CN103101847B - 一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构及安装方法，包括多个桁架标准节从下至上进行搭接，所述桁架标准节由多根垂直设置的弦杆（1、4）组成，弦杆（1、4）之间通过腹杆（2、3）固定连接，其特征在于：塔式桁架的一根弦杆（4）兼做辅助吊车的爬升轨道及附着支撑，用附着在此弦杆（4）上的辅助吊车安装塔式桁架的弦杆（1、4）及腹杆（2、3），辅助吊车可以在没有其他起重设备配合下沿着弦杆连续爬升。本发明解决了在没有高空起重设备时塔式桁架无法安装的难题，可以节省大量的安装费用，使得塔式桁架可以应用在没有高空起重设备的场合，极大地提高了工程设备布置的便利程度。

Description

一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构及安装方法

技术领域

本发明涉及一种桁架结构及安装方法，尤其是涉及一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构及安装方法。 

背景技术

在水利水电建设，或其他大型工程建设中，塔式桁架的应用非常普遍，例如：可爬升高速混凝土皮带机输送***中的支撑立柱，高度通常为30m～120m，截面宽度通常为2m～10m，这种塔式桁架在安装时通常采用具有很高起升高度的汽车起重机或者履带式起重机或者缆索起重机来吊装。但是在许多情况下，由于受安装位置附近交通道路的限制，大型起重设备无法到达安装位置，或者安装场地及周边没有可用的高空起重设备，此时塔式桁架的安装问题就显得尤为突出，如果不能有效地解决这一难题，将会限制塔式桁架的使用，则诸如可爬升高速混凝土皮带机输送***等大型施工设备就无法应用，为相应的工程建设带来诸多不便。 

最相关的国内技术为发明专利：安装钢烟囱塔架的吊装方法；申请号   CN200910272604；公开号：CN101701499A。 

该专利包括如下步骤：1)钢烟囱塔架的第一节塔架采用16～25t汽车吊进行安装；2)安装简易吊装装置：简易吊装装置的吊耳固定在已安装好的第一节塔架的一侧上部；3)钢烟囱塔架的第二节塔架的物料通过简易吊装装置吊装到安装位置；4)钢烟囱塔架的第二节塔架安装完毕后，将吊耳上移固定在已安装好的第二节塔架的一侧上部，钢烟囱塔架的第三节塔架的物料通过简易吊装装置吊装到安装位置；依此类推，直到钢烟囱塔架全部安装完毕。 

但是，该专利不能用于在没有高空起重设备时安装塔式桁架，具体说明如下技术缺陷： 

1、该专利技术中简易吊装装置的移动需要借助外部起重设备，在没有高空起重设备时无法使用。

2、该专利技术中的简易吊装装置需要在钢烟囱塔架之外的地方提供额外的支撑点，如第一手拉葫芦、第二手拉葫芦以及第三手拉葫芦，如果用于塔式桁架的安装，在高空中没有可以提供额外支撑点的地方，所以无法使用。 

3、该专利技术中的简易吊装装置没有回转机构，不能实现回转的动作，如用于安装截面宽度很大的塔式桁架，则无法覆盖所有的安装位置，所以不能用于在没有高空起重设备时安装塔式桁架。 

发明内容

本发明设计了一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构及安装方法，其解决的技术问题是：（1）现有桁架安装的吊装装置的移动需要借助外部起重设备，在没有高空起重设备时无法使用；（2）现有桁架安装的吊装装置需要在钢烟囱塔架之外的地方提供额外的支撑点；（3）现有桁架安装的吊装装置没有回转机构，不能实现回转的动作，如用于安装截面宽度很大的塔式桁架，则无法覆盖所有的安装位置。 

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： 

一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，包括多个桁架标准节从下至上进行搭接，所述桁架标准节由多根垂直设置的弦杆（1，4）组成，弦杆（1，4）之间通过腹杆（2,3）固定连接，其特征在于：塔式桁架的一根弦杆（4）兼做为辅助吊车的爬升轨道及附着支撑。

进一步，辅助吊车包括顶升架（6）、电动推杆（7）以及支座（8），顶升架（6）和支座（8）分别通过销轴与弦杆（4）连接，顶升架（6）与支座（8）之间设有电动推杆（7）或油缸。顶升架（6）用于支撑电动推杆（7）或油缸，支座（8）用于支撑机架（11），机架（11）用于设置回转机构（9）、小车变幅机构（10）、吊钩（12）及变幅小车（13）。 

进一步，弦杆（4）上设置有挡边（41），挡边（41）的宽度大于弦杆（4）的宽度，支座（8）两侧设有勾板（83），中间设有挡块（82），两侧的勾板（83）和中间的挡块（82）形成一个滑槽构造，弦杆的挡边（41）卡在勾板（83）和挡块（82）之间，支座（8）通过滑槽构造沿着挡边（41）上下滑动。 

