CN201771195U - 对钢结构支架进行卸载的砂箱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，属钢结构工程施工领域。该砂箱装置包括：活塞、套筒和排砂阀；所述活塞和套筒均为长筒形结构；所述活塞一端设有支撑板，活塞另一端设置在所述套筒内，活塞外壁与所述套筒内壁紧密配合；所述套筒上端为安装所述活塞的开口，底部设有封闭筒体底部开口的底板，所述套筒的筒体上设有排砂阀，通过排砂阀能将所述套筒的筒体内填充的干砂排出。该砂箱装置通过排砂阀可控制套筒中填充的干砂的排出流量，从而控制活塞沿套筒下沉的位移量。用在钢结构工程中，可以方便的对钢构件的临时支撑进行卸载，具有安全性高，成本低、污染小、操作便捷的优点。

Description

对钢结构支架进行卸载的砂箱装置

技术领域

本实用新型涉及钢结构施工领域，尤其涉及一种对钢结构支架进行卸载的砂箱装置。

背景技术

钢结构支撑卸载是钢结构工程中必不可少的一个操作环节，是钢结构体系从胎架支撑可靠过渡到结构本体受力的操作。

现有钢结构工程中对构件进行卸载有采用千斤顶卸载或刚性支撑直接切割法卸载两种方式。其中，千斤顶卸载常采用机械齿轮、电动液压千斤顶两种设备，通过千斤顶的顶升力使钢构件达到上下位移目的。但现有的千斤顶卸载技术存在下述缺点：①工作性能及环保性差：由于千斤顶长期受载，油压系统易产生液压油泄露，对环境造成污染，同时压力损失会造成千斤顶非正常的进行缩缸运动，使工作状态失控，对结构安全产生不利影响。②设备费用较高：需要在市场上租赁(购置)大数量的液压千斤顶，短期发生设备费用较高。③市场货源限制：大量使用千斤顶，市场供应货源不能满足大量使用要求。机械齿轮千斤顶是利用杆杆的原理使齿轮相互之间产生咬合来实现顶升力，操作时受到人为因素影响较大，顶升力的确保比液压千斤顶较差一些，并不适用于对大型钢构件进行卸载。而无论是那一种千斤顶，在卸载过程中都需要进行“反顶，抽板”实现卸载，对于大吨位钢结构卸载，该操作难以实现，极易出现局部结构严重变形，造成危险。

而采用刚性支撑直接切割法一般用于小吨位、小行程工况卸载，用在钢结构卸载中，存在下述缺点：同步控制精度低：因分段切割需要对支撑顶部进行人工氧炔焰切割，因受切割角度、热熔范围、切割线路的影响，完成某一阶段的切割后，端部切割面上会出现凹凸不平的割痕，影响卸载位移同步控制精度。投入资源多：单个胎架卸载部位，设置短立柱数量较多，整体卸载时需要大量的气焊操作工进行同时切割。构件面漆损伤大：多数切割点临近构件底部表面，在切割过程中产生的高温氧化物将对构件面漆造成大面积损伤，卸载完毕后，需要人工进行打磨后涂补油漆。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型实施例提供一种对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，可以方便的在钢结构施工中对临时支撑用的支撑胎架进行卸载，提高卸载工作的安全性，降低卸载成本。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

本实用新型实施例提供一种对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，包括：

活塞、套筒、密封部件、干砂和排砂阀；

所述活塞和套筒均为长筒形结构；

所述活塞一端设有支撑板，活塞另一端设置在所述套筒内，活塞外壁与所述套筒内壁通过设置的密封部件紧密配合；所述密封部件为固定设置在套筒顶部开口处的环向箍筋；

所述套筒顶端为安装所述活塞的开口，套筒底端设有封闭筒体底部开口的底板，所述套筒的筒体上设有排砂阀，所述套筒的筒体内填充有支撑所述活塞的干砂，通过排砂阀能控制从所述套筒的筒体内排出的所述干砂的排出流量与体积；所述干砂采用圆颗粒铸铁钢丸；

