CN212426783U - 一种钢塔单侧爬升式提升模架 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种钢塔单侧爬升式提升模架，其包括自爬升系统、附着在所述自爬升系统上的起重系统，以及安装在所述起重系统上的起重动力系统；其中，所述自爬升系统，包括预埋在构筑物表面其中一侧的锚固座、附着在所述锚固座上的轨道，以及反钩在所述轨道上的爬升组件；所述起重系统附着在所述爬升组件上，并向所述自爬升系统的固定面的对侧延伸出起重臂；所述起重动力系统包括设置在所述起重臂上执行起重和平移工序的动力组件。本申请利用索塔本身进行自爬升，不需要单独的基础和落地支撑，降低了提升模架高度，实现了超高吊装，安全性强，施工效率高。

Description

一种钢塔单侧爬升式提升模架

技术领域

本申请涉及桥梁建设领域，尤其涉及一种钢塔单侧爬升式提升模架。

背景技术

倾斜索塔塔柱节段对接控制是一项非常重要的工作，如果倾斜索塔节段对接的轴线较大的偏离原设计轴线，随着施工的进展，结构的内力会显著偏离设计值，从而引发施工事故。

目前的倾斜索塔塔柱节段对接控制是采用塔吊吊装的工艺，利用相关的现有工艺可以将塔柱对接轴线偏差控制在1/3000塔高以内。

采用塔吊吊装的方法来控制倾斜索塔的对接的主要缺点是难以操作。塔吊高空吊装会在风荷载作用下导致塔柱的摇摆，以导链葫芦来控制塔柱的倾斜度容易出现误差，由于塔吊需要附墙在已安装节段上，已安装的塔柱会因为水平力的作用产生变形，进一步给对接增加了偏差。节段临时对接后需要调整牛腿及千斤顶来使上口满足要求，此时轴线偏差控制到1/3000塔高以内已经是非常困难。常规情况下，塔吊吊装对接塔柱轴线偏差按照1/3000的塔高控制已经非常困难，有些倾斜索塔高度达到150m以上，按照1/3000塔高控制偏差达到50mm，无法满足施工需求。

另外，大型钢塔柱节段吊装施工是一项高空吊装作业，特别是在一些地质条件复杂的地区，其基础无法满足吊装要求，若要求在该地架设倾斜索塔将严重影响钢塔节段吊装施工安全，极易发生坍塌等安全事故。

实用新型内容

本申请的目的是，至少部分克服现有技术的缺陷，提供一种操作方便、施工效率高的提升模架，以及将该提升模架应用在倾斜独柱式钢索塔。

为达到以上技术目的，本申请采用的技术方案如下：

首先是一种钢塔单侧爬升式提升模架，其包括自爬升系统、附着在所述自爬升系统上的起重系统，以及安装在所述起重系统上的起重动力系统；其中，

所述自爬升系统，包括预埋在构筑物表面其中一侧的锚固座、附着在所述锚固座上的轨道，以及反钩在所述轨道上的爬升组件；

所述起重系统附着在所述爬升组件上，并向所述自爬升系统的固定面的对侧延伸出起重臂；

所述起重动力系统包括设置在所述起重臂上执行起重和平移工序的动力组件。

具体地，所述轨道的两端与所述锚固座附着，相邻的两个所述轨道首尾相接附着在同一个所述锚固座上。

优选地，所述自爬升系统包括至少3根所述轨道和2组所述爬升组件。

具体地，所述轨道与锚固座连接的一面定义为背面，所述轨道的两个侧面沿其纵长方向设有反钩槽，所述爬升组件设有与所述反钩槽间隙配合的反钩部，所述反钩部包括横截面形状与所述反钩槽的横截面形状相近的滑块，以及连接滑块的端部与所述爬升组件主体的连接臂；所述爬升组件与所述轨道之间通过销接固定；所述爬升组件包括爬架顶升座、通过顶升油缸2134连接在所述爬架顶升座下方的油缸座以及设置在所述油缸座下方的爬架导向座。

所述爬架顶升座的其中一个连接臂设有单销轴液压插拔销机构，对应地，爬架顶升座的一个连接臂开设有一个插拔销孔；所述油缸座的其中一个连接臂设有双销轴液压插拔销机构，对应地，油缸座的一个连接臂开设有两个插拔销孔，油缸座上同一连接臂的两个插拔销孔的间距与轨道的插拔销孔的间距适配；所述爬架导向座的一个连接臂开设有一个插拔销孔。

优选地，所述插拔销孔的间距为300～400mm。

具体地，所述爬架顶升座和爬架导向座的正面分别设置为栓接面。

进一步地，所述轨道的正面设有防坠剪力块，对应地，所述爬架顶升座的顶部设有防坠锁舌。

所述起重系统包括与所述爬升组件栓接的爬架、设置在所述爬架顶部的起重主梁、设置在所述起重主梁上方的起重天车、以及支撑在所述起重主梁下方并锚固在所述自爬升系统的固定面的对侧的前支腿。

其中，所述爬架的顶部与所述起重主梁之间设有转动支座和与所述转动支座配合的支撑座；所述转动支座和支撑座沿起重主梁的纵长方向布设。

所述起重主梁包括一对平行设置的主纵梁，以及一对分别正交连接在所述主纵梁两个末端的横梁；所述主纵梁的底面从爬架连接端到起重臂端依次设置转动支座连接座、支撑座连接座和调平轨道。

