对应设置；多组安装件的内侧形成用于安装顶升机构的安装腔。

另一方面：

一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤S1:将钢结构与限位转接组件连接；

步骤S2:起吊，并使得球形滑动装置位于弧形槽内，通过斜撑临时固定球形滑动装置与锁位装置，钢结构合拢；

步骤S3:卸载；

步骤S31:顶升机构向上顶升锁位装置带动钢构件向上移动，根据卸载量将垫片取出；

步骤S32:控制顶升机构向下带动钢构件回落，继续进行卸载，直至卸载完成。

在一些可能的实施方式中，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21:起吊，控制滑球在弧形槽内滑动，并滑动至限位槽内；

步骤S22:拧动套筒，调整下丝杆与下丝杆的位置关系实现临时固定球形滑动装置与锁位装置；

步骤S23:钢结构合拢。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过球形滑动装置与锁位装置的相互配合，依靠结构构件重力，可实现大型钢结构自动精准就位，极大减少了人工量，降低了高空作业的安全风险；

本发明针对不同的钢结构构件，仅需对限位转接装置进行加工或调整，具有可多次周转的目的；

本发明结构简单、实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中球形滑动装置的结构示意图；

图3为本发明中锁位装置的结构示意图；

图4为本发明中限位槽B、锁位本体、连接挂耳的结构示意图；

图5为本发明中斜撑的结构示意图；

图6为本发明中支撑平台、安装组件的结构示意图；

图7为本发明中支撑转接件的结构示意图；

图8为本发明中垫片的结构示意图；

图9为本发明中钢结构为倾斜设置时，安装组件、连接腹板与钢结构的连接关系示意图；

其中：100、钢构件；1、限位转接组件；2、球形滑动装置；21、转接板；22、耳板；23、滑球；3、锁位装置；31、弧形槽；311、限位凹槽；312、限位槽B；32、连接挂耳；321、耳座；4、斜撑；41、上丝杆；411、销轴；42、套筒；421、手柄；43、下丝杆；5、顶升机构；6、垫片调节单元；61、支撑平台；611、限位槽A；62、安装件；621、安装槽；63、支撑转接件。

具体实施方式

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明进行详细说明。

如图1-图9所示；

一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，包括用于支撑固定钢结构100的限位转接组件1、与限位转接组件1连接的球形滑动装置2、设置有弧形槽31的锁位装置3、两端分别与锁位装置3和球形滑动铰接的斜撑4、安装在锁位装置3底部的顶升机构5、以及位于顶升机构5外侧且与锁位装置3底部抵接的垫片调节单元6。

使用时，首先将钢结构100与限位转接组件1连接，球形滑动装置2与限位转接组件1的底部连接；通过吊装使得上述连接结构位置指定位置安装的锁位装置3处，控制球头滑动装置运动到弧形槽31内，并在弧形槽31内移动到弧形槽31的底部位置，当其稳定后，通过斜撑4将球头滑动装置与锁位装置3分别进行铰接，实现临时固定；

在钢结构100合拢完成后，将进行分阶段每步卸载时，通过顶升机构5对于锁位装置3的底部进行顶升，使得锁位装置3向远离垫片调节单元6的一侧运动，实现两者的分离；按照各点的卸载量，置换对应的垫片调节单元6，控制顶升机构5回落，确认安全后，进行下一步卸载，直至卸载完成。

在一些可能的方式中，为了有效的实现钢结构100的安装；

所述限位转接组件1包括用于钢结构100安装在安装组件、与安装组件连接的连接腹板。

连接腹板的底部与球形滑动装置2的顶部连接。

当钢结构100为圆柱状时，安装组件包括两个形成圆柱腔的弧形安装板，为了避免钢结构100安装在圆柱腔内后发生滑动，在弧形安装板上设置有限位孔；安装在将钢结构100上设置限位凸起，通过限位凸起与限位孔的配合避免钢结构100沿圆柱腔的轴向移动；

当钢结构100为其他具有平面底板结构的构件时，安装组件将为一个平板结构，将其与构件的平面底部结构连接即可；

当钢结构100需要倾斜安装时，连接腹板靠近安装组件的一端也倾斜设置，两者倾斜角度保证一致即可。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现球形滑动装置2与弧形槽31的滑动配合，降低滑动摩擦力；

