CN212584408U - 垂直顶升装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种垂直顶升装置，用于在水平设置的钢顶管内顶升管节，包括：至少一个底座，位于钢顶管内；顶升架，位于底座上，包括U形架及两个顶托，U形架竖直设置且开口朝上，U形架包括底板及两个垂直设置于底板上的侧板，底板用于放置管节，两个顶托分别设置于两个侧板远离底板的一端，且两个顶托垂直于侧板并朝相反的方向延伸；至少一组垫块，位于底板与管节之间；至少两个分别设置于两个顶托下方的液压油缸，液压油缸能够沿竖直方向伸长或缩短以使顶升架上升或下降。通过在底板与管节设置垫块，能够在液压油缸行程有限的情况下提高管节的高度。并且垫块的高度及数量可变，适用于不同直径的顶升管。

Description

垂直顶升装置

技术领域

本实用新型涉及顶管施工技术领域，尤其涉及一种垂直顶升装置。

背景技术

随着国家对于环保要求的进一步提高，沿海地区工业废水和城市生活污水需进行深海排放，长距离管道排污作用愈加明显。采用常规水下开挖埋管的工艺铺设排污管道，其弊端为造价高、污染大、环境影响大；而采用钢顶管工艺+ 垂直顶升工艺，可有效减小对环境的破坏，同时，工程造价相对于水下埋管工艺也更低。钢顶管工艺是指在工作坑内借助顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将钢顶管按设计的坡度顶入土中。垂直顶升工艺是指利用垂直顶升设备在水平钢顶管内将多节管节逐节向上顶起，连接相邻的管节并使管节露出海床泥面至设计标高。

目前常用的垂直顶升设备采用液压油缸或千斤顶作用于管节上，以使所述管节上升。其缺点在于液压油缸或千斤顶的顶升高度有限，需要在顶升过程中移动或置换液压油缸或千斤顶，由于钢顶管内的空间有限，不便于操作，使得施工效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种垂直顶升装置，结构简单，方便操作，能够适用于不同直径的顶升管。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种垂直顶升装置，用于在水平设置的钢顶管内顶升管节，包括：

至少一个底座，位于所述钢顶管内；

顶升架，位于所述底座上，包括U形架及两个顶托，所述U形架竖直设置且开口朝上，所述U形架包括底板及两个垂直设置于所述底板上的侧板，所述底板用于放置管节，两个所述顶托分别设置于两个所述侧板远离所述底板的一端，且两个所述顶托垂直于所述侧板并朝相反的方向延伸；

至少一组垫块，位于所述底板与所述管节之间；

至少两个分别设置于两个所述顶托下方的液压油缸，所述液压油缸能够沿竖直方向伸长或缩短以使所述顶升架上升或下降。

可选的，所述底座为两个，两个所述底座沿所述钢顶管的轴向平行设置，所述垂直顶升装置还包括设置于所述底座上的两根支撑杆，所述支撑杆与所述底座相互垂直，且所述支撑杆的两端分别位于两个所述底座上，每根所述支撑杆上至少设置有一个所述液压油缸。

可选的，两根所述支撑杆在竖直方向上等高。

可选的，所述底板在平行于所述钢顶管轴向上的宽度小于两个所述底座之间的间距，且所述底板在垂直于所述钢顶管轴向的宽度小于两根支撑杆之间的间距。

可选的，所述底板的上表面的竖直高度小于或等于所述底座的上表面的竖直高度。

可选的，所述底座为一个，所述顶升架及所述液压油缸均设置于所述底座上。

可选的，所述底座在平行于所述钢顶管轴向上的宽度大于所述底板在平行于所述钢顶管轴向上的宽度。

可选的，所述底座为弧形，且所述底座的弧度与所述钢顶管的底部的弧度相匹配以使所述底座的下表面与所述钢顶管底部的表面贴合。

可选的，所述底座包括顶壁及两个弧形侧壁，所述顶壁的两端分别连接两个所述弧形侧壁的同侧，所述弧形侧壁的另一侧与所述钢顶管的底部接触。

可选的，所述顶壁与两个所述弧形侧壁围合的区域内设置有若干加劲肋。

可选的，所述顶托包括方形托板及两块直角三角形侧板，两块所述直角三角形侧板分别设置于所述侧板相对的两侧，且所述直角三角形侧板的两条直角边分别连接所述侧板和所述方形托板，所述液压油缸的伸缩端与所述方形托板抵接。