所述排砂阀由排砂管和螺栓组成，排砂管一端与套筒的筒体上设置的出砂口固定连接，通过出砂口与所述套筒的筒体内连通，排砂管的管体与水平方向之间呈锐角，使排砂管的另一端向斜下方倾斜；排砂管上设有排砂通孔；排砂管另一端内壁设有内螺纹，螺栓通过内螺纹设置在排砂管内，螺栓前端为锥形，螺栓的栓体与排砂管上的排砂通孔相对应，通过调整螺栓在排砂管内的位置，能打开或闭合所述排砂通孔以控制排砂流量与体积。

从上述本实用新型实施例提供的技术方案中可以看出，本实用新型实施例中通过将活塞设置在套筒内，在套筒上设置排砂阀形成砂箱装置。由于排砂阀是由排砂管、排砂管上的排砂通孔和螺栓构成的可控制排砂流量的结构，因此，该砂箱装置通过排砂阀可控制套筒中填充的支撑活塞的圆颗粒铸铁钢丸的排出流量与体积，从而控制活塞沿套筒下沉的位移量。用在钢结构工程中，可以方便的对钢构件的卸载进行控制，具有安全性高，操作便捷，成本低，环保性好等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的砂箱装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的砂箱装置的套筒的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的砂箱装置的排砂阀处的剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的砂箱装置的剖面结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的砂箱装置的排砂阀的剖面结构示意图；

图6～图9为本实用新型实施例提供的用砂箱装置进行卸载各步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

本实施例提供一种对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，可在钢结构工程中对支撑钢构件进行临时支撑的支架进行卸载，如图1～6所示，该砂箱装置包括：

活塞1、套筒2、密封部件、干砂10和排砂阀3；

其中，所述活塞1和套筒2均为长筒形结构，可以是圆形或方形的长筒形结构；

所述活塞1一端设有支撑板4，支撑板4将活塞1的顶端封装，活塞1另一端设置在所述套筒2内，活塞1外壁与所述套筒2内壁通过设置的密封部件紧密配合，所述密封部件包括设置在套筒2顶部开口处的环向箍筋7；并可在间隙中填满干砂，及在活塞1外壁与套筒2之间的交接处采用酮体胶密封，这样可有效减小两者之间的间隙，防止活塞1支撑钢构件受到压力后，套筒2内填充的支撑活塞的干砂从间隙外溢；

实际中，活塞1外壁与套筒2内壁之间的间隙应控制在2～3mm，若活塞外壁与套筒间隙过大，可通过下述四个措施进行解决：(1)套筒顶部开口处固定设置环向箍筋；(2)在间隙中填满干砂；(3)在活塞外壁与套筒上部交接位置采用酮体胶密封；一般将四种方式相结合共同作用，可以防止砂箱装置运输和正常使用过程中，发生干砂外溢和外间雨水进入。

在上述套筒内壁上还可以均匀分布固定设置多根竖向钢筋8，各竖向钢筋8间隔设置均焊接在套筒内壁上，起到居中调节活塞在套筒内位置的作用，进一步也可以减小套筒内壁与活塞外壁之间的间隙，起到密封两者的作用。

如图2所示，所述套筒2的顶端为安装所述活塞的开口21，套筒2底部设有封闭筒体底部开口的底板5，所述的底板5由内底板52、外底板51和竖向十字加劲板53构成，内底板52通过竖向十字加劲板53设置在外底板51上，在竖向十字加劲板53形成的井隔内可填充干砂，以加强对内底板52的支撑力，内底板52的外周与套筒2的内壁大小相匹配，底板5安装后，内底板52与竖向十字加劲板53均安装在套筒2底端开口内，内底板52的顶面与套筒2的筒体上的出砂口9处于同一平面，内底板52与出砂口9的对应处设有排砂导向槽54(一般采用弧形凹槽)，便于套筒2内填充的干砂10排出，减少残留干砂。可将该排砂导向槽54内表面打磨成光滑状态，便于干砂排出。