所述球形滑动装置2包括与限位转接组件1连接的转接板21、安装在转接板21上且与斜撑4铰接的耳板22、与耳板22远离转接板21一端连接的滑球23。

通过滑球23在弧形槽31内滑动，并在滑动过程对钢结构100和限位转接组件1进行有效的支撑，滑球23与弧形槽31的配合将减小球形滑动装置2与锁位装置3在滑动过程的摩擦力；

进一步的，在弧形槽31内涂覆有润滑油，进一步降低降低滑动摩擦力。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现斜撑4与锁位装置3的连接；

所述锁位装置3包括设置弧形槽31的锁位本体、设置在锁位本体外侧的连接挂耳32，所述斜撑4远离球形滑动装置2的一端与连接挂耳32铰接。

为了有效的实现对于滑球23头在弧形槽31内位置的限定，避免其在组装后出现滑动；

所述弧形槽31为球冠槽，在所述弧形槽31的底部设置有与其连通的限位凹槽311。

当滑球23滑动到弧形槽31的底部时，其部分或全部将位于限位凹槽311内，这样使得当滑球23滑入限位槽后滑球23不再具备滑动能力，起到对于滑球23锁位的作用；

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现球形滑动装置2与锁位装置3的临时固定；

所述斜撑4为多组，在所述连接挂耳32上设置有与斜撑4铰接的耳座321；所述斜撑4包括与耳板22铰接的上丝杆41、与耳座321连接的下丝杆43、以及分别与上丝杆41和下丝杆43连接的套筒42；上丝杆41与下丝杆43外侧设置有螺纹，两组螺纹旋向相反。

优选的，如图1所示，斜撑4为四组，起到对于球形滑动装置2与锁位装置3的临时固定；此时连接挂耳32上所设置的耳座321也为四组；耳座321将沿弧形槽31开口端的周向均匀设置；

通过套筒42将上丝杆41、下丝杆43连接在一起，套筒42连接时应确保上丝杆41和下丝杆43旋进长度基本一致，同时两根丝杆与套筒42的咬合长度满足最低承载力要求，通过设置在丝杆外侧的销轴连接耳板22实现斜撑4与球形滑动装置2、锁位装置3进行连接，通过将转动设置在套筒42外侧收手柄421并旋转，可锁紧或放松与球形滑动装置2、锁位装置3的连接；斜撑4起到在钢结构100准确就位后，在卸载完成前固定锁住钢结构100，起到临时固定的作用。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现卸载；

所述垫片调节单元6包括支撑平台61、安装在支撑平台61上且设置有安装槽621的安装件62、多组层叠设置且厚度不同的垫片、以及安装在垫片上方且与连接挂耳32连接的支撑转接件63；所述垫片安装在安装槽621内。

在安装槽621内安装厚度不同的垫片，使得在卸载时，能够根据卸载量的需求，将部分或全部垫片从安装槽621内取出，从而满足卸载的需求；

如垫片设置有20mm、10mm、5mm、3mm、2mm、1mm，当卸载量为5mm时，可以选择直接取出5mm的垫片，也可选择取出各一块的2mm和3mm的垫片，还可选择3块1mm垫片与一块2mm垫片等形式来实现5mm卸载量的卸载；

进一步的，垫板包括板本体和与板本体一体成型的小耳板22，小耳板22的设置使得更换更加便捷；

在一些可能的实施方式中，为了使得对于钢结构100的支撑更加稳定；

所述支撑转接件63、连接挂耳32、安装件62均为多组且一一对应设置；多组安装件62的内侧形成用于安装顶升机构5的安装腔。

在一些可能的实施方式中，所述安装槽621呈U型结构，其开口设置在安装件62的侧面。

安装槽621开口的设置其主要是使得能够保证垫片在卸载过程中的取出，如图6所示，开口设置在侧面，避免从支撑转接件63与支撑台的底部之间将垫片取出；

优选的，安装槽621的深度将大于垫片整体的高度，支撑转接件63将部分位于安装槽621内，这样设置将避免支撑转接件63在水平方向的移动，对其进行限位；

在一些可能的实施方式中，在所述支撑平台61上设置用于安装所述顶升机构5的限位槽A611，在所述锁位本体的设置有与限位槽A611同轴的限位槽B312。

设置限位槽A611与限位槽B312其主要目的在于对于顶升机构5进行定位，顶升机构5的输出端将伸入在限位槽B312内，下部位于限位槽A611内，防止千斤顶侧翻，同时确保顶升机构5与顶升位置处于同一轴线上。