本实用新型提供了一种垂直顶升装置，通过液压油缸及顶升架能够使管节在竖直方向移动，且通过在所述顶升架的底板与所述管节设置垫块，能够在液压油缸行程有限的情况下提高管节的上升高度。并且，垫块的高度及数量可变，适用于不同直径的顶升管，灵活性更强。此外，整个装置结构简单，占用空间小，操作简单，能够在空间有限的顶升管中进行顶升。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的垂直顶升装置的主视图；

图2为本实用新型实施例一提供的垂直顶升装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例一提供的顶升架的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的底座的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的垂直顶升装置的主视图

图6为本实用新型实施例提供的顶升方法的步骤图；

其中，附图标记为：

10、11-底座；20、21-顶升架；30、31-垫块；40、41-液压油缸；50-支撑杆；

110-顶壁；120-弧形侧壁；130-加劲肋；210-底板；220-侧板；230-顶托。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一：

如图1-图3所示，本实施例提供了一种垂直顶升装置，用于在水平设置的钢顶管内顶升管节，包括：

至少一个底座10，位于所述钢顶管内；

顶升架20，位于所述底座10上，包括U形架及两个顶托230，所述U形架竖直设置且开口朝上，所述U形架包括底板210及两个垂直设置于所述底板 210上的侧板220，所述底板210用于放置管节，两个所述顶托230分别设置于两个所述侧板220远离所述底板210的一端，且两个所述顶托230垂直于所述侧板220并朝相反的方向延伸；

至少一组垫块30，位于所述底板210与所述管节之间；

至少两个分别设置于两个所述顶托230下方的液压油缸40，所述液压油缸 40能够沿竖直方向伸长或缩短以使所述顶升架20上升或下降。

具体的，所述水平设置的钢顶管为排水主管道，通过顶管工艺进行施工埋设。所述底座10用于承载顶升架20、管节及液压油缸40等结构，位于所述钢顶管内的底部。本实施例中，所述底座10为弧形，且所述底座10的弧度与所述钢顶管的底部的弧度相匹配以使所述底座10的下表面与所述钢顶管底部的表面贴合。应当理解的是，所述底座10沿垂直于所述钢顶管轴向的方向放置，由于钢顶管为圆柱状结构，故将所述底座10的形状设计为与所述钢顶管相匹配的形状以使所述垂直顶升装置放置的更加稳固，进而保证管节在顶升过程中的稳定性。

请参照图4，所述底座10包括顶壁110及两个弧形侧壁120，所述顶壁110 的两端分别连接两个所述弧形侧壁120的同侧，所述弧形侧壁120的另一侧与所述钢顶管的底部接触。本实施例中，为降低底座10的重量且保证底座10具有足够的强度及刚度，可将底座10设计为空心结构，以便于所述底座10在钢顶管内运输。

本实施例中，所述顶壁110和所述弧形侧壁120均为钢板，且所述顶壁110 与所述弧形侧壁120通过焊接进行连接。根据钢顶管的尺寸设计所述底座10的尺寸，所述底座10可在工厂进行预制，然后运输到现场进行安装即可。或者，所述顶壁110和所述侧壁可以采用装配化的形式在现场进行组装，本申请对此不作限制。

本实施例中，所述顶壁110与两个所述弧形侧壁120围合的区域内设置有若干加劲肋130，通过设置加劲肋130以提高所述底座10的强度和刚度。所述加劲肋130沿所述弧形侧壁120的周向设置，所述加劲肋130与所述底壁及两个所述弧形侧壁120均为焊接。

