CN115492411A - 一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置及其对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置及其对接方法，包括：底架单元，包括工字架、第一方槽条和拉结排栓，第一方槽条沿长度方向连接在工字架的中间短边底面，拉结排栓安装在工字架的两端；悬摆单元，包括依次连接的立柱、悬吊头、第一套筒、第一旋转轴头、第一连接板、第二套筒、第二旋转轴头、第二连接板、挂板和三角吊件，在第二旋转轴头的上端中部设有卡槽，在第二套筒的上端中部设有固定楔块，在固定楔块上设有滑动槽，在滑动槽内设有卡块，第一旋转轴头的轴向与第二旋转轴头的轴向垂直。本发明可解决高空悬挑钢结构杆件对接施工困难，施工繁琐、精度难以控制等问题，达到钢结构快速高精度施工的目的。

Description

一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置及其对接 方法

技术领域

本发明涉及一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置及其对接方法，属于高空悬挑钢结构施工技术领域。

背景技术

空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观、施工速度快，近年来在幕墙、屋盖施工中广泛应用。当前钢结构施工多采用分块吊装的方式进行施工，可兼顾施工效率以及施工精度，利于施工成本控制。钢结构分块吊装施工流程主要为构件地面组拼、构件起吊、构件空中对接以及焊接固定几个步骤，其中空中对接精度对成型钢结构质量具有重大影响，实际施工中也最难以控制。目前钢结构对接施工主要分为两类，一是分段对接处下方有临时柱或安装平台，可以采用千斤顶调整就位，二是钢结构分段完全悬挑，目前多采用多个手拉葫芦牵引就位，实施中都面临对接慢，调节就位困难等问题。现有钢结构对接施工专利技术中，多针对地面对接焊接施工，空中对接施工技术方案较少，且存在适用范围小，可靠度低以及结构复杂等缺点，亟需研发一种高空钢结构对接施工装置及方法以实现钢结构高精度快速对接。

发明内容

基于上述，本发明提供一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置及其对接方法，可解决高空悬挑钢结构杆件对接施工困难，施工繁琐、精度难以控制等问题，以达到钢结构快速高精度施工的目的。

本发明的技术方案是：一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，其特征在于，包括：

底架单元，包括工字架、第一方槽条和拉结排栓，所述第一方槽条沿长度方向连接在所述工字架的中间短边底面，且其槽口朝下，所述第一方槽条的两侧设有第一安装孔，所述拉结排栓安装在所述工字架的两端；

悬摆单元，包括立柱、悬吊头、第一套筒、第一旋转轴头、第一连接板、第二套筒、第二旋转轴头、第二连接板、挂板和三角吊件，所述立柱安装于所述工字架的中部上端，所述悬吊头安装于所述立柱的上部侧面，所述第一套筒安装在所述悬吊头上，所述第一旋转轴头可转动安装于所述第一套筒内，所述第一连接板连接在所述第一旋转轴头的两端，所述第二套筒连接在所述第一连接板之间，所述第二旋转轴头可转动安装于所述第二套筒内，所述第二旋转轴头的上端中部设有卡槽，对应的在所述第二套筒的上端中部设有固定楔块，所述固定楔块延伸出所述第二套筒上端预定距离，在所述固定楔块上设有滑动槽，在所述滑动槽内设有卡块，所述第二连接板连接在所述第二旋转轴头的两端，所述挂板连接在所述第二连接板之间，且所述挂板上具有挂槽，所述三角吊件的内顶部设有与所述挂槽匹配的吊槽，所述三角吊件的底部设有第二方槽条，所述第二方槽条的两侧设有第二安装孔；

其中，所述第一旋转轴头的轴向与所述工字架的两长边的长度方向相同，所述第二旋转轴头的轴向与所述工字架的中间短边的长度方向相同，所述第二方槽条与所述第一方槽条水平对齐。