进一步，弦杆（4）在全高范围内设置有等间距的销轴孔，支座（8）上设置有上下两组销轴孔，支座（8）通过销轴（81）与弦杆连接，顶升架（6）上设置有一组销轴孔，顶升架（6）通过销轴与弦杆连接。 

进一步，辅助吊车还包括一回转机构（9）。回转机构（9）由回转减速电机（92）、小齿轮（91）以及大齿轮（111）组成；小齿轮（91）安装在减速电机（92）的伸出轴上，通过键来传递转矩，大齿轮（111）通过螺栓和机架（11）连接为一体，小齿轮（91）和大齿轮（111）为齿轮啮合关系，回转减速电机（92）转动时带动小齿轮（91）转动，小齿轮（91）带动大齿轮（111）及机架（11）转动。 

进一步，辅助吊车还包括一小车变幅机构（10）。小车变幅机构（10）由变幅小车（13）、变幅减速电机（101）、变幅卷筒（102）、变幅机构支座（103）、变幅钢丝绳（104）以及变幅导向滑轮（105）组成；变幅小车（13）通过起升钢丝绳（51）与吊钩（12）连接，变幅钢丝绳（104）在变幅卷筒（102）上缠绕数圈后从变幅卷筒（102）的两侧引出，绕过变幅导向滑轮（105）后分别固结在变幅小车（13）的两端，形成一个闭合的循环绳；变幅减速电机（101）带动变幅卷筒（102）转动，变幅卷筒（102）通过摩擦力驱动变幅钢丝绳（104）循环转动，从而带动变幅小车（13）和吊钩（12）在水平方向移动。 

进一步，变幅小车（13）包含四个行走车轮（131）和两个定滑轮（132），行走轨道支架（133）与机架（11）连接，行走轨道支架（133）用来支撑行走车轮（131）移动；起升钢丝绳（51）缠绕在起升卷筒（52）上，从卷筒一侧引出后绕过起升导向滑轮（53），然后绕过小车上的定滑轮（132），再绕过吊钩（12）上的动滑轮（121），再绕过小车上的另一个定滑轮后固结在行走轨道支架（133）的端头。起升卷扬机（5）驱动起升卷筒（52）转动，实现收回或放出缠绕在其上的起升绳（51），从而带动吊钩（12）在垂直方向上升或下降。 

一种搭建无高空起重设备配合的塔式桁架结构的安装方法，包括以下步骤：步骤1：使用四根弦杆和多根腹杆搭建成一个桁架标准节，该桁架标准节与地面固定连接；步骤2：把辅助吊车安装在一根弦杆上；步骤3：把待安装的一根弦杆从地面起吊至安装位置，与已安装的标准节连接好，如此重复直到把四根弦杆与已安装的标准节全部连接好；步骤4：把待安装的腹杆从地面起吊至安装位置与已安装的弦杆连接好，如此重复直到新安装的桁架标准节内所有的腹杆安装完毕；步骤5：辅助吊车沿着弦杆向上爬升一个桁架标准节的高度，然后固定在新安装的桁架标准节弦杆上；步骤6：重复前述步骤:3～5，直到所有的桁架标准节全部安装完毕。 

进一步，步骤5中将支座（8）与弦杆之间连接的销轴松开后，电动推杆（7）或液压油缸推动支座（8）移至新安装桁架标准节的弦杆上，通过销轴将支座（8）与新安装桁架标准节的弦杆固定；然后，将顶升架（6）与弦杆之间连接的销轴松开，电动推杆（7）或液压油缸收缩将顶升架（6）提升至新安装桁架标准节的弦杆上，通过销轴将顶升架（6）与新安装桁架标准节的弦杆固定。 

该无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构及安装方法与传统的塔式桁架安装结构及安装方法相比，具有以下有益效果： 

（1）本发明解决了在没有高空起重设备时塔式桁架无法安装的难题，节省了大量的安装费用，使得塔式桁架可以在没有高空起重设备的场合使用，大大提高了工程设备布置的便利程度。

（2）本发明中辅助吊车以下已安装的桁架标准节可以先行投入使用，而顶部的桁架标准节可以在下部桁架标准节投入使用的同时继续安装，减少了等待时间，提高了设备的利用率，缩短了整个工期。 