优选地，所述横梁的宽度大于被起吊的构筑物的横向宽度。

所述起重天车包括转接卷扬机所输出的动力以控制起重吊钩的移动小车、垂直于所述主纵梁设置的天车主梁以及连接所述天车主梁和主纵梁的天车斜杆；所述移动小车架设在天车主梁上，通过横移油缸可在所述天车主梁上实现横移。

所述主纵梁的顶面设有反钩轨道，对应地，所述天车斜杆的底部反钩在所述主纵梁的顶面，通过纵移油缸可在所述主纵梁上实现纵移。

所述前支腿包括一对分别反钩在所述主纵梁调平轨道的支腿上立柱、转接所述支腿上立柱锚固在构筑物表面的支腿下锚固组件，以及驱动所述前支腿沿调平轨道平移的支腿油缸。

再次是一种倾斜独柱式钢索塔的安装方法，其包括以下步骤：

区分倾斜独柱式钢索塔的倾斜仰面和倾斜俯面；

在满足高度要求的已安装钢塔节段顶部安装自升式提升模架，使得所述自升式提升模架从所述倾斜俯面伸出起重臂；

利用所述自升式提升模架从所述倾斜俯面的一侧吊装续接钢塔节段到所述已安装钢塔节段顶部进行安装；

所述续接钢塔节段安装到位之后，所述自升式提升模架利用其自爬升系统爬升到下一个工位对下一个续接钢塔节段进行安装；

根据倾斜塔段的线型对所述续接钢塔节段进行安装，并且所述自升式提升模架的起重架体保持水平。

具体地，所述自升式提升模架采用钢塔单侧爬升式提升模架，其包括自爬升系统、附着在所述自爬升系统上的起重系统，以及安装在所述起重系统上的起重动力系统；

所述自爬升系统，包括预埋在构筑物表面其中一侧的锚固座、附着在所述锚固座上的轨道，以及反钩在所述轨道上的爬升组件；

所述起重系统附着在所述爬升组件上，并向所述自爬升系统的固定面的对侧延伸出起重臂；

所述起重动力系统包括设置在所述起重臂上执行起重和平移工序的液压组件；

其中，所述自爬升系统安装在所述倾斜独柱式钢索塔的倾斜仰面上。

进一步地，所述钢塔单侧爬升式提升模架的安装过程包括：

在钢塔节段的倾斜仰面预埋锚固座；

在所述锚固座上安装完成所述自爬升系统；

在所述自爬升系统上安装起重系统；

所述起重动力系统跟随所述起重系统的安装同时配置。

更进一步地，所述起重系统包括爬架、起重主梁、起重天车和前支腿，所述起重系统的安装过程包括：

在所述自爬升系统上栓接爬架；

在爬架的顶部架设起重主梁和前支腿；

在起重主梁顶面安装起重天车。

保持所述起重主梁水平时，调整所述爬架和起重主梁之间的安装角度，平移所述前支腿在起重主梁的底面的固定位置以及调整前支腿在钢塔节段表面的锚固高度，使得所述起重主梁在所述爬架和前支腿的支撑下保持水平。

优选地，所述钢塔单侧爬升式提升模架的拆卸步骤包括：

将起重天车沿起重主梁平移到爬架正上方并固定；

解除前支腿和钢塔表面的锚固，并沿起重主梁向起重臂端平移一段距离；

反向驱动自爬升系统，使钢塔单侧爬升式提升模架整体下降至初始安装位置；

以安装顺序的逆顺序拆除钢塔单侧爬升式提升模架。

优选地，所述自爬升系统的高度不超过已安装钢塔节段的高度。

进一步优选地，所述续接钢塔节段的吊装过程包括：

转运续接钢塔节段在所述起重臂正下方就位；

通过起重臂竖直起吊续接钢塔节段至已安装钢塔节段顶部以上的预设高度；

沿起重臂纵长方向平移续接钢塔节段至已安装钢塔节段上方；

根据倾斜塔段的线型对接续接钢塔节段。

优选的实施方式中，所述自升式提升模架内部供续接钢塔节段平移的通道的高度大于续接钢塔节段的高度。

与现有技术相比较，本申请具有如下优势：

(1)本申请的提升模架自重较小、重心贴合索塔重心、与吊装节段控制点间距小、操作方便，有利于钢塔线型控制；

(2)本申请的提升模架可以利用索塔本身进行自爬升，不需要单独的基础和落地支撑，同时降低了提升模架高度，也解决了超高吊装的难题，安全性强，施工效率高；

(3)本申请的提升模架采用单侧爬升设计实现爬升系统对不同外观钢塔的适应性，应用于竖直钢塔、倾斜钢塔甚至变截面钢塔都满足施工要求；

(4)本申请的提升模架采用单侧爬升设计可以最大限度地降低与钢塔表面其他构件的干涉程度，在塔柱上可以同时兼顾吊装、焊接、涂装等施工；

(5)本申请的提升模架所采用的单侧轨道预埋件较少，减轻后续拆除预埋件及钢塔柱修补的工作量；

(6)本申请的提升模架在吊装时只有竖直起吊过程和平移过程，吊装施工无幅度变化，吊装过程控制难度小。

附图说明

图1为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的主视图。

图2为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的左视图。

图3为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的右视图。

图4为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的自爬升系统的主视图。

图5为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的自爬升系统的爬架顶升座的结构示意图。

图6为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的自爬升系统的爬架顶升座的横向剖视图。

图7为本申请钢塔单侧爬升式提升模架的自爬升系统的油缸座的结构示意图。

图8为本申请的钢塔单侧爬升式提升模架应用在倾斜独柱式索塔的安装的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细描述。