进一步的，本发明中的顶升机构5，可以为千斤顶、液压缸、气缸等现有产品；这里不再详述其内部结构。

另一方面：

一种适用于大型钢结构100定位安装及卸载的工装的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤S1:将钢结构100与限位转接组件1连接；

步骤S2:起吊，并使得球形滑动装置2位于弧形槽31内，通过斜撑4临时固定球形滑动装置2与锁位装置3，钢结构100合拢；具体包括以下步骤：

步骤S21:起吊，控制滑球23在弧形槽31内滑动，并滑动至限位槽内；

步骤S22:拧动套筒42，调整下丝杆43与下丝杆43的位置关系实现临时固定球形滑动装置2与锁位装置3；

步骤S23:钢结构100合拢。

步骤S3:卸载；

步骤S31:顶升机构5向上顶升锁位装置3带动钢构件向上移动，根据卸载量将垫片取出；

步骤S32:控制顶升机构5向下带动钢构件回落，继续进行卸载，直至卸载完成。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，包括用于支撑固定钢结构的限位转接组件、与限位转接组件连接的球形滑动装置、设置有弧形槽的锁位装置、两端分别与锁位装置和球形滑动铰接的斜撑、安装在锁位装置底部的顶升机构、以及位于顶升机构外侧且与锁位装置底部抵接的垫片调节单元。

2.根据权利要求1所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述限位转接组件包括用于钢结构安装在安装组件、与安装组件连接的连接腹板。

3.根据权利要求2所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述球形滑动装置包括与限位转接组件连接的转接板、安装在转接板上且与斜撑铰接的耳板、与耳板远离转接板一端连接的滑球。

4.根据权利要求1所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述锁位装置包括设置弧形槽的锁位本体、设置在锁位本体外侧的连接挂耳，所述斜撑远离球形滑动装置的一端与连接挂耳铰接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述弧形槽为球冠槽，在所述弧形槽的底部设置有限位凹槽。

6.根据权利要求4所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述斜撑为多组，在所述连接挂耳上设置有与斜撑铰接的耳座；所述斜撑包括与耳板铰接的上丝杆、与耳座连接的下丝杆、以及分别与上丝杆和下丝杆连接的套筒；上丝杆与下丝杆外侧设置有螺纹，两组螺纹旋向相反。

7.根据权利要求4所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述垫片调节单元包括支撑平台、安装在支撑平台上且设置有安装槽的安装件、多组层叠设置且厚度不同的垫片、以及安装在垫片上方且与连接挂耳连接的支撑转接件；所述垫片安装在安装槽内。

8.根据权利要求7所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装，其特征在于，所述支撑转接件、连接挂耳、安装件均为多组且一一对应设置；多组安装件的内侧形成用于安装顶升机构的安装腔。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1:将钢结构与限位转接组件连接；

步骤S2:起吊，并使得球形滑动装置位于弧形槽内，通过斜撑临时固定球形滑动装置与锁位装置，钢结构合拢；

步骤S3:卸载；

步骤S31:顶升机构向上顶升锁位装置带动钢构件向上移动，根据卸载量将垫片取出；

步骤S32:控制顶升机构向下带动钢构件回落，继续进行卸载，直至卸载完成。

10.根据权利要求9所述的一种适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装的施工方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21:起吊，控制滑球在弧形槽内滑动，并滑动至限位槽内；

步骤S22:拧动套筒，调整下丝杆与下丝杆的位置关系实现临时固定球形滑动装置与锁位装置；

步骤S23:钢结构合拢。

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