巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法
2023-09-17 02:24:15
專利名稱：巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法
技術領域：
本發明涉及一種建築鋼結構的安裝施工方法，特別是一種巨型異形鋼構件的吊裝方法。
技術背景在建築鋼結構安裝工程中，巨型異形鋼構件吊裝多採用雙機抬吊或多機抬吊方法進行施 工，吊裝時不僅需要兩臺或多臺相應起重能力的大型吊機及其它小型輔助起重機，同時要求 施工現場具備開闊的施工場地，而隨著城市建築逐步向高度密集化發展，建築鋼結構工程施 工現場一般場地狹小、作業條件苛刻，不具備雙機抬吊或多機抬吊的作業條件，因此現在需 要尋求一種新的方法來解決這一難題。發明內容為了克服現有的巨型異形鋼構件吊裝方法的不足，本發明提供一種巨型異形鋼構件單機 翻身吊裝方法，要解決傳統巨型異形鋼構件吊裝只能採用雙機抬吊或多機抬吊方法進行施工 的技術問題。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵在於其步驟為 步驟l、仿真分析確定吊裝構件的重心。步驟2、根據吊裝繩索具長度及吊裝構件的外形尺寸設置吊點。步驟3、根據吊點在吊裝過程中的受力情況進行吊耳設計和吊耳製作，將製作好的吊耳 焊接在吊點上，同時對吊裝現場進行施工準備。步驟4、根據選定工況，在吊機的超起託盤上掛設脫胎超起配重，調整吊機的作業半徑 以滿足脫胎時的起重能力。步驟5、將主繩一端與吊機的吊機吊鉤連接，另一端與吊裝構件上的板式脫胎主繩吊耳連接，將副繩一端與吊機的吊機吊鉤連接，另一端與吊裝構件上的板式脫胎副繩吊耳連接， 然後進行吊裝構件脫胎。步驟6、脫胎後將吊裝構件放置至臨時擱置位置。步驟7、移動吊機至起扳位置，按照吊裝工況分析結果設置起扳超起配重。 步驟8、將吊裝構件由臨時擱置位置吊起，放置到吊裝構件重心處於吊機起扳時對應的 作業半徑的位置上，將吊裝構件的上埠朝遠離吊機方向放置，並使之處於吊機最大作業半4徑的位置，將吊裝構件的下埠朝靠近吊機方向放置、並使其位於起扳迴轉槽上。步驟9、解開主繩與板式脫胎主繩吊耳、副繩與板式脫胎副繩吊耳之間的連接，將主繩 與構件內側上的構件主繩管式吊耳連接，將副繩與構件外側上的構件副繩板式吊耳連接，利 用起扳迴轉槽，進行吊裝構件起扳，直至垂直大地的主繩通過吊裝構件重心位置。 步驟IO、使吊裝構件直立。步驟ll、迴轉吊機主臂至吊裝構件最終安裝位置，使吊裝構件和吊機在一條直線上，然 後吊機負載前行至預定位置。在上述步驟2中，將吊耳焊接到吊裝構件上後，進行無損檢測。在上述步驟3中，吊裝現場施工準備包括確定吊機的吊裝工藝參數，根據吊裝構件的拼 裝位置和最終安裝位置確定吊車的行走路線，確保吊車行走路線的地耐力滿足吊車關於地耐力的要求，並且保證路面的平整度，保證路面傾斜角度小於r 。在上述步驟8中，起扳迴轉槽的做法為在迴轉槽路基箱端部、起扳構件底部處預留一首 槽，槽內放置有一排枕木，這排枕木的中間位置預留迴轉用的一道槽，槽內放置有保護軟 墊，並做好枕木、保護軟墊、迴轉槽路基箱的固定工程，保證構件起扳迴轉時其不發生移動。在上述步驟9中，主繩為定長繩具，包括一條主繩定長段，主繩上段上連接有主繩扁 擔，主繩扁擔又連接兩條主繩分繩。在上述步驟9中，副繩為長度可調繩索具，包括副繩定長段，副繩定長段連接有第一卸 扣，第一卸扣與副繩滑輪組連接，副繩滑輪組又與第二卸扣連接。