可选的，所述挂板的下部设有向内倾斜的缺口，所述挂槽形成所述所述缺口的底边上。

可选的，所述拉结排栓包括拉结横梁和拉结螺杆，所述拉结横梁安装在所述工字架的两端，若干根所述拉结螺杆间隔设置于所述拉结横梁上。

可选的，所述立柱与所述工字架之间连接有第一加强板。

可选的，所述悬吊头采用工字钢，其一端焊接在所述立柱的侧面，所述第一套筒水平穿设在所述悬吊头的中部，且所述第一套筒与所述悬吊头的上下内壁之间设有第二加强板，所述悬吊头的上端与所述立柱的侧面之间设有第三加强板。

本发明还提供一种所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置的对接方法，包括：

S1，在对接钢结构杆件的对接断面的两边焊接连接耳板，所述对接钢机构杆件包括已安装钢结构杆件和待安装钢结构杆件，所述连接耳板分别焊接于截面中12点、3点、以及9点方向；

S2，将待安装钢结构杆件上方12点方向的连接耳板与三角吊件的底部第二方槽条连接，同时计算待安装钢结构杆件的吊点，保证起吊后杆件姿态断面处较低；

S3，在已安装钢结构杆件上方将第一方槽条的槽口卡合于杆件12点方向的连接耳板并固定，再通过拉结排栓与杆件3点及9点方向的连接耳板连接固定；

S4，吊起待安装钢结构杆件并移动到对接处外，移动挂板至挂板同三角吊件可以卡合范围，多个对接装置使用时间应保证所有的挂板同对应三角吊件卡合；

S5，缓慢下放待安装钢结构杆件，通过重力作用，先使得三角吊件上的吊槽同挂板上的挂槽完全卡合，随后继续缓慢下放至卡块自动下落卡死，最后在缓慢移动下放待安装钢结构杆件使得两杆件对接，此时断面两端即为精准对接；

6、通过连接板及螺栓固结断面两端的连接耳板，从而实现杆件的临时固定。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本装置同钢结构杆件连接后 ，通过杆件自身重力牵引就位，无需外力干预，方便快捷。

2、本装置通过悬吊头、第一套筒、第一旋转轴头、第一连接板、第二套筒、第二旋转轴头、第二连接板、挂板和三角吊件放大对接范围，将厘米级的精准对接扩大到米级范围，同时利用装置的几何关系将实现对接精确。

3、本装置具有广泛适用性，连接受力可靠，可单独使用，亦可组合使用。

附图说明

图1为对接装置（未含三角吊件）一视角下的示意图；

图2为对接装置（未含三角吊件）另一视角下的示意图；

图3为第二套筒、第二旋转轴头及固定楔块的示意图；

图4为三角吊件的示意图；

图5为对接装置与连接耳板的连接示意图；

图6为两杆件对接时的断面两侧的局部示意图；

图7为两杆件的对接示意图；

附图标记说明：

底架单元，

11工字架，12第一方槽条，13拉结排栓，131拉结横梁，132拉结螺杆；

悬摆单元，

21立柱，22悬吊头，23第一套筒，24第一旋转轴头，25第一连接板，26第二套筒，27第二旋转轴头，271卡槽，28固定楔块，281滑动槽，282卡块，29第二连接板，30挂板，301挂槽，31三角吊件，310吊槽，32第一加强板，33第二加强板，34第三加强板，35第二方槽条。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1至图7，本实施方式一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，包括底架单元和悬摆单元。

底架单元，包括工字架11、第一方槽条12和拉结排栓13，工字架11由两条较长矩形钢梁以及一条较短矩形钢梁焊接而成，在较短钢梁下焊接第一方槽条12，第一方槽条12的槽口向下，且在第一方槽条12的两侧沿长度方向间隔开设有第二安装孔，在较长矩形钢梁的两端对称安装有拉结排栓13，拉结排栓13包括拉结横梁131和拉结螺杆132，拉结横梁131材质为实心矩形钢条，焊接在两较长钢梁的上表面，若干根拉结螺杆132间隔焊接在拉结横梁131的底面，拉结螺杆132竖直向下设置，在其端部附有配套螺母。