（3）本发明中辅助吊车除了具有起升的功能，还具有回转和小车变幅功能，其工作范围可覆盖整个安装位置，其起升高度满足塔式桁架的最大安装高度。 

附图说明

图1：本发明桁架标准节的结构示意图； 

图2：图1的俯视图；

图3：本发明无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构示意图；

图4：图3局部放大示意图；

图5：图4中A—A向剖视图；

图6：本发明中回转机构示意图；

图7：本发明中变幅钢丝绳缠绕示意图；

图8：本发明中小车变幅机构部分放大示意图；

图9：本发明中小车及吊钩局部视图；

图10：本发明中起升钢丝绳缠绕示意图；

图11：本发明中塔式桁架安装步骤3示意图（一）；

图12：本发明中塔式桁架安装步骤3示意图（二）；

图13：本发明中塔式桁架安装步骤3示意图（三）；

图14：本发明中塔式桁架安装步骤4示意图（一）；

图15：本发明中塔式桁架安装步骤4示意图（二）；

图16：本发明中塔式桁架安装步骤4示意图（三）；

图17：本发明中塔式桁架安装步骤4示意图（四）；

图18：本发明中塔式桁架安装步骤4示意图（五）；

图19：本发明中塔式桁架安装步骤5示意图。

附图标记说明： 

1—弦杆；2—腹杆；3—腹杆；4—弦杆；41—挡边；5—起升卷扬机；51—起升钢丝绳；52-起升滚筒；53-起升导向滑轮；6—顶升架；7—电动推杆；8—支座；81—销轴；82—挡块；83—勾板；9—回转机构；91—小齿轮；92—回转减速电机；10—小车变幅机构；101—变幅减速电机；102—变幅卷筒；103—变幅机构支座；104—变幅钢丝绳；105—变幅导向滑轮；11—机架；111—大齿轮；12—吊钩；121—动滑轮；13—变幅小车；131—行走车轮；132—定滑轮；133—行走轨道支架。

具体实施方式

下面结合图1至图19，对本发明做进一步说明： 

如图1所示，桁架设计为由若干标准节通过销轴或螺栓连接而成。标准节设计为腹杆2、3和弦杆1、4均可以拆散为单个杆件的形式，各杆件之间采用销轴或螺栓连接。腹杆包括水平设置的腹杆3和倾斜设置的腹杆2。弦杆之间通过腹杆固定连接。

如图2所示，在四根弦杆之间通过水平设置的腹杆3和倾斜设置的腹杆2进行固定，形成稳定的固定结构。 

如图3所示，本发明无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构中辅助吊车包括：起升卷扬机5、顶升架6、电动推杆7、支座8、回转机构9、小车变幅机构10、机架11，吊钩12以及变幅小车13。 

如图4所示，塔式桁架的弦杆4兼做为辅助吊车的爬升轨道及附着支撑。辅助吊车的顶升架6和支座8分别通过销轴与弦杆4连接，顶升架6与支座8之间设有电动推杆7或油缸。顶升架6用于支撑电动推杆或油缸，支座8用于支撑机架11，机架11用于设置回转机构9、小车变幅机构10、吊钩12以及变幅小车13。辅助吊车利用顶升架6与支座8之间的电动推杆7或液压油缸的伸缩，使得顶升架6和支座8交替换步实现在弦杆上的爬升。 

如图5所示，弦杆4上设置有挡边41，挡边41的宽度大于弦杆4的宽度，支座8上设有两片勾板83和挡块82，两片勾板83和挡块82形成一个滑槽构造，弦杆的挡边41卡在勾板83和挡块82之间，支座8通过滑槽构造沿着挡边41上下滑动，防止在辅助吊车爬升过程中倾翻。此外，弦杆4在全高范围内设置有等间距排列的销轴孔，支座8上设置有上下两组销轴孔，支座8通过销轴81与弦杆4连接，用来在辅助吊车工作时起支撑作用。 

如图6所示，回转机构9由回转减速电机92、小齿轮91以及大齿轮111组成，小齿轮91安装在减速电机92的伸出轴上，通过键来传递转矩，大齿轮111通过螺栓和机架11连接为一体，小齿轮91和大齿轮111为齿轮啮合关系，回转减速电机92转动时带动小齿轮91转动，小齿轮91带动大齿轮111和机架11转动。通过回转机构9的运转可以实现整个机架11的回转运动，从而可以覆盖整个圆形的工作面。 

如图7和图8所示，小车变幅机构10由变幅小车13、变幅减速电机101、变幅卷筒102、变幅机构支座103、变幅钢丝绳104以及变幅导向滑轮105组成；变幅小车13通过起升钢丝绳与吊钩12连接，变幅钢丝绳104在变幅卷筒102上缠绕数圈后从变幅卷筒102两侧引出，绕过变幅导向滑轮105后分别固结在变幅小车13的两端，形成一个闭合的循环绳；变幅减速电机101带动变幅卷筒102转动，变幅卷筒102通过摩擦力驱动变幅钢丝绳104循环转动，从而带动变幅小车13和吊钩12在水平方向移动。通过小车变幅机构10的的运转可以实现变幅小车13和吊钩12的往复运动。 