本申请在反对称钢塔钢箱梁斜拉桥项目中进行应用，该项目的钢塔底部横截面宽、顶部横截面窄，吊装前将钢塔分成13个吊装节段，单节重量在40t以内，高度在6m以内。塔柱上设置一台起重量为40t的钢塔单侧爬升式提升模架，以完成各个塔节安装。

一、钢塔单侧爬升式提升模架

参考图1～4，本申请的钢塔单侧爬升式提升模架，包括自爬升系统21、附着在所述自爬升系统21上的起重系统，以及安装在所述起重系统上的起重动力系统；其中，

所述自爬升系统21，包括预埋在构筑物表面其中一侧的锚固座211、附着在所述锚固座211上的轨道212，以及反钩在所述轨道212上的爬升组件213；

所述起重系统附着在所述爬升组件213上，并向所述自爬升系统21的固定面的对侧延伸出起重臂2221a；

所述起重动力系统包括设置在所述起重臂2221a上执行起重和平移工序的动力组件。

进一步地，所述起重系统包括与所述自爬升系统21栓接的爬架221、设置在所述爬架221顶部的起重主梁222、设置在所述起重主梁222上方的起重天车223、以及支撑在所述起重主梁222下方并锚固在所述自爬升系统21的固定面的对侧的前支腿224。

如图1和图2所示，所述爬架221采用桁架结构，包括两根与所述自爬升系统21直接栓接的第一组竖杆、与该第一组竖杆直接在其下端连接形成倒三角形的第二组竖杆，还包括与该倒三角形连接以向上扩大爬架221顶部支撑面的爬架斜杆组，所述爬架斜杆组的顶部构成爬架221顶部支撑面的顶角，所述顶角中靠近钢塔1侧的用于设置支撑座下连接座2212，远离钢塔1侧的用于设置转动支座下连接座2211。当整机在爬升过程中，起重主梁222需要保持水平，特别是在通过钢塔1表面曲率变化点时，本申请通过在起重主梁222和爬架221之间设置转动支座来保持起重主梁222的水平状态，当起重主梁222相对于爬架221顶部支撑面在转动支座处发生小角度翻转时，通过在支撑座增减垫片的方式来对主梁姿态进行调整，即对爬架221和起重主梁222之间的安装角度进行了调整。优选地，爬架221的各杆件采用不同截面尺寸的箱型结构，考虑到运输限制和起重量限制，爬架221所使用的杆件分模块设计，各模块组件之间通过法兰联接。

所述起重主梁222包括一对平行设置的主纵梁2221，以及一对分别正交连接在所述主纵梁2221两个末端的横梁2227；所述主纵梁2221的底面从爬架连接端到起重臂端依次设置转动支座上连接座2222、支撑座上连接座2223和调平轨道2224。所述转动支座上连接座2222与爬架221的转动支座下连接座2211栓接后构成转动支座。所述支撑座上连接座2223与所述爬架221的支撑座下连接座2212之间按需设置垫片后构成支撑座。所述转动支座和支撑座用于限定起重主梁222和爬架221之间的安装角度。进一步地，所述主纵梁2221的顶面设有反钩轨道2225，用于供起重天车223在该起重主梁222上平移。为了避免起吊过程中与被起吊物发生干涉，所述横梁2227的宽度D4大于被起吊的构筑物的横向宽度，在本实施例中，所述横梁2227的宽度D4需要大于钢塔1底部的横截面宽度。所述起重主梁222是所述钢塔单侧爬升式提升模架主要的受力结构，优选根据起吊受力和自爬受力的情况采用不同截面尺寸的箱型梁结构，箱型梁内部设置纵向肋板和横隔板。考虑到运输方便，主纵梁2221与横梁2227之间均采用法兰联接。

所述起重天车223包括转接作为动力组件之一的卷扬机23所输出的动力以控制起重吊钩2234的移动小车2231、垂直于所述主纵梁2221设置的天车主梁2232以及连接所述天车主梁2232和主纵梁2221的天车斜杆2233。所述移动小车2231架设在天车主梁2232上，所述移动小车2231由定滑轮组构成，设置在两侧的所述天车斜杆2233居中位置的卷扬机23引出的钢丝绳分别绕过移动小车2231，形成双卷扬动力形式，以便于控制起重吊钩2234的下放和提升，也便于在钢塔节段对接的工序中对续接钢塔节段12实现精确调位。进一步地，所述天车主梁2232和天车斜杆2233构成门机结构，各杆件采用不同截面尺寸的箱型梁结构。所述天车主梁2232上设有横移油缸2235，通过横移油缸2235驱动所述移动小车2231在所述天车主梁2232上实现横移，以便于在钢塔节段的竖直起吊之前正对起吊位置。进一步地，所述天车斜杆2233的底部反钩在所述主纵梁2221的顶面的反钩轨道2225上，通过纵移油缸2226的驱动，所述起重天车223整体在所述主纵梁2221上实现纵移。为保证平移的安全，两个所述主纵梁2221的端部均设有防撞座。