悬摆单元，包括立柱21、悬吊头22、第一套筒23、第一旋转轴头24、第一连接板25、第二套筒26、第二旋转轴头27、第二连接板29、挂板30和三角吊件31。立柱21采用工字钢，其焊接在工字架11上部，在立柱21与工字架11之间第一加强板32进行加强。悬吊头22采用工字钢，其一端焊接在立柱21的侧面，第一套筒23水平穿设在悬吊头22的中部，且第一套筒23与悬吊头22的上下内壁之间焊接有第二加强板33，悬吊头22的上端与立柱21的侧面之间焊接有第三加强板34，第一旋转轴头24可转动安装在第一套筒23内，第一旋转轴头24的轴向与工字架11的两长边的长度方向相同，在第一旋转轴头24的两端分别焊接有一块第一连接板25，在第一连接板25的下部安装有第二套筒26，在第二套筒26内安装有可转动的第二旋转轴头27，第二旋转轴头27的轴向与工字架11的中间短边的长度方向相同，在第二旋转轴头27的上端中部开设有卡槽271，对应的在第二套筒26的上端中部安装有固定楔块28，固定楔块28延伸出第二套筒26上端预定距离，在固定楔块28的竖向上开设有滑动槽281，在滑动槽281内安装有可活动的卡块282，卡块282上大下小，当滑动槽281与第二旋转轴头27上的卡槽271对齐时，卡块282依靠自重能够卡入到卡槽271内，实现二者的卡固，第二旋转轴头27的两端分别焊接一块第二连接板29，在两第二连接板29的下部之间连接有挂板30，挂板30的外侧下部开设有向内倾斜的缺口，在缺口的底边上开有挂槽301，三角吊件31的内顶部开设有与挂槽301匹配的吊槽310，三角吊件31通过该吊槽310挂置在挂槽301上，在三角吊件31的底部焊接有第二方槽条35，第二方槽条35的两侧沿长度方向间隔开设有第二安装孔，且第二方槽条35与第一方槽条12水平对齐。

本发明实施方式一种所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置的对接方法，包括：

S1，在对接钢结构杆件的对接断面的两边分别焊接三块连接耳板，对接钢机构杆件包括已安装钢结构杆件和待安装钢结构杆件，三块连接耳板分别焊接于截面中12点、3点、以及9点方向，其中待安装钢结构杆件12点方向上连接耳板尺寸以及吊装孔位置需要通过计算，需要保证杆件精准对接时悬摆单元自然下垂，通过对焊接施工中既存的配套连接耳板尺寸的调整实现装置对不同钢结构杆件形式适用；

S2，将待安装钢结构杆件上方12点方向的连接耳板卡入到与三角吊件31的底部第二方槽条35内并通过螺栓螺母紧固，同时计算待安装钢结构杆件的吊点，保证起吊后杆件姿态断面处较低；

S3，在已安装钢结构杆件上方将第一方槽条12的槽口卡合于杆件12点方向的连接耳板并通过螺栓螺母固定，再通过拉结排栓13与杆件3点及9点方向的两块连接耳板连接固定；

S4，吊起待安装钢结构杆件并移动到对接处外，向上拔出卡块282，移动挂板30至挂板30同三角吊件31可以卡合范围，多个对接装置使用时间应保证所有的挂板30同对应三角吊件31卡合；

S5，缓慢下放待安装钢结构杆件，在重力作用下，先使得三角吊件31上的吊槽310同挂板30上的挂槽301完全卡合，随后继续缓慢下放至卡块282自动下落至第二旋转轴头27的卡槽271内卡死，最后在缓慢移动下放待安装钢结构杆件使得两杆件对接，此时断面两端即为精准对接；

6、通过连接板及螺栓固结断面两端的连接耳板，从而实现杆件的临时固定。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，其特征在于，包括：

底架单元，包括工字架（11）、第一方槽条（12）和拉结排栓（13），所述第一方槽条（12）沿长度方向连接在所述工字架（11）的中间短边底面，且其槽口朝下，所述第一方槽条（12）的两侧设有第一安装孔，所述拉结排栓（13）安装在所述工字架（11）的两端；