请继续参照图1，所述底座10至少为两个，两个所述底座10沿所述钢顶管的轴向平行设置，所述垂直顶升装置还包括设置于所述底座10上的两根支撑杆 50，所述支撑杆50与所述底座10相互垂直，且所述支撑杆50的两端分别位于两个所述底座10上，每根所述支撑杆50上至少设置有一个所述液压油缸40。本实施例中，所述底座10为两个，两个所述底座10间隔1米放置。所述底座 10上设置有所述支撑杆50，所述支撑杆50上放置有至少一个液压油缸40。通过设置支撑杆50，一方面可以便于管节由底座10上转移至所述顶升架20上，另一方面可以垫高液压油缸40，使得所述顶升架20在竖直方向的活动范围更大。本实施例中，所述支撑杆50可采用钢板制作，且两个支撑杆50处于同一水平面上，以防止所述顶升架20倾斜，影响管节的顶升。

本实施例中，所述底板210在平行于所述钢顶管轴向上的宽度小于两个所述底座10之间的间距，且所述底板210在垂直于所述钢顶管轴向的宽度小于两根支撑杆50之间的间距。可以理解为所述底座10与所述支撑杆50围合出的矩形框架的长和宽分别大于所述底板210的长和宽，以使所述底板210可以低于所述矩形框架，也可以高于所述矩形框架，活动范围更大。

可选的，所述底板210的上表面的竖直高度小于或等于所述底座10的上表面的竖直高度，以便于将管节从底座10上转移至所述底板210上。本实施例中，所述底板210的上表面与所述底座10的上表面齐平。应理解的是，图1中所示的液压油缸处于伸出状态，故所述底板210的上表面要高于所述底座10。

请继续参照图1及图3，所述顶升架20用于承载管节，并对管节进行顶升。所述顶升架20包括U形架及两个顶托230，所述管节放置在所述U形架的底板 210上，所述顶托230上至少设置有一个液压油缸40，通过液压油缸40的伸长或缩短以使所述顶托230上升或下降，从而带动整个顶升架20及所述管节上升或下降。由于是利用顶升架20两侧的液压油缸40进行驱动，相比传统的直接顶升管节的方式，顶升架20及管节上升过程更加平稳，管节不容易倾斜，结构简单，且便于操作。

本实施例中，所述底板210及侧板220均可采用钢板进行制作，所述底板 210在垂直所述钢顶管轴向上的宽度略小于所述管节的直径，所述侧板220的高度小于所述管节的高度，以便于当管节上升的预设高度需要进行拼接时，通过管节的顶部对管节进行固定和止退。

所述顶托230包括方形托板及两块直角三角形侧板，两块所述直角三角形侧板分别设置于所述侧板220相对的两侧，且所述直角三角形侧板的两条直角边分别连接所述侧板220和所述方形托板，所述液压油缸40的伸缩端与所述方形托板抵接。本实施例中，两块所述直角三角形侧板之间的间距等于所述液压油缸40的直径，以便于所述顶托230对所述液压油缸40进行固定，防止液压油缸40在顶升过程中晃动及倾斜，影响管节之间的对准及连接。

所述液压油缸40用于顶升管节，所述液压油缸40采用液压站作为动力源，其油泵可采用变量泵，用以调整顶升的速度。两个所述液压油缸40的进油管道上还可以设置调节阀来调节进油速度，从而实现对两个液压油缸40的顶升速度的分开调节，以便于对管节进行纠偏。当然，还可以采用千斤顶等其他设备进行顶升，本申请对此不作限制。本实施例中，所述液压油缸40为两个，当然，也可以多于两个，本申请不作限制。

所述垫块30用于调节所述管节的顶升高度。应当理解的是，由于液压油缸 40的伸缩行程有限，通过在所述底板210与所述管节设置垫块30，能够在顶升架20上升高度不变的情况下提高管节的高度，以便于管节到达预设高度。本实施例中，所述垫块30为四组，每组垫块30为两个。当然，本申请对于垫块30 的数量不作任何限制。

