CN1736848A - 大型结构整体提升装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型结构整体提升方法与装置，该装置主要包括钢铰线、固定梁、活动梁、导轨、工具锚、工作锚以及顶举千斤顶。钢铰线由下到上依次穿过工作锚、下工具锚和上工具锚；工作锚固定在钢铰线的底端，下工具锚安装在固定梁上，上工具锚安装在活动梁上。固定梁安装在支撑结构上，固定梁上设置顶举千斤顶，千斤顶上部再放置活动梁。固定梁与活动梁通过导轨穿在一起。采用本提升装置提升大型结构，实施费用仅为传统整体提升法的十分之一，而且本发明采用施工企业常用的顶举千斤顶，其顶举能力可达到500t级，并容易为大多数施工企业接受，易于推广。同时，使用该装置具有稳定性高、工人操作安全性高、提升速度快等特点。

Description

大型结构整体提升装置与方法

                          技术领域

本发明涉及大型结构的提升，具体是大型结构的整体提升的方法与装置，特别是屋盖、桥梁、大型设备的整体的提升。

                          背景技术

随着社会的进步和经济的发展，大型结构的应用越来越多，跨度越来越大，结构越来越重，提升高度越来越高，大型结构的安装技术因此深受学术界和工程界关注。

目前大型结构的安装方法主要有七种：高空散装法；分条分块安装法；高空滑移法；移动支架安装法；整体吊装法；整体顶升法；整体提升法等。高空散装法采用满堂脚手架支撑，在脚手架顶部用脚手板满铺作为操作平台。该方法需要大规模的拼装支架，支架的搭设和拆卸耗时较多，因此，仅适用于结构较小的装置的安装，对于高度大或跨度大的结构就耗时耗费太大。分条分块安装法是将欲安装结构分为条状或块状单元，分别由起重机吊装至高空设计标高后，再拼装成为整体。这种方法可以用于中小型结构安装，但仍有一定量的高空作业量，且分条和分块后各部分的挠度难以统一，故高空拼装有一定难度。高空滑移法是将结构分条安装后，在滑轨上滑移到设计位置再拼接为整体。这种方法需要在建筑物一端搭设满高脚手架，同时需要设置刚度较大的滑轨，所以其应用受到限制。移动支架安装法即搭设可移动的支撑架，对结构进行分条分块安装，安装完毕一部分以后，移动支撑架并进行另一部分结构安装。该方法受场地限制，移动支撑架的稳定性比固定支架差，且不适用于支座有高差的结构。整体吊装法是指将结构在地面总拼后，利用拔杆或起重机吊装就位。受拔杆或起重机臂长、提升力量的限制，该方法只能用于安装高度不大的结构。整体顶升法是将结构在设计位置的地面拼装成整体，然后用顶举千斤顶将其整体顶升至设计标高。由于在地面作整体拼装，结构拼装质量有保证。该方法的不足之处在于：顶举千斤顶安置在结构下面，结构容易发生随机偏移，所以必须设置全高导轨以保证竖直向上的顶升运动。另外，由于千斤顶顶举行程有限，故每顶升一次(一般为15～20cm)，就需要移动千斤顶，施工操作较麻烦，而且工人站在欲安装结构上随之上升，有不安全因素存在。

整体提升法是目前公认最先进的安装方法之一，该方法利用自锁穿心千斤顶、固定梁、工作锚、钢铰线等组成提升装置完成：首先将固定梁设置在支撑结构上，然后在被提升结构上设置吊点并安装工作锚，将钢铰线穿过自锁穿心千斤顶固定在被提升结构的吊点上，由于千斤顶带自锁功能，所以当千斤顶供油和回油时，钢铰线只能上升而不能下降。整体提升法的这不足之处在于自锁穿心式千斤顶价格昂贵，只有少量专业提升公司才会配备，所以该分项工程一般被专业提升公司承包，价格很高，让业主难以接受，也难以大量推广。

                          发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种安全、高效且实施方便，价格低廉的大型结构提升方法与装置。

本发明的目的通过下述装置实现：

一种大型结构整体提升装置，包括固定梁、活动梁、顶举千斤顶、导轨、上工具锚、下工具锚、钢铰线和工作锚。其中钢铰线由下到上依次穿过工作锚、下工具锚和上工具锚；工作锚固定在钢铰线的下端，下工具锚安装在固定梁上，上工具锚安装在活动梁上，固定梁与活动梁通过安装在两端之间的顶举千斤顶连接，固定梁安装在支撑结构上，位置高于被提升结构的就位高度，导轨下端连接在固定梁上，向上穿过活动梁。由于导轨的限位作用，活动梁只能沿导轨作上下移动而不能侧向偏移。