悬摆单元，包括立柱（21）、悬吊头（22）、第一套筒（23）、第一旋转轴头（24）、第一连接板（25）、第二套筒（26）、第二旋转轴头（27）、第二连接板（29）、挂板（30）和三角吊件（31），所述立柱（21）安装于所述工字架（11）的中部上端，所述悬吊头（22）安装于所述立柱（21）的上部侧面，所述第一套筒（23）安装在所述悬吊头（22）上，所述第一旋转轴头（24）可转动安装于所述第一套筒（23）内，所述第一连接板（25）连接在所述第一旋转轴头（24）的两端，所述第二套筒（26）连接在所述第一连接板（25）之间，所述第二旋转轴头（27）可转动安装于所述第二套筒（26）内，所述第二旋转轴头（27）的上端中部设有卡槽（271），对应的在所述第二套筒（26）的上端中部设有固定楔块（28），所述固定楔块（28）延伸出所述第二套筒（26）上端预定距离，在所述固定楔块（28）上设有滑动槽（281），在所述滑动槽（281）内设有卡块（282），所述第二连接板（29）连接在所述第二旋转轴头（27）的两端，所述挂板（30）连接在所述第二连接板（29）之间，且所述挂板（30）上具有挂槽（301），所述三角吊件（31）的内顶部设有与所述挂槽（301）匹配的吊槽（310），所述三角吊件（31）的底部设有第二方槽条（35），所述第二方槽条（35）的两侧设有第二安装孔；

其中，所述第一旋转轴头（24）的轴向与所述工字架（11）的两长边的长度方向相同，所述第二旋转轴头（27）的轴向与所述工字架（11）的中间短边的长度方向相同，所述第二方槽条（35）与所述第一方槽条（12）水平对齐。

2.根据权利要求1所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，其特征在于，所述挂板（30）的下部设有向内倾斜的缺口，所述挂槽（301）形成所述所述缺口的底边上。

3.根据权利要求1所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，其特征在于，所述拉结排栓（13）包括拉结横梁（131）和拉结螺杆（132），所述拉结横梁（131）安装在所述工字架（11）的两端，若干根所述拉结螺杆（132）间隔设置于所述拉结横梁（131）上。

4.根据权利要求1所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，其特征在于，所述立柱（21）与所述工字架（11）之间连接有第一加强板（32）。

5.根据权利要求1所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置，其特征在于，所述悬吊头（22）采用工字钢，其一端焊接在所述立柱（21）的侧面，所述第一套筒（23）水平穿设在所述悬吊头（22）的中部，且所述第一套筒（23）与所述悬吊头（22）的上下内壁之间设有第二加强板（33），所述悬吊头（22）的上端与所述立柱（21）的侧面之间设有第三加强板（34）。

6.权利要求1至5任一项所述的高空悬挑钢结构单元化高精度快速对接装置的对接方法，其特征在于，包括：

S1，在对接钢结构杆件的对接断面的两边焊接连接耳板，所述对接钢机构杆件包括已安装钢结构杆件和待安装钢结构杆件，所述连接耳板分别焊接于截面中12点、3点、以及9点方向；

S2，将待安装钢结构杆件上方12点方向的连接耳板与三角吊件（31）的底部第二方槽条（35）连接，同时计算待安装钢结构杆件的吊点，保证起吊后杆件姿态断面处较低；

S3，在已安装钢结构杆件上方将第一方槽条（12）的槽口卡合于杆件12点方向的连接耳板并固定，再通过拉结排栓（13）与杆件3点及9点方向的连接耳板连接固定；

S4，吊起待安装钢结构杆件并移动到对接处外，向上拔出卡块（282），移动挂板（30）至挂板（30）同三角吊件（31）可以卡合范围，多个对接装置使用时间应保证所有的挂板（30）同对应三角吊件（31）卡合；

S5，缓慢下放待安装钢结构杆件，通过重力作用，先使得三角吊件（31）上的吊槽（310）同挂板（30）上的挂槽（301）完全卡合，随后继续缓慢下放至卡块（282）自动下落卡死，最后在缓慢移动下放待安装钢结构杆件使得两杆件对接，此时断面两端即为精准对接；

6、通过连接板及螺栓固结断面两端的连接耳板，从而实现杆件的临时固定。

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