实施例二：

与实施例一不同之处在于，本实施例二中，请参照图5，所述底座10的数量为一个，所述顶升架20及所述液压油缸均设置于所述底座10上。其优势在于结构更为简化，但是相比实施例一的不足之处在于管节无法轻易的从底座10 转移到顶升架20上，需要人力抬运。

本实施例中，所述顶升架20与所述底座10平行放置，且均垂直于钢顶管的轴向，两个液压油缸40分别设置于所述底座10的两端。所述底座10在平行于所述钢顶管轴向上的宽度大于所述底板210在平行于所述钢顶管轴向上的宽度，以便于所述底座10更好的承载住所述顶升架20及管节，防止所述顶升架 20倾斜。

基于此，本申请还提供了一种顶升方法，结合图1、图3及图6，使用所述的顶升装置进行顶升，包括：

步骤S1:在钢顶管内依次安装好底座10、顶升架20及液压油缸40；

步骤S2:将管节放置在所述顶升架20的底板210上；

步骤S3:驱动所述液压油缸40伸长以使所述顶升架20上升至第一预设位置，至少部分所述管节伸出所述钢顶管的洞口；

步骤S4:驱动所述液压油缸40缩短以使所述顶升架20下降至初始位置，在所述底板210上放置垫块30；

步骤S5:驱动所述液压油缸40伸长以使所述垫块30与所述管节的底部接触，并继续驱动所述液压油缸伸长以使所述顶升架20上升至第二预设位置；

步骤S6:若所述第二预设位置的高度小于最终预设位置，重复步骤S4-S5，在位于所述底板210最上方的垫块30上继续放置垫块30。

具体的，执行步骤S1，在钢顶管内依次安装好底座10、顶升架20及液压油缸40，可通过转运小车将预制好的底座10、顶升架20及液压油缸40沿钢顶管运输到管节顶升位置处，将底座10固定在钢顶管的底部，且正对所述管节顶升的洞口，然后放置支撑杆50，并在支撑杆50上设置顶升架20及液压油缸40。

然后执行步骤S2:将管节放置在所述顶升架20的底板210上。本实施例中，先将管节运输至待顶升位置处并转移至底座10上，再将管节转移至顶升架20 的底板210上，确保管节的垂直度，放置稳定后准备顶升。

接着执行步骤S3，驱动所述液压油缸40伸长以使所述顶升架20上升至第一预设位置，至少部分所述管节伸出所述钢顶管的洞口。本实施例中，在顶升过程中要注意两个液压油缸40伸出速度的一致性，并用仪器实时监测管节是否水平上升，控制顶升速度在3公分/秒-7公分/秒的范围内。必要时，及时调整两个液压油缸40的伸出量进行纠偏，保证管节的垂直度。本实施例中，所述液压油缸40的极限行程等于所述顶升架20由初始位置到所述第一预设位置的高度。相当于所述液压油缸40完全伸出时，所述顶升架20到达第一预设位置。应当理解的是，由于液压油缸的行程有限，此时管节并未到达与下一管节进行连接时的高度，故需要进一步顶升所述管节。

接着，执行步骤S4:驱动所述液压油缸40缩短以使所述顶升架20下降至初始位置，在所述底板210上放置一组垫块30。应当理解的是，钢顶管的洞口出一般设置有止水装置，例如钢压环，由于放置垫块的时间较短，已经顶出土壤的管节部分与土壤之间具有摩擦力，以及所述管节与止水装置的接触面同样具有摩擦力，使得垫块在放置过程中管节不会产生过大的滑落。

然后执行步骤S5:驱动所述液压油缸40伸长以使所述垫块30与所述管节的底部接触，并继续驱动所述液压油缸伸长以使所述顶升架20上升至第二预设位置。由于管节与顶升架20的底板210之间设置有垫块30，故当液压油缸40完全伸出时，所述管节再次上升了一个垫块30的高度。