套筒2的筒体上设有排砂阀3，如图3所示，排砂阀3由排砂管31和螺栓33组成，排砂管31一端焊接在套筒2的筒体上设置的出砂口9上，通过出砂口9与所述套筒2的筒体内连通，可在筒体设置的出砂口9外设置一定角度的倒倾斜角，这样在排砂管焊接在出砂口9上后，排砂管31的开口端则向斜下方倾斜，与水平方向之间形成一个锐角的夹角，该夹角的角度可根据工程需要设置，一般为7°～15°的锐角，便于筒体内的开砂在重力和压力作用从出砂口9外流；排砂管31上设有排砂通孔32；排砂管31另一端内壁设有内螺纹，螺栓33通过内螺纹设置在排砂管31内，螺栓33的栓体与排砂管31上的排砂通孔32相对应，通过调整螺栓33的栓体在排砂管31内的位置，能打开或闭合所述排砂通孔以控制排砂流量与体积；螺栓33前端为锥形，可避免排出的干砂砂料夹在排砂管31的螺纹与螺栓33之间，影响螺栓33的拧紧或松开；

如图4所示，所述的套筒2的筒体内填充支撑所述活塞的干砂10，为适应钢构件重量较大的特点，干砂10采用圆颗粒铸铁钢丸，通过排砂阀3能控制从套筒2的筒体内排出的支撑活塞1的干砂的排出流量与体积，从而控制活塞1在套筒2内下沉的位移量。

上述的砂箱装置的套筒的筒体外可以设置加强环板6，可加强套筒的强度，提高了套筒的抗侧压承载能力。

如图5所示，上述砂箱装置中的排砂阀的排砂管31上的排砂通孔32为两个，上、下相对设置在排砂管31的管体上，排砂通孔31的直径一般为10mm(也可根据作为干砂的圆颗粒铸铁钢丸粒径来设置排砂通孔的直径)，通过这种上、下设置的排砂通孔32，可以方便的与螺栓配合，排出套筒内的支撑活塞用干砂，不但可方便控制排砂流量，并且通过排砂管31上面的排砂通孔可在调整排砂管内螺栓时，观察螺栓的位置，提高排砂操作的便利性。排砂阀3可以设置多个，均匀分布在同一平面的所述套筒2的筒体上。一般设置4个均匀对称设置在套筒的筒体上，这样可控制4个排砂阀同时排砂(圆颗粒铸铁钢丸)，保持活塞下沉的平稳性。排砂阀的排砂管的另一端开口距套筒底端的底板之间的高度为10cm～30cm，便于接砂容器进行盛接排出的圆颗粒铸铁钢丸。

实际中，制作砂箱装置时，可根据工程需要设计砂箱的尺寸和选择各部件材料，加工时可参照下述各点要求：

(1)使用尺寸间隙匹配的无缝钢管作为砂箱加工各部件主要原材料，外形成圆柱体，造型美观，可以适应任意位置的摆放姿态，且沿着各向的受力均匀一致；

(2)套筒侧壁增加加强环板，以提高抗测压承载能力；

(3)卸载用干砂：选用流动性较好的圆颗粒铸铁钢丸(粒径0.5mm)作为卸载专用砂，提高砂箱装置在对钢构件的承载力；

(4)排砂阀设计：①使用不锈钢钢筋连接器并进行二次机械加工：内壁套成丝扣形式；底部设置10mm直径的排砂通孔；②钢筋套筒一端进行7°～15°的倒倾斜角(与水平方向之间的夹角)处理，以满足与套筒焊接形成向斜下方倾斜，起到重力引导排砂的作用；③配套选用10.9级高强螺栓，并将前端加工椎形，便于排砂速度控制，并且可以阻止作为干砂的圆颗粒铸铁钢丸进入高强螺栓的有效行程丝扣中，防止在施拧螺栓过程中发生“卡死”现象；

