一種新型軟索壓杆式箱梁吊具的製作方法
2023-10-17 03:41:29 1
專利名稱：一種新型軟索壓杆式箱梁吊具的製作方法
技術領域：
本發明涉及箱梁吊具領域，具體為一種新型軟索壓杆式箱梁吊具。
背景技術：
目前，海灣大橋的橋面大多採用大型砼箱梁的結構形式，其長度為60m或70m，重 量約1600t至2100t或更大。安裝方法一般是在海上採用起重船將其吊到橋墩面預置的沙 箱上安放後，再利用沙箱進行微調。根據箱梁設計的技術要求，箱梁的吊點設在梁的兩端， 吊裝時不允許有軸向壓力，吊點只能承受向上的垂直託力。 進行大型箱梁吊裝的吊具，大都採用鋼箱梁或大型桁架的結構形式。在吊具的兩 端布置有連接吊索用的銷軸裝置、巻揚機、導纜裝置、操作平臺和動力裝置等，以方便與箱 梁連接；在吊具的中間頂部也裝有銷軸掛鈎裝置、動力設施及操作平臺等，以方便與起重設 備的吊鉤連接，向上要保證吊鉤垂直起吊，向下要保證箱梁垂直起吊，吊具起到的作用就是 承上啟下。有些吊具還可裝有獨立的發電機組、夜間照明系統、走道平臺及防護欄等設施。 上述這些箱梁吊具存在著體積龐大、結構複雜和笨重的不足，一般自重均有500多噸。雖然 在一定程度上滿足了施工需要，但由於體積龐大、笨重的特點使其自身重量在起吊負荷中 佔了相當比例，尤其在起重設備能力接近臨界狀態時，該自身重量過大的弊端就更加突出。 且受風面積也大，在起吊過程中會額外增加較大風載，使起重船就位相對困難。由於體積龐 大，使用存放均不方便。若是四鉤起吊，由於吊具是鋼性結構，四鉤若不同步，馬上就會發生 負荷轉移的現象，致使某一鉤很容易產生超負荷現象。此外，還存在大量應力集中現象，且 四鉤不同步的情況下吊具會產生扭曲，經常會現局部裂紋，且不易發現。
發明內容
本發明的目的是針對以上所述現有箱梁吊具存在的不足，而提供結構簡單、重量
輕、受風面積小、體積小巧、可靠性高以及應力集中少的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具。 本發明是這樣實現的，一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，包括主撐杆、副撐杆、主斜
拉吊索、副水平拉索、上連接件和下連接件，兩根主撐杆的兩端通過兩根副撐杆連接形成一
個矩形框；主撐杆的兩端部與下連接件連接，下連接件與主斜拉吊索的一端連接，主斜拉吊
索的另一端與上連接件連接；上連接件通過副水平拉索連接，主撐杆一側端部上方的兩個
上連接件與平衡梁連接後掛在起重船的主鉤上，主撐杆另一側端部上方的兩個上連接件分
別直接掛在起重船的主鉤上。正面看，吊具整體形成一個等邊梯形。 所述的下連接件通過高強拉杆與待吊的砼箱梁底下託梁端部連接。 所述的主撐杆兩端銷軸中心距等於砼箱梁兩端(沿梁長方向)的吊點間距，兩主
撐杆中心線距離等於砼箱梁端部兩吊點間距。 所述的主撐杆中部兩側上設置有加強筋，以提高強度；主撐杆可以採用螺旋焊管， 兩端封口後焊連接耳板，加強筋可以設置在其中部對稱的兩側，加強筋可以是加焊一段無 縫鋼管。每根主撐杆可以分三段製作，採用法蘭螺栓連接，以方便拆卸、運輸和改裝。製作材料為Q345B， S s = 440MPa，主撐杆規格為小1600mmX 24mmX 50. 5m，每根重約62. 6t。