一种大型结构整体提升方法，主要包括如下步骤：

(1)将固定梁安装在支撑结构上，接着将导轨安装在固定梁上，再安装活动梁、上、下工具锚与顶举千斤顶；

(2)将钢铰线穿过被提升结构的吊点并用工作锚固定，然后向上延伸依次穿过固定梁上的下工具锚和活动梁上的上工具锚，将钢铰线拉紧；

(3)千斤顶进油将活动梁向上顶起，此时上工具锚夹片锁紧钢铰线，同时下工具锚松开，钢铰线随着活动梁的上升带动大型结构上升。千斤顶上升一个行程后，油缸回油，此时上工具锚夹片松开，同时下工具锚锁紧钢铰线，活动梁下落，完成一次提升周期；

(4)重复步骤(3)，直至大型结构被提升到预定位置。

本发明中固定梁应安装在稳定的支撑结构上，且固定梁的安装高度应高于大型结构就位后的高度。本发明应用的千斤顶为顶举千斤顶。

本发明的工作原理利用了工具锚的特性。工具锚是成熟的定型产品，广泛应用于预应力结构，主要由三部分组成：限位板、夹片和锚板，锚板中开有楔形孔，其夹角与夹片相等。本发明中，提升大型结构的钢铰线可以穿过上、下工具锚，在限位板、夹片和锚板孔的共同作用下，钢铰线只能在其中单向移动-向上移动而不能向下移动：当钢铰线相对工具锚向上运动时，夹片随之上升直到被限位板挡住，这时夹片松开，允许其顺畅地上升；当钢铰线相对工具锚向下运动时，夹片被带着向下嵌入锚板孔，并随之被锚孔夹紧锁死钢铰线，使其运动停止。本发明利用下工具锚对钢铰线的松开时，通过千斤顶提升钢铰线，在利用下工具锚对钢铰线的夹紧，回落千斤顶，如此重复应用，实现大型结构的提升。

本发明的优点：

在目前常用的大型结构提升方法中，传统的整体提升法和整体顶升法与本发明相似。本发明将千斤顶设置于被提升结构上方，这与传统整体提升法相同；传统整体提升法采用带自锁功能的穿心式千斤顶，而本发明装置采用顶举千斤顶。

1、本发明与传统整体提升法比较

与传统整体提升法相比，本发明的优势在于价廉、易于推广，提升能力强、吊点少等：

(1)费用方面，本发明的提升动力采用常见的顶举千斤顶，在每一个吊点设置两个小型顶举千斤顶和两只工具锚以代替传统整体提升法所采用的大型自锁穿心式千斤顶，实施费用仅为传统整体提升法的十分之一。

(2)提升能力方面，目前国内提升能力最强的自锁穿心式千斤顶为200t级，而顶举千斤顶的顶举能力已达到500t级。提升能力低意味着将增加提升吊点、增加固定梁数量，由此将带来费用的提高，同时吊点增多还会造成同步提升困难等问题。

(3)使用便利性方面，本发明采用顶举千斤顶作为提升动力，体积小、重量轻，方便工人在高空的调整工作。由于顶举千斤顶是施工企业的常用设备，故该方法容易为大多数施工企业接受，易于推广。

2、本发明与整体顶升法比较

与整体顶升法相比，本发明的优点在于稳定性好、安全度高、速度快等。

(1)稳定性方面：本发明装置中的导轨很短(一般约为100cm～120cm)，故千斤顶与活动梁在工作时不易偏移。同时由于被提升的大型结构的重心低于提升装置，所以提升过程中本装置的稳定性容易得到保证。

(2)安全度方面：本发明装置工作时，工人一直在支撑结构顶端的固定梁上操作，高于被提升结构，安全性容易保证。

(3)提升速度方面：本发明工作时，不用移动千斤顶，也不用设置垫块、牛腿等临时支撑装置，提升速度较整体顶升法快。

                          附图说明

图1为大型结构提升装置结构正视图，图中示出：1、固定梁2、活动梁3、导轨4、上工具锚5、下工具锚6、顶举千斤顶7、钢铰线

图2大型结构提升装置与被提升结构连接示意图，图中示出：7、钢铰线8、工作锚9、被提升结构

图3为图1中工具锚结构示意图，图中示出：10、限位板11、夹片12、锚板13、把手14、连接杆

                          实施实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

提升的对象为大型屋盖结构，重量为100t。

如图1、2所示，本实施例中所用提升装置包括固定梁1、活动梁2、顶举千斤顶6、导轨3、上工具锚4、下工具锚5、钢铰线7和工作锚8。其中钢铰线7通过工作锚8固定在屋盖结构9上，并向上依次穿过下工具锚5和上工具锚4；下工具锚5安装在固定梁中部，上工具锚4安装在活动梁中部，固定梁与活动梁两内端之间安装两台顶举千斤顶6；固定梁1安装在支撑结构上，导轨3位于钢铰线7两侧，下端固定在固定梁1上，向上穿过活动梁2。