参考图1和图3，所述前支腿224包括一对分别反钩在所述主纵梁2221调平轨道2224的支腿上立柱2241、转接所述支腿上立柱2241锚固在钢塔1表面的支腿下锚固组件2242，以及驱动所述前支腿224沿调平轨道2224平移的支腿油缸2243。具体地，所述调平轨道2224的长度满足于所述前支腿224辅助所述爬架221支撑所述起重主梁222，其取决于钢索塔的横截面尺寸的变化范围，例如在本实施例中，钢塔1底部的横截面尺寸最大，调平轨道2224相对于爬架221的最远端能满足钢塔1底部节段的安装要求，钢塔1顶部的横截面尺寸最小，调平轨道2224相对于爬架221的最近端能满足钢塔1顶部节段的安装要求。所述前支腿224的下端需要通过支腿锚固座锚固在钢塔1表面，通过支腿横梁转接支腿上立柱2241到支腿下支座，所述支腿下支座直接与钢塔1表面锚固，优选的实施方式中，所述支腿下支座和支腿横梁之间还设置有支腿下立柱，所述支腿下立柱可以用于调节支腿横梁与支腿下支座之间的安装高度差。所述支腿横梁、支腿下支座和支腿下立柱共同构成支腿下锚固组件2242。所述起重系统跟随自爬升系统21在钢塔节段进行爬升的过程中，所述支腿下锚固组件2242在钢塔节段表面的固定连接关系需要临时解除，锁定爬升高度之后，所述支腿下锚固组件2242的固定位置需要更换至最邻近的支腿锚固座。进一步地，所述支腿上立柱2241的顶端设有支腿油缸2243，用于驱动前支腿224沿调平轨道2224在主纵梁2221上平移，然后配合前支腿224的安装高度来调平其中主梁222以配合爬架221的支撑来保持起重主梁222的水平姿态。

综上，本申请的钢塔单侧爬升式提升模架的各个结构功能如下：

1、爬架221：通过在钢塔节段单侧预安装爬升轨道212，爬架221附着于轨道212上通过油缸顶升及回缩结合销轴间歇锁定实现自爬升；

2、起重主梁222：连接各部位，吊装时承受吊装荷载并传递至爬架221和前支腿224；

3、起重天车223：起吊设备所处位置，通过设置双向油缸可四向移动，便于起吊以及节段的精准就位；

4、前支腿224：用于节段吊装时固定提升模架并提供支撑，爬升时前支腿224解除支撑。

关于所述自爬升系统21的结构与功能在下文进行详述。

二、自爬升系统21及爬升和下降的方法

参考图4，所述自爬升系统21，包括预埋在构筑物表面的锚固座211、附着在所述锚固座211上的轨道212，以及反钩在所述轨道212上的爬升组件213；所述爬升组件213设有与所述轨道212间隙配合的反钩部，所述爬升组件213与所述轨道212之间通过销接固定。

所述锚固座211以预设的竖直间距D1预埋在构筑物的表面。所述轨道212的两端与所述锚固座211附着，相邻的两个所述轨道212首尾相接附着在同一个所述锚固座211上。本实施例中，使用了3m标准轨道，因此上下相邻的所述锚固座211的竖直间距D1也约为3m。进一步地，为满足上述爬架221的锚固要求，所述爬架221的第一组竖杆对应附着一组自爬升系统21，每组所述自爬升系统21包括3根或4根所述轨道212和2组所述爬升组件213，两组相邻的自爬升系统21的轨道212中心距为1400mm，与所述第一组竖杆的间距适配。每组自爬升系统21上的2组所述爬升组件213为冗余设计，所述自爬升系统21正常运行时只使用居上的一组爬升组件213，居下的一组爬升组件213是在居上的一组爬升组件213失能的情况下启用，或者是提升模架失稳下坠时实现制动防坠。

进一步地，参考图4～6，所述轨道212与锚固座211连接的一面定义为背面，所述轨道212的背面设有与所述锚固座211抵靠的承重剪力块2121，附着在同一个锚固座211上的轨道212中，居上的轨道212的承重剪力块2121抵靠在锚固座211的上方，居下的轨道212的承重剪力块2121抵靠在锚固座211的内部，即同一个轨道212其上端和下端都分别设有承重剪力块2121。

所述轨道212的正面设有防坠剪力块2124，对应地，所述爬升组件213的其中之一设有防坠锁舌21312。所述防坠剪力块2124以300mm的间距布设在轨道212的正面，若要求实现快速制动，所述防坠剪力块2124的间距要适当缩小。所述防坠锁舌21312栓接在爬升组件213上，其制动原理是：所述提升模架爬升的过程中，防坠锁舌21312的前端被防坠剪力块2124下凸面顶推，所述防坠锁舌21312的前端偏转向下，远离防坠剪力块2124，此时，防坠锁舌21312与防坠剪力块2124不存在相互抵触的锁定关系，提升模架的爬升不受影响；所述提升模架下降的过程中，防坠锁舌21312的前端复位之后卡入上下相邻的两个防坠剪力块2124之间，在提升模架继续下降的过程中，防坠锁舌21312的前端抵靠在居下的防坠剪力块2124的上凸面，由于防坠锁舌21312的后端被限位不能继续转动，此时，防坠锁舌21312与防坠剪力块2124发生相互抵触的锁定关系，提升模架的下降受到中止，从而实现防坠效果；若需要提升模架正常下降不受防坠锁舌21312的影响，需要将防坠锁舌21312的前端人为向下偏转并且锁定。