所述的主撐杆端部開設有銷孔，副撐杆端部焊接有銷軸，副撐杆端部的銷軸與銷 孔對接形成矩形框，並在連接處裝有防脫的連接鏈條，銷軸與銷孔的配合有較大配合間隙， 目的是起重船四主鉤不同步時不至扭壞副撐杆。副撐杆可以採用無縫管制作，其材料可以 為20#鋼無縫鋼管，規格為小299mmX 14mmX 7900mm，重量0. 87t/根。 所述的上連接件包括吊點耳板和兩滑輪，兩片吊點耳板通過銷軸將兩個滑輪組裝 起來，在吊點耳板的側面設置有起加強作用的筋板。 所述的下連接件包括兩塊耳板，耳板的上端設置有銷軸孔，下連接件銷軸穿過主 撐杆兩端的以及耳板的銷軸孔後由擋板限位卡死；在耳板的銷軸孔外圍表面設置有圓筋 板，在耳板的外側表面上設置有起加強作用的筋板；在耳板內側設置連接兩側的平託板，在 平託板的上設置有限位板。在耳板下端設置有與平託板垂直的整託板，在整託板與耳板內 側之間設置有橫向筋板和縱向筋板。 所述的平衡梁由上平衡梁和下平衡梁組成，上平衡梁和下平衡梁的正中間通過銷 軸活動連接，上平衡梁和下平衡梁可繞銷軸轉動，上平衡梁的兩端分別與主鉤吊索連接，主 鉤吊索分別與相應的兩個主鉤連接；下平衡梁兩端通過主鉤吊索分別與上連接件連接。
所述的主斜拉吊索可以為WBW110壓制鋼絲繩，共四根，規格為(M10mmX200m，繞 8匹，累加後理論破斷力為4800t。 所述的副水平拉索可以為WBW96壓制鋼絲繩，共兩根，規格為小96mmX130m，繞7 匹，累加後理論破斷力為3731t。 所述的主鉤吊索採用海洋專用無接頭繩圈，規格為小120mmX7m(周長)，共16條， 每條破斷載荷1028t。 所述的高強拉杆是為起吊砼箱梁專門設計的吊索，每根是由241條直徑為小7mm 的鋼絲拉直後緊貼在一起組成的鋼絲束，兩端分別裝入鑄鋼杯用銅鋅合金將241根鋼絲頭 澆鑄在一起形成錨具。拉杆上端錨具掛入下連接件的座槽內；拉杆下端錨具穿過砼箱梁吊 孔後掛入砼箱梁底下託梁端部的"U"形槽內。高強拉索為規格為小135mmX6.5m長，破斷 力為1548t，共8條，每根重約為1.5t。 所述的託梁是在吊裝時託起砼箱梁裝置。託梁兩端設有"U"形槽供高強拉杆的下 錨具連接，託梁面上裝有兩件橡膠墊板規格為1350mmX800mmX80mmX 2件，吊裝時墊板剛 好墊於砼箱梁度部的吊點處。託梁採用高強鋼焊接而成，材質為WDB620， 、二 620MPa;每 條重量約為21t，共兩條。 與現有技術相比，本發明開闢了大型砼箱梁專用吊具的一個新思路，具有的優點 如下 (1)成功實現瘦身，吊具整體重量大大減輕； (2)結構簡單、型線流暢、受力清晰，製作簡單，製作周期短； (3)使用純撐杆、鋼絲繩柔性的方式連接，減少了四鉤不同步造成的負荷轉移問 題； (4)受風面積小，減小了外加負荷；
(5)體積小巧，檢查、存放、運輸方便； (6)由於是拼裝式，且安全係數選取較高，稍加改動就可應用到其它不同尺寸的砼箱梁吊裝中； (7)使用可靠性高，應力集中少，可以大大改改善了受力狀況，基本不會出現應力 集中，也基本不會出現扭曲現象； (8)造價低，新吊具的造價不到原吊具造價的40%。
圖1為本發明-圖2為本發明-圖3為本發明-圖4為本發明-圖5為本發明-圖6為本發明-圖7為本發明-圖8為本發明-圖9為本發明-圖10為本發明圖ll為本發明
-種新型軟索壓杆式箱梁吊具的主視圖； -種新型軟索壓杆式箱梁吊具的矩形框的俯視圖； -種新型軟索壓杆式箱梁吊具B-B位的剖視圖； -種新型軟索壓杆式箱梁吊具II部局部放大圖； -種新型軟索壓杆式箱梁吊具起吊時的左視圖； -種新型軟索壓杆式箱梁吊具的上連接件的主視圖 -種新型軟索壓杆式箱梁吊具的上連接件的俯視圖 -種新型軟索壓杆式箱梁吊具的下連接件的主視圖 -種新型軟索壓杆式箱梁吊具的下連接件的左視圖 一種新型軟索壓杆式箱梁吊具的下連接件的仰視圖； 一種新型軟索壓杆式箱梁吊具的下連接件A-A部結構示意圖,