在步驟ll完成後，在不松鉤的狀態下進行吊裝構件校正，校正時，應先調整標高再調整 偏移，校正合格後，立即拉設臨時支撐系統，臨時支撐系統設置完畢並驗收合格後，立即進 行接口焊縫的焊接施工，待坡口焊縫焊接至l/3後，吊機方可松鉤。本發明的有益效果是本發明克服了現有建築鋼結構工程施工現場場地狹小、作業條件苛刻、不具備雙機抬吊 或多機抬吊的作業條件的問題，只需一臺大型吊機，無需具備開闊的施工場地，即可完成種 巨型異形鋼構件的翻身吊裝。本發明可廣泛適用於各種體育場館、會議展覽中心、航站樓等建築鋼結構中吊重為360 噸以下巨型異形鋼構件吊裝。另外，工業鍋爐、冶金窯爐及煉油反應器等大型設備吊裝工程 可參照執行。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖l是本發明的施工流程圖。圖2是吊裝構件脫胎的示意圖。圖3是吊裝構件與迴轉槽路基箱的位置關係示意圖。 圖4是吊裝構件準備起扳的示意圖。 圖5是吊裝構件處於起扳過程中的示意圖。 圖6是吊裝構件處於直立狀態的示意圖。附圖標記l一吊機、l.l一吊機吊鉤、1.2—吊機底盤、1.3—吊機主臂、1.4一超起託 盤、2 —主繩、2. l —主繩定長段、2.2 —主繩扁擔、2. 3 —主繩分繩、3 —副繩、3. l —副繩定 長段、3.2 —第一卸扣、3.3 —副繩滑輪組、3.4 —第二卸扣、4一板式脫胎副繩吊耳、5 —板 式脫胎主繩吊耳、6—吊裝構件、6. l —構件內側、6.2 —構件外側、7 —保護軟墊、8 —迴轉 槽路基箱、9一枕木、IO —枕木前擋板、ll一普通路基箱、12 —構件主繩管式吊耳、13 —構 件副繩板式吊耳。
具體實施方式
實施例參見圖l所示，這種巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵在於其步驟為步驟l、仿真分析確定吊裝構件6的重心。將結構的三維軸線模型導入計算機有限元分析 軟體中，定義結構所有杆件的各種材料屬性，並對構件施加重力加速度，然後利用力矩平衡 原理即可求得重心位置。為便於說明問題，下面以本實施例中的吊裝構件為例闡述空間複雜構件重心求解過程。為了求解重心位置，約束底部的三個節點，記為l、 2、 3，這三點在該坐標系中的坐標 值分別為(X1、 Yl、 Zl)、 (X2、 Y2、 Z2)、 (X3、 Y3、 Z3)，這三個坐標值為已知條件；記重心 在該坐標系中的坐標值為(Gx、 Gy、 Gz)。對構件施加Z向的重力加速度，求解出三個約束點 在重力加速度作用下的豎向反力，記為R1、 R2、 R3。將這三個反力和構件的重力一起對坐標 系的X、 Y軸取矩，由力矩平衡原理知EMY=(RlXXl+R2XX2+R3XX3)+GXGx=0 (3. 2. 1-1)EMX=(RlXYl+R2XY2+R3XY3)+GXGy=0 (3. 2. l-2)由以上兩個方程可以求解出Gx、 Gy的值。同理對構件施加X向的重力加速度，求解出三個約束點在重力加速度作用下的Z反力，記 為RZ1、 RZ2、 RZ3。將這三個反力和構件的重力一起對坐標系的Z軸取矩，由力矩平面原理 有EMZ=(RZ1XX1+RZ2XX2+RZ3XX3)+GXGZ=0 (3. 2. l-3)由上述方程即可求解出Gz值。步驟2、根據吊裝繩索具長度及吊裝構件6的外形尺寸設置吊點。吊點設置以控制主、副 繩具間的角度為核心。步驟3、根據吊點在吊裝過程中的受力情況進行吊耳設計和吊耳製作，將製作好的吊耳 焊接在吊點上，同時對吊裝現場進行施工準備。