所述轨道212的两个侧面沿其纵长方向设有反钩槽2122，所述反钩槽2122的槽底2122a与所述纵长方向平行，所述反钩槽2122的靠近轨道212正面的第一槽壁2122b与所述槽底2122a垂直，靠近轨道212背面的第二槽壁2122c与所述槽底2122a倾斜相交使得该反钩槽2122的槽底2122a横截面宽度小于槽口的横截面宽度，如图6所示，所述反钩槽2122的横截面呈直角梯形，开口大、槽底2122a小。与所述反钩槽2122间隙配合的爬升组件213的反钩部包括横截面形状与所述反钩槽2122的横截面形状相近的滑块213c，以及连接滑块213c的端部与所述爬升组件213主体213a的连接臂213b。所谓间隙配合，即所述滑块213c与反钩槽2122的形状基本相近，但两者之间嵌合后留有间隙，如本实施例所示，反钩槽2122的横截面形状为直角梯形，滑块213c的横截面形状也是直角梯形，另一种可能的实现方式是，所述滑块213c的横截面形状是三角形、喇叭形、长方形等。所述间隙配合的方式可以允许轨道212和滑块213c之间存在偏移距离，允许上下相邻的轨道212之间存在角度差，而不影响提升模架的安全爬升和下降。

进一步地，所述反钩槽2122和轨道212正面之间垂直所述纵长方向开设有贯穿轨道212两个侧面的插拔销孔2123；所述插拔销孔2123的间距D2为300～400mm，对应地，该自爬升系统21单个移动行程为所述插拔销孔2123间距D2的整数倍。

所述爬升组件213包括爬架顶升座2131、通过顶升油缸2134连接在所述爬架顶升座2131下方的油缸座2132以及设置在所述油缸座2132下方的爬架导向座2123。所述爬升组件213的每个构件均包括本体、从本体延伸出的连接臂，以及设置在所述连接臂末端的所述滑块213c，所述连接臂和滑块213c构成所述反钩部。

具体地，参考图4～6，所述爬架顶升座2131包括顶升座本体、由连接臂和滑块构成的反钩部，以及其中一个连接臂上设置的单销轴液压插拔销机构21311，对应地，爬架顶升座2131的一个连接臂开设有一个插拔销孔，该插拔销孔与轨道212的插拔销孔2123适配，即两者内径相近且可相互贯通。所述单销轴液压插拔销结构包括单根销轴、设置在所述销轴外露端的液压推拉装置，以及固定在所述连接臂上的限位架。所述限位架提供所述单根销轴解联接状态下的附着位点，也提供所述液压推拉装置的固定场所，同时限定了所述单根销轴的平移轨迹。当所述单根销轴被推进插入相互贯通的连接臂上的插拔销孔和轨道212上的插拔销孔2123时，实现了所述爬架顶升座2131与轨道212的联接，此时，爬架顶升座2131不能沿轨道212纵向移动；当所述单根销轴被牵拉抽出插拔销孔之后，实现了所述爬架顶升座2131与轨道212的解联接，此时，爬架顶升座2131可以沿轨道212纵向移动。优选地，所述防坠锁舌21312栓接在所述爬架顶升座2131的顶部。进一步地，所述爬架顶升座2131的底部设有与所述顶升油缸2134栓接的连接耳。

参考图4和图7，所述油缸座2132包括油缸座本体、由连接臂和滑块构成的反钩部，以及其中一个连接臂上设置的双销轴液压插拔销机构21321，对应地，油缸座2132的一个连接臂开设有两个插拔销孔，油缸座2132上同一连接臂的两个插拔销孔的间距与轨道212的插拔销孔2123的间距适配，两者的插拔销孔同样是内径相近且可相互贯通。所述双销轴液压插拔销结构包括两根上下平行的销轴组、设置在所述销轴组外露端的液压推拉装置，以及固定在所述连接臂上的限位架。所述限位架提供所述销轴组解联接状态下的附着位点，也提供所述液压推拉装置的固定场所，同时限定了所述销轴组的平移轨迹。当所述销轴组被推进插入相互贯通的连接臂上的插拔销孔和轨道212上的插拔销孔21232123时，实现了所述油缸座2132与轨道212的联接，此时，油缸座2132不能沿轨道212纵向移动；当所述销轴组被牵拉抽出插拔销孔之后，实现了所述油缸座2132与轨道212的解联接，此时，油缸座2132可以沿轨道212纵向移动。所述油缸座2132的顶部设有与所述顶升油缸2134栓接的连接耳。所述油缸座2132通过销轴组与轨道212实现了更稳固的联接，为提升模架的爬升提供更稳定的助推反力。