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例對發明作進一步說明。 —種新型軟索壓杆式箱梁吊具，如圖1 圖5所示，包括兩根主撐杆1、兩根副撐杆 9、四條主斜拉吊索4、兩條副水平拉索6、四個上連接件5、四個下連接件3，主鉤吊索、一套 平衡梁7、高強拉杆，兩條託梁10等組成。 兩根主撐杆1的兩端通過兩根副撐杆9連接形成一個非鋼性連接的矩形框。主撐 杆1兩端的主銷軸上連接有下連接件3，下連接件3用以掛高強拉杆，高強拉杆用於與待吊 的砼箱梁連接。主撐杆l兩端的銷軸中心距等於待吊砼箱梁兩端(沿梁長方向)的吊點間 距，兩主撐杆1中心線距離應等於砼箱梁端部兩吊點間距。主撐杆1的兩端與主斜拉吊索 4連接，主斜拉吊索4的另一端與上連接件5連接。上連接件5與主鉤吊索的下端連接，上 連接件5之間通過副水平拉索6連接。主斜拉吊索4和副水平拉索6與上連接件5和主撐 杆1之間可以通過銷軸固定。主撐杆1一側端部上方的兩個上連接件5與平衡梁7連接後 掛在起重船的主鉤上，主撐杆1另一側端部上方的兩個上連接件5分別直接掛在起重船的 主鉤上。也就是說，四個上連接件5中，左邊的兩個分別用無接頭繩圈製成的主鉤吊索掛上 起重船兩左主鉤上，右邊的兩個也分別用無接頭繩圈製成的主鉤吊索掛上平衡梁上的掛點 上，高強拉杆上端掛入吊具下連接件的"U"形槽內。從正面看，起吊時吊具整體形成一個等 邊梯形。 主撐杆1是吊具的主要構件，共兩根，主要承擔起吊時產生的水平軸向壓力。 主撐杆l可以採用螺旋焊管，兩端封口後焊接耳板，在其中部上下各加焊一段無縫鋼 管作為加強筋2。每根主撐杆1可以分三段製作，採用法蘭螺栓連接，以方便拆卸、運 輸和改裝。主撐杆1優選型號為Q345B的無縫鋼管，其Ss = 440MPa，其規格可以為1600mmX24mmX50. 5m，每根重約62. 6t。 副撐杆9是組成矩形框的構件之一，共兩根，其作用是將主撐杆1撐開至合適位 置，保證砼箱梁垂直起吊。副撐杆9的兩端焊有一銷軸與主撐杆1端部銷軸上開設的銷孔 對接，並在連接處裝有防脫的連接鏈條。銷軸與銷孔的配合有較大配合間隙，目的是起重船 的四主鉤不同步時不至扭壞副撐杆9。副撐杆9可以採用型號為20#鋼無縫鋼管制作，其規 格可以為小299mmX 14mmX 7900mm，重量約0. 87t/根。 主斜拉吊索4可以為WBW110壓制鋼絲繩，共四根，規格可以為(M10mmX200m，繞 8匹，累加後理論破斷力為4800t。 副水平拉索6可以為WBW96壓制鋼絲繩，共兩根，規格可以為96mmX 130m，繞7匹， 累加後理論破斷力為3731t。 上連接件5是在矩形框上部起連接作用的重要結構裝置，它是主鉤吊索、副水平 拉索6、主斜拉吊索4的連接器。上連接件5，如圖6和圖7所示，由吊點耳板51和兩滑輪 52組成，兩片吊點耳板51通過銷軸54將兩個滑輪52組裝起來，在吊點耳板51的側面設 置有起加強作用的筋板53。吊點耳板51高出滑輪52，其邊緣形成鋼絲繩護欄。其中，吊點 耳板51由鋼板焊接而成，材料為16MnR鋼，其S s = 285MPa ;軸銷可以為40Cr鋼，其S s = 490MPa，小=400mm。 一般的上連接件5每套重約為7t，共4套。起重機的主鉤吊索採用 海洋專用無接頭繩圈，規格為(M20mmX7m(周長)，共16條，每條破斷載荷1028t。