吊耳方向布置時應保證其受力為沿著吊繩方 向。吊耳分脫胎吊耳和起扳吊耳，脫胎吊耳在脫胎過程中受力方向不改變， 一般設計成板式 吊耳，起扳吊耳在起扳過程中受力方向不斷在改變， 一般設計成管式吊耳。將吊耳焊接到吊 裝構件6上後，需要進行無損檢測，如不合格，需重新焊接。吊裝現場施工準備包括有根據吊裝構件的重心位置、吊重、外形尺寸以及構件的拼裝位 置和安裝位置等因素進行吊裝工況分析確定吊機l的吊裝工藝參數。根據吊裝構件6的拼裝位 置和最終安裝位置來定吊車l行走路線，原則上應保證吊機l行走時其吊機底盤l. 2的中心點 在構件拼裝、構件安裝就位兩狀態下重心在地面投影點的連線上或儘量接近該連線。確保吊 車行走路線的地耐力滿足吊車關於地耐力的要求，並且要保證路面的平整度，保證路面傾斜 角度小於l。，對於吊車行走道路無法滿足地耐力要求的，可通過鋪設路基箱增大吊車與地 面的接觸面等措施保證地耐力的要求。步驟4、根據選定工況，在吊機1的超起託盤1.4上掛設脫胎超起配重，調整吊機l的作業 半徑以滿足脫胎時的起重能力。參見圖2 ，步驟5、將主繩2—端與吊機1的吊機吊鉤1.1連接，另一端與吊裝構件6上的 板式脫胎主繩吊耳5連接，將副繩3—端與吊機1的吊機吊鉤1.1連接，另一端與吊裝構件6上 的板式脫胎副繩吊耳4連接，然後進行吊裝構件6脫胎。步驟6、吊裝構件6脫胎後，通過吊機轉臂、負載行走等動作將吊裝構件6放置至臨時擱 置位置。脫胎後可將吊裝構件6提升到離最高障礙物2m，然後吊機帶構件原地轉盤，並行走至起 扳時吊機中心點處，將構件轉至臨時擱置位置。臨時擱置吊裝構件6時，在吊裝構件外側對 應的節點的位置下鋪設200mm高的路基板，路基板上再鋪120mm高的枕木，吊裝構件6擱置於 枕木上。步驟7、移動吊機l至起扳位置，按照吊裝工況分析結果設置起扳超起配重。 步驟8、將吊裝構件6由臨時擱置位置吊起，放置到吊裝構件重心處於吊機起扳時對應的 作業半徑的位置上，將吊裝構件的上埠朝遠離吊機方向放置，並使之處於吊機最大作業半徑的位置，將吊裝構件的下埠朝靠近吊機方向放置，並使其位於起扳迴轉槽上。起扳迴轉槽做法為在迴轉槽路基箱8端部、起扳構件底部處預留一首寬約2m左右的槽( 具體寬度視構件斷面確定)，槽內放置有一排枕木9，這排枕木9的中間位置預留迴轉用的一 道槽，槽內旋轉汽車輪胎等保護軟墊7，並做好枕木9、保護軟墊7、迴轉槽路基箱8等固定工 程，保證構件起扳迴轉時其不發生移動。枕木9由枕木前擋板10固定。步驟9、解開主繩2與板式脫胎主繩吊耳5、副繩3與板式脫胎副繩吊耳4之間的連接，將 主繩2與構件內側6. 1上的構件主繩管式吊耳12連接，將副繩3與構件外側6. 2上的構件副繩板 式吊耳13連接，利用起扳迴轉槽，進行吊裝構件6起扳。起扳前，吊裝構件上埠處於吊機 最大作業半徑的位置，起扳過程中，吊機主臂1.3從最大半徑減到臨界作業半徑，吊裝構件 7置於普通路基箱11上，吊裝構件的下埠的底部拐角置於起扳迴轉槽上的保護軟墊7上。圖 4，圖5為起扳過程示意圖。單機起扳關鍵點是起扳迴轉槽的設置，利用與大地的接觸點作為吊裝溜尾點，同時要注 意迴轉點處吊裝構件6的保護及迴轉點的固定。起扳迴轉槽的設置如圖3所示。參見圖6，主繩2為定長繩具，包括一條主繩定長段2. 1，主繩上段2. l上連接有主繩扁 擔2.2，主繩扁擔2.2又連接兩條主繩分繩2.3。副繩3為長度可調繩索具，包括副繩定長段 3.1，副繩定長段3. l連接有第一卸扣3.2，第一卸扣3.2與副繩滑輪組3.3連接，副繩滑輪組 3. 