参考图4所述爬架导向座2123包括导向座本体、有连接臂和滑块构成的反钩部，其一个连接臂开设有一个插拔销孔，该插拔销孔与轨道212的插拔销孔2123适配。所述爬架导向座2123相对于锚固座211的厚度与所述爬架顶升座2131相对于锚固座211的厚度相近，所述油缸座2132相对于锚固座211的厚度较小，该爬架导向座2123与所述爬架顶升座2131的正面分别设置为栓接面，两者同时与爬架221栓接以配合支撑爬架221，并且避免爬架221与油缸座2132发生干涉，导致油缸座2132的爬升收到阻碍。

优选地，为了提高所述自爬升系统21应用的灵活性，所述插拔销孔2123的内径比所述单根销轴和销轴组的外径大0.5～1mm。

所述自爬升系统21带动提升模架整体爬升的过程如下：

1)初始状态：油缸座2132和轨道212联接，爬架顶升座2131与轨道212解联接；

2)顶升油缸2134活塞杆升出一个行程600mm，爬架221上移600mm，所述一个行程约为2倍的插拔销孔2123间距；

3)爬架顶升座2131与轨道212联接，油缸座2132和轨道212解联接；

4)顶升油缸2134活塞杆缩回一个行程600mm，油缸座2132上移600mm。

5)油缸座2132和轨道212联接，爬架顶升座2131与轨道212解联接，以准备进入下一个顶升行程。

所述提升模架完成吊塔施工后，通过所述自爬升系统21完成整机下移，直至回到塔底。下行步骤如下：

1)将起重天车223系统移动到爬架221侧并固定；

2)解除前支腿224与钢塔1之间的锚固连接，并将所述前支腿224向起重臂端滑移一段距离，避免下降过程中支腿横梁与钢塔1干涉，然后锁定；

3)将油缸座2132与轨道212进行联接，爬架顶升座2131与轨道212解联接；

4)顶升油缸2134活塞杆缩回一个行程600mm，爬架221往下移动600mm；

5)爬架顶升座2131与轨道212联接，油缸座2132和轨道212解联接；

6)顶升油缸2134活塞杆升出一个行程600mm，爬架221下移600mm，

7)将油缸座2132与轨道212进行联接，爬架顶升座2131与轨道212解联接，以准备进入下一个下行行程；

8)循环往复10次，共下降6m，至下一节段位置；

9)将起重天车223在爬架221侧的约束解除，移动至轨道212上方，利用起重天车223将顶端的轨道212拆除后并起吊，下移动到轨道212末端安装连接；

10)起重天车223移动再次移动到爬架221侧并锁定。重复步骤(3)-步骤(9)，直到起重机下降至初始安装位置；

11)用其他吊机将自爬升起重机以安装顺序的逆顺序拆卸。

所述包括自爬升系统21的钢塔单侧爬升式提升模架多处使用了液压设备，各个液压设备可以通过电气系统进行统一控制。

本申请中使用的液压系统为开式系统，即液压泵从油箱吸出液压油后，输出到各执行机构，各执行机构的回油直接返回油箱，其构成简单，散热和滤油条件好。

所述提升模架的液压系统负责整机顶升爬移、起重天车223纵移、起重天车223吊点横移、前支腿224油缸动作以及全设备插拔销机构动作。液压站安装在爬架221中部工作平台上，为各个油缸提供压力油。

所述电气系统包括整机机构电气控制系统、安全监控系统和远程视频监控系统三大系统。

整机机构电气控制系统：控制对象为整机各工作机构，包括电源控制系统和爬架221升降、起重天车223纵横移等，具备较高的安全性、可靠性及完备的防止误操作功能，能够满足所述提升模架大范围平稳调速的要求，也能满足爬架221升降过程的高精度同步控制。系统的控制部分采用西门子可编程控制器来实现，具有控制先进，可靠性高，编程和修改方便等特点。PLC是整个调速系统的核心，负责对系统所有的输入,输出控制点的逻辑控制。PLC采用AC220V供电。PLC主要用于接受主令信号，发出各机构控制信号，控制各机构动作。

安全监控系统：除起重量限制器以及前述各机构内设置的传感器、限位开关、检测开关外，系统还设有风速传感器(可在环境风速超限时发出声光报警信号，并限制各机构操作)，应力监控装置(在整机各监测点安装应力传感器，当出现应力异常情况时自动限制各机构操作，并发出报警信号)。

安全监控系统主机设置于吊机操作室内，通过通讯总线连接至机上主控制器，采集、显示并记录整机各机构、传感器和安全保护装置的实时状态。

安全监控主机通过无线通讯模块将运行数据上传至云端，可通过互联网实时查询。

吊机还设有视频监控系统，摄像头分别拍摄卷扬机23、起重天车223、前支腿224、起重吊钩2234、自爬升系统21等监控点的实时画面。主机(硬盘录像机)及监视器安装于操作室内。