提升前，被提升大型屋盖结构9已经在地面拼装成为整体。提升时，先将固定梁1安装在支撑结构上，接着将导轨3安装在固定梁1上，再安装活动梁2、上工具锚4、下工具锚5与顶举千斤顶6；将钢铰线7穿过被提升结构的吊点并用工作锚8固定，然后向上延伸依次穿过下工具锚5和上工具锚4，将钢铰线7拉紧；通过顶举千斤顶6进油将活动梁2向上顶起，此时，如图3所示，由于钢铰线7相对上工具锚4向下运动，同时相对下工具锚5向上运动，故上工具锚内夹片11与锚板12配合将钢铰线7锁紧，与此同时下工具锚5内夹片11与限位板10配合松开钢铰线7。随着活动梁2的上升，钢铰线7带动大型屋盖结构9上升。顶举千斤顶6上升一个行程后，油缸回油，活动梁2下降，此时钢铰线7相对上工具锚4向上运动，相对下工具锚5向下运动，因此上工具锚4内夹片松开，而下工具锚5内夹片锁紧钢铰线7，为了保证工具锚夹片工作顺利，工人可以抓住把手13上提或下压限位板10帮助其松开或夹紧钢铰线，由于有连接杆14，限位板不至于拉脱。活动梁2下落到底后，完成一次提升周期。顶举千斤顶顶升一个行程为15～20cm。反复实施上一步，可将大型结构被提升到预定位置。

实施例2

提升的对象为大型屋盖结构，重量为200t，所用的提升装置与方法同实施例1。

实施例1和实施例2提升费用情况：

在提升屋盖结构重量为100t和200t两个级别上，实施例1和实施例2相对于采用大型自锁穿心式千斤顶的传统整体提升法的实施费用如表一所示。比较可知，采用本发明的整体提升装置，实施费用非常低。

表一  双梁整体提升法与传统整体提升法直接费用比较表

提升重量	本发明一双梁整体提升法			传统的整体提升法		价格比(B/A)
							设备及数量	价格	总价(A)	设备及数量	总价(B)
	100t实施例1	顶举千斤顶2只50t	1200	7100	自锁穿心式千斤顶100t10只工作锚							83000	11.7
工具锚和工作锚						1900
		活动梁与导轨	4000
200t实施例2						顶举千斤顶2只100t	18800	29600	自锁穿心式千斤顶200t18只工作锚	159000	5.4
	工具锚和工作锚	2800
			活动梁与导轨	8000

表中价格单位为：人民币元

Claims (3)

1、一种大型结构整体提升装置，包括固定梁、钢铰线和工作锚，其特征在于所述整体提升装置还包括上、下工具锚、导轨和活动梁；所述钢铰线由下到上依次穿过工作锚、下工具锚和上工具锚；所述工作锚固定在钢铰线的下端，下工作锚安装在固定梁上，上工作锚安装在活动梁上，所述固定梁安装在支撑结构上，固定梁上设置顶举千斤顶，千斤顶上部安装活动梁，所述导轨下端固定在固定梁上，向上穿过活动梁。

2、根据权利要求1所述一种大型结构整体提升装置，其特征在于所述固定梁上位于钢铰线两侧设置两个顶举千斤顶。

3、一种大型结构整体提升方法，主要包括如下步骤：

(1)将固定梁安装在支撑结构上，接着将导轨安装在固定梁上，再安装活动梁、上工具锚、下工具锚与顶举千斤顶；

(2)将钢铰线穿过被提升结构的吊点并用工作锚固定，然后向上延伸依次穿过下工具锚和上工具锚，将钢铰线拉紧；

(3)千斤顶进油将活动梁向上顶起，此时上工具锚锁紧钢铰线，下工具锚松开，钢铰线随着活动梁的上升带动大型结构上升，千斤顶上升到顶后，千斤顶油缸回油，上工具锚松开，下工具锚锁紧钢铰线，活动梁下落，完成一次提升周期；

(4)重复步骤(3)，直至大型结构被提升到预定位置。

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