3又與第二卸扣3. 4連接。起扳過程中可通過調節副繩滑輪組3. 3的長度實現提升構件的目 的。起扳過程應重點控制因構件的不對稱性可能出現的偏轉，可通過在吊裝構件外側兩端上 口分別設置纜風繩等措施解決可能出現的偏轉現象，並保證起扳過程中纜風繩始終處於繃緊 狀態且隨著吊裝構件的立直逐步釋放。整個起扳過程吊裝構件內側主吊點上受力，外側吊點 鬆弛，直至垂直大地的主繩2通過吊裝構件重心位置。步驟IO、使吊裝構件6直立；進入構件直立工序後，開始收緊副繩3。收緊副繩3時，採 用電動葫戸通過副繩3上的副繩滑輪組3.3將構件逐步調整到內柱中心線垂直大地的狀態。圖 6為吊裝構件直立示意圖。步驟ll、迴轉吊機主臂1.3至吊裝構件最終安裝位置，使吊裝構件6和吊機1在一條直線 上，然後吊機l負載前行至預定位置，通過起臂、落臂等動作實現構件就位。在步驟ll完成後，在不松鉤的狀態下進行吊裝構件校正，校正時，應先調整標高再調整 偏移，校正合格後，立即拉設臨時支撐系統，臨時支撐系統設置完畢並驗收合格後，立即進 行接口焊縫的焊接施工，待坡口焊縫焊接至l/3後，吊機l方可松鉤。本發明的工藝原理首先，採用有限元分析軟體模擬構件在重力加速度作用下的各吊點位置的反力，利用力 矩平衡原理確定構件重心位置；然後，根據吊裝構件的重心位置、吊重、外形尺寸以及構件 的拼裝位置和安裝位置等因素進行吊裝工況分析確定大型吊機的吊裝工藝參數、吊車行走路 線；最後，通過定長的主繩和設有滑輪組可調整繩長的副繩兩套吊索具實現構件脫胎、起 扳、直立和就位吊裝工序。其中，起扳時主要利用定長的主繩受力，在構件近吊機一端設置 於地面的迴轉槽並在構件底部做好防側翻的固定裝置，通過吊機逐步漲杆，減小吊機作業半 徑實現提升迴轉、扳起作業；當吊機提升構件至吊機吊繩通過構件重心，用電動葫蘆通過滑 輪組調整副繩長度實現吊裝構件的直立。
權利要求
1.一種巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵在於其步驟為步驟1、仿真分析確定吊裝構件(6)的重心；步驟2、根據吊裝繩索具長度及吊裝構件(6)的外形尺寸設置吊點；步驟3、根據吊點在吊裝過程中的受力情況進行吊耳設計和吊耳製作，將製作好的吊耳焊接在吊點上，同時對吊裝現場進行施工準備；步驟4、根據選定工況，在吊機(1)的超起託盤(1.4)上掛設脫胎超起配重，調整吊機(1)的作業半徑以滿足脫胎時的起重能力；步驟5、將主繩(2)一端與吊機(1)的吊機吊鉤(1.1)連接，另一端與吊裝構件(6)上的板式脫胎主繩吊耳(5)連接，將副繩(3)一端與吊機(1)的吊機吊鉤(1.1)連接，另一端與吊裝構件(6)上的板式脫胎副繩吊耳(4)連接，然後進行吊裝構件(6)脫胎；步驟6、脫胎後將吊裝構件(6)放置至臨時擱置位置；步驟7、移動吊機(1)至起扳位置，按照吊裝工況分析結果設置起扳超起配重；步驟8、將吊裝構件(6)由臨時擱置位置吊起，放置到吊裝構件重心處於吊機起扳時對應的作業半徑的位置上，將吊裝構件的上埠朝遠離吊機方向放置，並使之處於吊機最大作業半徑的位置，將吊裝構件的下埠朝靠近吊機方向放置、並使其位於起扳迴轉槽上；步驟9、解開主繩(2)與板式脫胎主繩吊耳(5)、副繩(3)與板式脫胎副繩吊耳(4)之間的連接，將主繩(2)與構件內側(6.1)上的構件主繩管式吊耳(12)連接，將副繩(3)與構件外側(6.2)上的構件副繩板式吊耳(13)連接，利用起扳迴轉槽，進行吊裝構件(6)起扳，直至垂直大地的主繩(2)通過吊裝構件重心位置；步驟10、使吊裝構件(6)直立；步驟11、迴轉吊機主臂(1.3)至吊裝構件最終安裝位置，使吊裝構件(6)和吊機(1)在一條直線上，然後吊機(1)負載前行至預定位置。