进一步，本申请的钢塔单侧爬升式提升模架的安装步骤如下：

1)首先，用其他吊机完成塔底部的节段安装，然后进行所述提升模架的安装；轨道锚固座211和支腿锚固座随钢塔1一起制造；

2)安装自爬升系统21。依次安装轨道212、爬架导向座2123，油缸支座，爬架顶升座2131，并用销轴联接，通过吊车整体吊装到锚固座211上栓；。

3)安装爬架221及铰接支座下连接座和支撑座下连接座2212。

4)安装起重主梁222和前支腿224，并将前支腿224与对应支腿锚固座连接紧固。

5)吊装起重天车223到起重主梁222顶面。

6)起重动力系统，即上述的卷扬机23、各种液压设备和电气系统跟随所述起重系统的安装同时配置。

三、倾斜独柱式钢索塔的安装方法

使用本申请的钢塔单侧爬升式提升模架进行反对称钢塔钢箱梁斜拉桥项目中倾斜钢索塔的安装时，采用了以下步骤：

(1)区分倾斜独柱式钢索塔的倾斜仰面1a和倾斜俯面1b；

所述倾斜仰面1a是指倾斜钢塔1与地面形成最大夹角的一个侧表面；所述倾斜俯面1b是指倾斜钢塔1与地面形成最小夹角的一个侧表面，通常，倾斜仰面1a的对侧为倾斜俯面1b。所述倾斜钢塔1在地面的投影面大于钢塔1底部的横截面。

(2)在满足高度要求的已安装钢塔节段11顶部安装自升式提升模架，使得所述自升式提升模架从所述倾斜俯面1b伸出起重臂2221a；

所述自升式提升模架采用本申请的钢塔单侧爬升式提升模架，所述钢塔单侧爬升式提升模架采用上文所述的安装步骤固定在已安装钢塔节段11的顶部。所述已安装钢塔节段11预先通过吊车在地面完成对接，该已安装钢塔节段11的高度需要满足所述自爬升系统21的轨道212安装要求，即该已安装钢塔节段11的高度大于构成所述自爬升系统21的轨道212的总长度H，具体地，本实例的轨道212的总长度H在9～12m的范围内。进一步地，如图8所示，所述轨道212安装在所述倾斜钢塔的倾斜仰面1a上，对应地，从倾斜俯面1b侧伸出起重臂2221a，所述起重臂2221a的下方将作为续接钢塔节段12的起吊位置。若倾斜钢塔在横桥向方向上倾斜，其倾斜仰面1a和倾斜俯面1b位于横桥向方向上；若倾斜钢塔在纵桥向方向上倾斜，其他倾斜仰面1a和倾斜俯面1b位于纵桥向方向上；若倾斜钢塔的倾斜方向与桥梁主梁不平行也不垂直，其倾斜仰面1a和倾斜俯面1b在钢塔自身轴线上。

(3)利用所述自升式提升模架从所述倾斜俯面1b的一侧吊装续接钢塔节段12到所述已安装钢塔节段11顶部进行安装；

所述倾斜俯面1b的一侧作为续接钢塔节段12的起吊位置，若起吊位置在陆地上且地面基础满足要求可以使用汽车运输续接钢塔节段12到起重臂2221a下方，若起吊位置在河道上或者地面基础不良的陆地上，可以搭设转运平台或者将施工栈桥延伸到该起吊位置，若河道条件良好，可以使用驳船提供起吊平台。

具体地，所述续接钢塔节段12的吊装过程如下：

转运续接钢塔节段12在所述起重臂2221a正下方就位；

通过起重臂2221a竖直起吊续接钢塔节段12至已安装钢塔节段11顶部以上的预设高度；具体地，纵移所述起重天车223至起重臂端，然后调整所述起重天车223的移动小车2231的横向位置，正对续接钢塔节段12之后，下放起重吊钩2234，起重吊钩2234与续接钢塔节段12的吊点连接好之后，通过起重动力系统起吊所述续接钢塔节段12。为了后续的对接工作，续接钢塔节段12先提升至比已安装钢塔节段11顶部略高的高度，因此，所述自升式提升模架内部供续接钢塔节段12平移的通道的高度大于续接钢塔节段12的高度，所述供续接钢塔节段12平移的通道由起重主梁222、前支腿224、起重天车223和已安装钢塔节段11的顶面限定，所述通道的高度是指已安装钢塔节段11的顶面到起重天车223的移动小车2231的垂直距离，所述通道的高度满足容纳一个续接钢塔节段12和起重吊钩2234的工作高度。

沿起重臂2221a纵长方向平移续接钢塔节段12至已安装钢塔节段11上方；所述续接钢塔节段12沿所述平移的通道到达已安装钢塔节段11的上方。

根据倾斜塔段的线型对接续接钢塔节段12；通过所述起重天车223的两个卷扬机23精准调整移动小车2231，从而使得续接钢塔节段12能在预设的对接位置实现落架和焊接，以完成一个续接钢塔节段12的安装工序。

(4)所述续接钢塔节段12安装到位之后，所述自升式提升模架利用其自爬升系统21爬升到下一个工位对下一个续接钢塔节段12进行安装；参考上文叙述的自爬升系统21的爬升方法，驱动自升式提升模架沿钢塔1爬升，循环执行步骤(3)，直至完成所有续接钢塔节段12的吊装与对接。

(5)根据倾斜塔段的线型对所述续接钢塔节段12进行安装，并且所述自升式提升模架的起重架体保持水平；

保持所述起重主梁222水平时，调整所述爬架221和起重主梁222之间的安装角度，平移所述前支腿224在起重主梁222的底面的固定位置以及调整前支腿224在钢塔节段表面的锚固高度，使得所述起重主梁222在所述爬架221和前支腿224的支撑下保持水平。具体地，所述爬架221和起重主梁222之间的安装角度通过支撑座的垫片数量的增减进行调整。进一步地，吊梁施工工况下，通过起重主梁222底面的支腿油缸2243调整前支腿224在起重主梁222上的位置，然后前支腿224的下端通过销接的方式与钢塔1表面联接，最后调整前支腿224的整体高度将起重主梁222调平。