(5)所述筒体内部底板靠近排砂阀部位，设置排砂导向槽，该排砂导向槽可打磨使槽内表面呈光滑状态，便于筒体内部的干砂砂粒更多的排出，减少残留干砂；

(6)密封性措施：①底部使用圆钢设置环向封闭环箍；②内、外筒之间的缝隙采用铸铁钢丸塞填密实，并在缝隙的顶部采用硅酮胶进行完全密封，防止雨水侵入对铸钢丸造成腐蚀板结，影响卸载用砂的流动性能。

本实施例的砂箱装置结构简单，可以通过控制排砂阀方便的控制排砂流量和排砂体积，从而方便控制活塞的下沉位移量，用在钢结构工程中对钢构件支撑进行卸载时，具有卸载精度易于控制，无需反顶操作，不损坏钢构件表面的优点。

结合图6～图9的示意图，通过利用上述砂箱装置在钢结构工程中对支撑钢构件的临时支架进行卸载的过程，对砂箱装置作进一步说明：

步骤a，如图6所示，在钢结构工程中，在起临时支撑作用的支架202顶部布设实施例1给出的砂箱装置203和型钢短立柱支撑201，此时钢构件200与支架202顶部之间的标高为H₁；

步骤b、如图7所示，按预定卸载量，切割型钢短立柱支撑201顶部，从型钢短立柱支撑201顶端支撑钢构件一端切除与预定卸载量相当的长度h₁；

步骤c、如图8所示，控制砂箱装置203进行排砂，使砂箱装置203的活塞支撑的钢构件200下沉至型钢短立柱支撑201顶端持平的位置，此时，钢构件200下沉，钢构件200与支架202顶部之间的标高为H₂；

如图9所示，重复b、c两个步骤直至砂箱装置203顶部与钢构件200间脱离间隙后，达到卸载标高H₃，即可拆除支架202顶部的型钢短立柱支撑201和砂箱装置203，对支架202的卸载完成。

实际中，可通过排砂动作将每一分级卸载量细分为若干个常规动作，例如分级卸载量为12mm；可分为4个常规排砂动(每个动作卸载2mm)，为避免排砂过程中会造成累计的“不同步”位移误差，分别在前2个、第4个常规排砂动作完成后设立调整动作；确保最终完成时的卸载同步位移误差控制在2mm以内。

上述卸载方法与现有大型千斤顶卸载相比，不需要“反顶后抽出钢板”实现卸载；只要使砂箱装置“排砂后，活塞下沉”即可实现卸载。

本实用新型实施例的砂箱装置用在钢结构工程中，很好的解决了下述问题：

(1)解决千斤顶卸载由于人为操作因素影响(机械齿轮千斤顶)及液压油泄露(液压千斤顶)等因素而导致的卸载性能的稳定性波动大、不利操控的弊端，提高卸载性能的稳定性、可靠性等。