2.根據權利要求l所述的巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵在於在上述步驟2中，將吊耳焊接到吊裝構件(6)上後，進行無損檢測。權利要求3根據權利要求l所述的巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵 在於在上述步驟3中，吊裝現場施工準備包括確定吊機(1)的吊裝工藝參數，根據吊裝構 件(6)的拼裝位置和最終安裝位置確定吊車(1)的行走路線，確保吊車行走路線的地耐力滿足吊車關於地耐力的要求，並且保證路面的平整度，保證路面傾斜角度小於r 。權利要求4根據權利要求l所述的巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵 在於在上述步驟8中，起扳迴轉槽的做法為在迴轉槽路基箱(8)端部、起扳構件底部處預 留一首槽，槽內放置有一排枕木(9)，這排枕木(9)的中間位置預留迴轉用的一道槽，槽 內放置有保護軟墊(7)，並做好枕木(9)、保護軟墊(7)、迴轉槽路基箱(8)的固定工 程，保證構件起扳迴轉時其不發生移動。權利要求5根據權利要求l所述的巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵 在於在上述步驟9中，主繩(2)為定長繩具，包括一條主繩定長段(2.1)，主繩上段( 2.1)上連接有主繩扁擔(2.2)，主繩扁擔(2.2)又連接兩條主繩分繩(2.3)。權利要求6根據權利要求l所述的巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵 在於在上述步驟9中，副繩(3)為長度可調繩索具，包括副繩定長段(3.1)，副繩定長 段(3.1)連接有第一卸扣(3.2)，第一卸扣(3.2)與副繩滑輪組(3.3)連接，副繩滑輪 組(3.3)又與第二卸扣(3.4)連接。權利要求7根據權利要求l所述的巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，其特徵 在於在步驟ll完成後，在不松鉤的狀態下進行吊裝構件校正，校正時，應先調整標高再調 整偏移，校正合格後，立即拉設臨時支撐系統，臨時支撐系統設置完畢並驗收合格後，立即 進行接口焊縫的焊接施工，待坡口焊縫焊接至l/3後，吊機(1)方可松鉤。
全文摘要
一種巨型異形鋼構件單機翻身吊裝方法，先仿真分析確定吊裝構件的重心，然後根據吊裝繩索具長度及吊裝構件的外形尺寸設置吊點，根據吊點在吊裝過程中的受力情況進行吊耳設計和吊耳製作，將製作好的吊耳焊接在吊點上，同時對吊裝現場進行施工準備，然後進行吊裝構件脫胎，然後進行吊裝構件起扳，然後使吊裝構件直立，然後吊機負載前行至預定位置。本發明克服了現有建築鋼結構工程施工現場場地狹小、作業條件苛刻、不具備雙機抬吊或多機抬吊的作業條件的問題，只需一臺大型吊機，無需具備開闊的施工場地，即可完成這種巨型異形鋼構件的翻身吊裝。
文檔編號B66C13/04GK101323418SQ20081030310
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者萬裡程, 穎 張, 李久林, 邱德隆, 高樹棟 申請人:北京城建集團有限責任公司