(6)钢塔1安装完成之后，参考上文叙述的自爬升系统21的下行方法，驱动自升式提升模架沿钢塔1下降到初始安装位置，以便于对该提升模架进行拆除；

(6)在提升模架下移和拆除的过程中，在所述提升模架撤离的区域完成钢塔1的表面打磨，涂装，及其它作业。

综上所述，本申请钢塔单侧爬升式提升模架及应用在倾斜独柱式钢索塔，提升模架可以利用索塔本身进行自爬升，不需要单独的基础和落地支撑，同时降低了提升模架高度，也解决了超高吊装的难题，安全性强，施工效率高。

上述实施例为本申请较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种钢塔单侧爬升式提升模架，其特征在于，其包括自爬升系统、附着在所述自爬升系统上的起重系统，以及安装在所述起重系统上的起重动力系统；其中，

所述自爬升系统，包括预埋在构筑物表面其中一侧的锚固座、附着在所述锚固座上的轨道，以及反钩在所述轨道上的爬升组件；

所述起重系统附着在所述爬升组件上，并向所述自爬升系统的固定面的对侧延伸出起重臂；

所述起重动力系统包括设置在所述起重臂上执行起重和平移工序的动力组件。

2.如权利要求1所述的提升模架，其特征在于，所述轨道的两端与所述锚固座附着，相邻的两个所述轨道首尾相接附着在同一个所述锚固座上。

3.如权利要求2所述的提升模架，其特征在于，所述自爬升系统包括至少3根所述轨道和2组所述爬升组件。

4.如权利要求1所述的提升模架，其特征在于，所述轨道与锚固座连接的一面定义为背面，所述轨道的两个侧面沿其纵长方向设有反钩槽，所述爬升组件设有与所述反钩槽间隙配合的反钩部，所述反钩部包括横截面形状与所述反钩槽的横截面形状相近的滑块，以及连接滑块的端部与所述爬升组件主体的连接臂；所述爬升组件与所述轨道之间通过销接固定；所述爬升组件包括爬架顶升座、通过顶升油缸(2134)连接在所述爬架顶升座下方的油缸座以及设置在所述油缸座下方的爬架导向座。

5.如权利要求4所述的提升模架，其特征在于，所述爬架顶升座的其中一个连接臂设有单销轴液压插拔销机构，对应地，爬架顶升座的一个连接臂开设有一个插拔销孔；所述油缸座的其中一个连接臂设有双销轴液压插拔销机构，对应地，油缸座的一个连接臂开设有两个插拔销孔，油缸座上同一连接臂的两个插拔销孔的间距与轨道的插拔销孔的间距适配；所述爬架导向座的一个连接臂开设有一个插拔销孔。

6.如权利要求5所述的提升模架，其特征在于，所述插拔销孔的间距为300～400mm。

7.如权利要求4所述的提升模架，其特征在于，所述爬架顶升座和爬架导向座的正面分别设置为栓接面。

8.如权利要求4所述的提升模架，其特征在于，所述轨道的正面设有防坠剪力块，对应地，所述爬架顶升座的顶部设有防坠锁舌。

9.如权利要求1所述的提升模架，其特征在于，所述起重系统包括与所述爬升组件栓接的爬架、设置在所述爬架顶部的起重主梁、设置在所述起重主梁上方的起重天车、以及支撑在所述起重主梁下方并锚固在所述自爬升系统的固定面的对侧的前支腿。

10.如权利要求9所述的提升模架，其特征在于，所述爬架的顶部与所述起重主梁之间设有转动支座和与所述转动支座配合的支撑座；所述转动支座和支撑座沿起重主梁的纵长方向布设。

11.如权利要求9所述的提升模架，其特征在于，所述起重主梁包括一对平行设置的主纵梁，以及一对分别正交连接在所述主纵梁两个末端的横梁；所述主纵梁的底面从爬架连接端到起重臂端依次设置转动支座连接座、支撑座连接座和调平轨道。

12.如权利要求11所述的提升模架，其特征在于，所述横梁的宽度大于被起吊的构筑物的横向宽度。

13.如权利要求11所述的提升模架，其特征在于，所述起重天车包括转接卷扬机所输出的动力以控制起重吊钩的移动小车、垂直于所述主纵梁设置的天车主梁以及连接所述天车主梁和主纵梁的天车斜杆；所述移动小车架设在天车主梁上，通过横移油缸可在所述天车主梁上实现横移。

14.如权利要求13所述的提升模架，其特征在于，所述主纵梁的顶面设有反钩轨道，对应地，所述天车斜杆的底部反钩在所述主纵梁的顶面，通过纵移油缸可在所述主纵梁上实现纵移。

15.如权利要求11所述的提升模架，其特征在于，所述前支腿包括一对分别反钩在所述主纵梁调平轨道的支腿上立柱、转接所述支腿上立柱锚固在构筑物表面的支腿下锚固组件，以及驱动所述前支腿沿调平轨道平移的支腿油缸。

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