(2)解决千斤顶在大吨位、高行程卸载工况中，难以实现反顶动作及由于强制反顶而可能危及结构安全性的弊端。

(3)解决采用千斤顶卸载成本过高的缺点，通过采用砂箱装置卸载降低卸载工作的成本。

(4)解决刚性支墩直接切割法同步性控制精度差的缺点，通过人工计量排砂速度，排砂体积等实现卸载过程的良好同步性。

(5)解决刚性支墩直接切割法卸载需要大量短立柱及焊接操作人员，导致高资源投入的弊端。

(6)解决刚性支墩直接切割法卸载过程需进行现场火焰切割施工，导致构件面漆损伤过大的弊端。

(7)与千斤顶及刚性支墩直接切割法等传统卸载方式相比，需实现卸载效率与资源消耗、环境保护等的和谐关系，力求材料消耗少，可回收利用，体现“低碳”及绿色施工的理念。

综上所述，本实用新型实施例的砂箱装置用在钢结构工程中对支撑钢构件的临时支架进行卸载时，具有下述优点：

(1)灵活性强：可以针对不同的工程卸载特点，选择合适的砂箱装置规格；

(2)承载力大：砂箱抗压承载力与同体积千斤顶相比约大2～3倍；

(3)使用稳定性好：将排砂动作进行细分并进行人为控制，通过控制每卸载动排除的砂子体积，以获得较为缓慢均匀的卸载速率；

(4)加工成本低：所用材料均为市场常规建筑材料，采购便捷，加工比较简易，能够形成流水化生产线，短期内可以加工大量的砂箱工具；

(5)回收价值大：加强卸载过程中钢砂的回收管理工作，重复利用价值高，可作为加工厂喷砂除锈材料。本工程砂箱高度尺寸通用性较强，使用完毕后应及时进行存放，后期工程具有较高的重复利用价值；

(6)可操作性强：操作技术简单，便于一般操作人员掌握，进行适当现场培训即可形成大规模的施工，人工、管理成本较低。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，其特征在于，包括：

活塞、套筒、密封部件、干砂和排砂阀；

所述活塞和套筒均为长筒形结构；

所述活塞一端设有支撑板，活塞另一端设置在所述套筒内，活塞外壁与所述套筒内壁通过设置的密封部件紧密配合；所述密封部件为固定设置在套筒顶部开口处的环向箍筋；

所述套筒顶端为安装所述活塞的开口，套筒底端设有封闭筒体底部开口的底板，所述套筒的筒体上设有排砂阀，所述套筒的筒体内填充有支撑所述活塞的干砂，通过排砂阀能控制从所述套筒的筒体内排出的所述干砂的排出流量与体积；所述干砂采用圆颗粒铸铁钢丸；

所述排砂阀由排砂管和螺栓组成，排砂管一端与套筒的筒体上设置的出砂口固定连接，通过出砂口与所述套筒的筒体内连通，排砂管的管体与水平方向之间呈锐角，使排砂管的另一端向斜下方倾斜；排砂管上设有排砂通孔；排砂管另一端内壁设有内螺纹，螺栓通过内螺纹设置在排砂管内，螺栓前端为锥形，螺栓的栓体与排砂管上的排砂通孔相对应，通过调整螺栓在排砂管内的位置，能打开或闭合所述排砂通孔以控制排砂流量与体积。

2.如权利要求1所述的对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，其特征在于，所述活塞和套筒均为圆形或方形的长筒形结构。

3.如权利要求1或2所述的钢结构工程中卸载钢构件支撑用砂箱装置，其特征在于，所述套筒的筒体外设有加强环板；所述套管的筒体内壁上设置多个均匀分布的竖向钢筋。

4.如权利要求1或2所述的对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，其特征在于，所述活塞外壁与套筒之间的交接处采用酮体胶密封。

5.如权利要求1所述的钢结构工程中卸载钢构件支撑用砂箱装置，其特征在于，所述排砂阀的排砂管上的排砂通孔为两个，上、下相对设置在排砂管的管体上；所述排砂管的管体与水平方向之间的夹角为7°～15°锐角。

6.如权利要求1所述的对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，其特征在于，所述排砂阀为多个，均匀分布在同一平面的所述套筒的筒体上。

7.如权利要求1所述的对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，其特征在于，所述排砂阀的排砂管的另一端开口距套筒底端的底板之间的高度为10cm～30cm。

8.如权利要求1所述的对钢结构支架进行卸载的砂箱装置，其特征在于，所述套筒底端设有封闭筒体底部开口的底板包括：

外底板、内底板和竖向十字加劲板；

所述内底板通过竖向十字加劲板支撑设置外底板上，内底板的外周与所述套筒的内壁相适应，所述内底板与竖向十字加劲板均设置在套筒底端开口内，内底板的顶面与所述套筒的筒体上的出砂口处于同一平面，内底板与出砂口的对应处设有排砂导向槽。

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