下連接件3是連接主斜拉吊索4、主撐杆1以及高強拉索的連接裝置。下連接件 3，如圖8 11所示，包括兩塊耳板31，耳板31的上端設置有銷軸孔，下連接件銷軸穿過主 撐杆1兩端的以及耳板31的銷軸孔後由擋板限位卡死，主斜拉吊索4兜住下連接件銷軸， 高強拉杆掛入下端"U"形槽內並用擋板限位。在耳板31的銷軸孔外圍表面設置有圓筋板 32以加強，在耳板31的外側表面上可以設置有起加強作用的筋板33。在耳板31內側設置 連接兩側的平託板35，在平託板35的上設置有限位板34。在耳板31下端設置有與平託板 35垂直的整託板37，在整託板37與耳板31內側之間設置有橫向筋板38和縱向筋板36加 強。下連接件銷軸材料為20CrMnTi，其S s = 440MPa，小為400mmX920mmX4件；耳板31 可以由鋼板焊接而成，材質可以為16MnR， Ss = 285MPa。下連接件3每套重約為5.9t，共 4套。 平衡梁7由上平衡梁和下平衡梁組成，如圖5所示，上平衡梁72和下平衡梁的正 中間通過銷軸活動連接，上平衡梁72和下平衡梁可繞銷軸轉動。上平衡梁72的兩端分別 與主鉤吊索連接，主鉤吊索分別與相應的兩個主鉤連接。下平衡梁72兩端通過主鉤吊索分 別與上連接件5連接。加裝平衡梁的主要目的是保證起吊過程中前後鉤的負荷相同。上平 衡梁的規格可以為長7000mmX寬1640mmX高1800mm，下平衡梁規格可以為長8700mmX寬 1350mmX高2000mm，組合後尺寸為長8700mmX寬1640mmX高4200mm。上平衡梁和下平衡 梁的梁體可以採用WDB620高強鋼焊接而成，材料屈服強度S s = 620MPa，總重量約為42t。
高強拉杆是為起吊砼箱梁8專門設計的吊索，每根是由241條直徑為小7mm的鋼 絲拉直後緊貼在一起組成的鋼絲束，兩端分別裝入鑄鋼杯用銅鋅合金將241根鋼絲頭澆鑄 在一起形成錨具。如圖5所示，高強拉杆的上端錨具掛入下連接件3的座槽內；高強拉杆的 下端錨具穿過砼箱梁吊孔後掛入砼箱梁8底下託梁IO端部的"U"形槽內。高強拉杆為規 格為(M35mmX6. 5m長，破斷力為1548t，共8條，每根重約為1.5t。託梁IO是在吊裝時託起砼箱梁8的裝置。託梁10兩端設有"U"形槽供高強拉杆的下錨具連接，託梁10面上 裝有兩件橡膠墊板，其規格可以為1350mmX800mmX80mm。吊裝時橡膠墊板剛好墊於砼箱梁 8底部的吊點處。託梁採用高強鋼焊接而成，材質為WDB620， Ss二 620MPa;每條重量約為 21t，共兩條。 所述的託梁是在吊裝時託起砼箱梁裝置。託梁兩端設有"U"形槽供高強拉杆的下 錨具連接，託梁面上裝有兩件橡膠墊板規格為1350mmX800mmX80mmX2件，吊裝時墊板剛 好墊於砼箱梁度部的吊點處。託梁採用高強鋼焊接而成，材質為WDB620， 、二 620MPa;每 條重量約為21t，共兩條。 本發明總重量可以為231t，平衡梁7、託梁10、高強拉杆以及無接頭繩圈總重為 100t，加上最大砼箱梁重量2090t，起重船理論總負荷為2421t。起吊時，高強拉杆穿過砼箱 梁8掛入砼箱梁底下的託梁10，由託梁10垂直託起砼箱梁"U"形槽內。起吊後，主撐杆1 只承受水平壓力及自身重力。
權利要求
一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，包括主撐杆、副撐杆、主斜拉吊索、副水平拉索、上連接件和下連接件，其特徵在於兩根主撐杆的兩端通過兩根副撐杆連接形成一個矩形框；主撐杆的兩端部與下連接件連接，下連接件與主斜拉吊索的一端連接，主斜拉吊索的另一端與上連接件連接；上連接件通過副水平拉索連接，主撐杆一側端部上方的兩個上連接件與平衡梁連接後掛在起重船的主鉤上，主撐杆另一側端部上方的兩個上連接件分別直接掛在起重船的主鉤上。
2. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的下連接件 通過高強拉杆與砼箱梁底下託梁端部連接。
3. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的主撐杆兩 端銷軸中心距等於砼箱梁兩端的吊點間距，兩主撐杆中心線距離等於砼箱梁端部兩吊點間 距。
4. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的主撐杆中 部兩側上設置有加強筋。
5. 如權利要求4所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的主撐杆端 部開設有銷孔，副撐杆端部焊接有銷軸，副撐杆端部的銷軸與銷孔對接形成矩形框，在對接 處裝有防脫的連接鏈條。
6. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的上連接件 包括吊點耳板和兩滑輪，兩片吊點耳板通過銷軸將兩個滑輪組裝起來，在吊點耳板的側面 設置有起加強作用的筋板。
7. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的下連接件 包括兩塊耳板，耳板的上端設置有銷軸孔，下連接件銷軸穿過主撐杆兩端的以及耳板的銷 軸孔後由擋板限位卡死；在耳板的銷軸孔外圍表面設置有圓筋板，在耳板的外側表面上設 置有起加強作用的筋板；在耳板內側設置連接兩側的平託板，在平託板的上設置有限位板； 在耳板下端設置有與平託板垂直的整託板，在整託板與耳板內側之間設置有橫向筋板和縱 向筋板。
8. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的平衡梁由 上平衡梁和下平衡梁組成，上平衡梁和下平衡梁的正中間通過銷軸活動連接，上平衡梁和 下平衡梁可繞銷軸轉動，上平衡梁的兩端分別與主鉤吊索連接，主鉤吊索分別與相應的兩 個主鉤連接；下平衡梁兩端通過主鉤吊索分別與上連接件連接。
9. 如權利要求1所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的主斜拉吊 索為WBW110壓制鋼絲繩；副水平拉索為WBW96壓制鋼絲繩；所述的主鉤吊索採用海洋專用無接頭繩圈。
10. 如權利要求2所述的一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，其特徵在於所述的託梁兩端設有"u"形槽供高強拉杆的下錨具連接，託梁面上裝有兩件橡膠墊板，吊裝時橡膠墊板剛好墊於砼箱梁度部的吊點處。
全文摘要
一種新型軟索壓杆式箱梁吊具，兩根主撐杆的兩端通過兩根副撐杆連接形成一個矩形框；主撐杆的兩端部與下連接件連接，下連接件與主斜拉吊索的一端連接，主斜拉吊索的另一端與上連接件連接；上連接件通過副水平拉索連接，主撐杆端部一側的兩個上連接件與平衡梁連接後掛在起重船的主鉤上，另一側的兩個上連接件分別直接掛在起重船的主鉤上。本發明具有的優點如下重量減輕；結構簡單、作周期短；減少了四鉤不同步造成的負荷轉移問題；受風面積小，減小了外加負荷；體積小巧，檢查、存放、運輸方便；安全係數選取較高，稍加改動就可應用到其它不同尺寸的砼箱梁吊裝中；使用可靠性高，應力集中少；造價低。
文檔編號B66C1/16GK101723237SQ201010019590
公開日2010年6月9日 申請日期2010年1月22日 優先權日2010年1月22日
發明者戴雙全, 甘利, 鍾如進, 陳斌 申請人:中交四航局第二工程有限公司