最后执行步骤S6:若所述第二预设位置的高度小于最终预设位置，重复步骤 S4-S5，在位于所述底板210最上方的垫块30上继续放置垫块30。本实施例中，所述垫块30的数量为四组，相当于步骤S4-S5重复了四次，即顶升架20上放置了四组垫块30之后，所述管节到达了预设高度。同样可以理解的是，由于底板210与管节之间的高度有限，无法一次性放置四组所述垫块30，故需要每次将管节顶升一端距离后，才能继续放置垫块30。

综上，本实用新型提供了一种垂直顶升装置，用于在水平设置的钢顶管内顶升管节，所述垂直顶升装置包括：至少一个底座，位于所述钢顶管内；顶升架，位于所述底座上，包括U形架及两个顶托，所述U形架竖直设置且开口朝上，所述U形架包括底板及两个垂直设置于所述底板上的侧板，所述底板用于放置管节，两个所述顶托分别设置于两个所述侧板远离所述底板的一端，且两个所述顶托垂直于所述侧板并朝相反的方向延伸；至少一组垫块，位于所述底板与所述管节之间；至少两个分别设置于两个所述顶托下方的液压油缸，所述液压油缸能够沿竖直方向伸长或缩短以使所述顶升架上升或下降。通过在所述底板与所述管节设置垫块，能够在液压油缸行程有限的情况下提高管节的高度，以便于管节到达预设高度。整个装置结构简单，布置灵活，垫块的高度及数量可变，适用于不同直径的顶升管。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种垂直顶升装置，用于在水平设置的钢顶管内顶升管节，其特征在于，包括：

至少一个底座，位于所述钢顶管内；

顶升架，位于所述底座上，包括U形架及两个顶托，所述U形架竖直设置且开口朝上，所述U形架包括底板及两个垂直设置于所述底板上的侧板，所述底板用于放置管节，两个所述顶托分别设置于两个所述侧板远离所述底板的一端，且两个所述顶托垂直于所述侧板并朝相反的方向延伸；

至少一组垫块，位于所述底板与所述管节之间；

至少两个分别设置于两个所述顶托下方的液压油缸，所述液压油缸能够沿竖直方向伸长或缩短以使所述顶升架上升或下降。

2.如权利要求1所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底座为两个，两个所述底座沿所述钢顶管的轴向平行设置，所述垂直顶升装置还包括设置于所述底座上的两根支撑杆，所述支撑杆与所述底座相互垂直，且所述支撑杆的两端分别位于两个所述底座上，每根所述支撑杆上至少设置有一个所述液压油缸。

3.如权利要求2所述的垂直顶升装置，其特征在于，两根所述支撑杆在竖直方向上等高。

4.如权利要求2所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底板在平行于所述钢顶管轴向上的宽度小于两个所述底座之间的间距，且所述底板在垂直于所述钢顶管轴向的宽度小于两根支撑杆之间的间距。

5.如权利要求2所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底板的上表面的竖直高度小于或等于所述底座的上表面的竖直高度。

6.如权利要求1所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底座为一个，所述顶升架及所述液压油缸均设置于所述底座上。

7.如权利要求6所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底座在平行于所述钢顶管轴向上的宽度大于所述底板在平行于所述钢顶管轴向上的宽度。

8.如权利要求1-7中任一项所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底座为弧形，且所述底座的弧度与所述钢顶管的底部的弧度相匹配以使所述底座的下表面与所述钢顶管底部的表面贴合。

9.如权利要求8所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述底座包括顶壁及两个弧形侧壁，所述顶壁的两端分别连接两个所述弧形侧壁的同侧，所述弧形侧壁的另一侧与所述钢顶管的底部接触。

10.如权利要求9所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述顶壁与两个所述弧形侧壁围合的区域内设置有若干加劲肋。

11.如权利要求1所述的垂直顶升装置，其特征在于，所述顶托包括方形托板及两块直角三角形侧板，两块所述直角三角形侧板分别设置于所述侧板相对的两侧，且所述直角三角形侧板的两条直角边分别连接所述侧板和所述方形托板，所述液压油缸的伸缩端与所述方形托板抵接。

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