如图9和图10所示，变幅小车13包含四个行走车轮131和两个定滑轮132，行走轨道支架133与机架11连接，行走轨道支架133支撑行走车轮131移动；起升绳51缠绕在起升卷筒52上，从卷筒一侧引出后绕过起升导向滑轮53，然后绕过变幅小车13上的定滑轮132，再绕过吊钩12上的动滑轮121，再绕过变幅小车上的另一个定滑轮后固结在行走轨道支架133的端头。放置于地面上的起升卷扬机5驱动起升卷筒52转动，实现收回或放出缠绕在其上的起升绳51，从而带动吊钩12在垂直方向上升或下降。通过放置于地面上的起升卷扬机5的运转，可以实现吊钩12的升降，从而可以起吊货物。 

本发明无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构安装过程如下： 

1、如图11、图12所示，首先把待安装的一根弦杆从地面起吊至安装位置，与已安装的标准节连接好。如此重复，如图13、图14所示，直到把四根弦杆与已安装的标准节全部连接好。

2、如图14、图15所示，把待安装的腹杆从地面起吊至安装位置与已安装的弦杆连接好。如此重复，如图16、图17、图18所示，直到本节内所有的腹杆及弦杆装完毕。 

3、如图19所示，辅助吊车沿着弦杆向上爬升一个标准节的高度，然后固定在新安装的标准节弦杆上。 

4、重复前述步骤1～3，直到所有的标准节全部安装完毕。 

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，包括多个桁架标准节从下至上进行搭接，所述桁架标准节由多根垂直设置的弦杆（1，4）组成，弦杆（1，4）之间通过腹杆（2,3）固定连接，其特征在于：塔式桁架的弦杆（4）兼做为辅助吊车的爬升轨道及附着支撑；辅助吊车包括机架（11）、顶升架（6）、电动推杆（7）以及支座（8），顶升架（6）和支座（8）分别通过销轴与弦杆（4）连接，顶升架（6）与支座（8）之间设有电动推杆（7）或油缸；顶升架（6）用于支撑电动推杆或油缸，支座（8）用于支撑机架（11），机架（11）用于设置回转机构（9）、小车变幅机构（10）、吊钩（12）及变幅小车（13）。

2.根据权利要求1所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：弦杆（4）上设置有挡边（41），挡边（41）的宽度大于弦杆（4）的宽度，支座（8）两侧设有勾板（83），中间设有挡块（82），两侧的勾板（83）和中间的挡块（82）形成一个滑槽构造，弦杆的挡边（41）卡在勾板（83）和挡块（82）之间，支座（8）通过滑槽构造沿着挡边（41）上下滑动。

3.根据权利要求2所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：弦杆（4）上设置有等间距排列的销轴孔，支座（8）上设有上下两组销轴孔，支座（8）通过销轴（81）连接在弦杆上，顶升架（6）上设置有一组销轴孔，顶升架（6）通过销轴连接在弦杆上。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：辅助吊车还包括一回转机构（9），回转机构（9）由回转减速电机（92）、小齿轮（91）以及大齿轮（111）组成，小齿轮（91）安装在减速电机（92）的伸出轴上，通过键来传递转矩，大齿轮（111）通过螺栓和机架（11）连接为一体，小齿轮（91）和大齿轮（111）为齿轮啮合关系，回转减速电机（92）转动时带动小齿轮（91）转动，小齿轮（91）带动大齿轮（111）及机架（11）转动。

5.根据权利要求1-3中任何一项所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：辅助吊车还包括一小车变幅机构（10），小车变幅机构（10）由变幅小车（13）、变幅减速电机（101）、变幅卷筒（102）、变幅机构支座（103）、变幅钢丝绳（104）以及变幅导向滑轮（105）组成；变幅小车（13）通过起升钢丝绳（51）与吊钩（12）连接，变幅钢丝绳（104）在变幅卷筒（102）上缠绕数圈后从变幅卷筒（102）两侧引出，绕过变幅导向滑轮（105）后分别固结在变幅小车（13）的两端，形成一个闭合的循环绳；变幅减速电机（101）带动变幅卷筒（102）转动，变幅卷筒（102）通过摩擦力驱动变幅钢丝绳（104）循环转动，从而带动变幅小车（13）和吊钩（12）在水平方向移动。

6.根据权利要求4所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：辅助吊车还包括一小车变幅机构（10），小车变幅机构（10）由变幅小车（13）、变幅减速电机（101）、变幅卷筒（102）、变幅机构支座（103）、变幅钢丝绳（104）以及变幅导向滑轮（105）组成；变幅小车（13）通过起升钢丝绳（51）与吊钩（12）连接，变幅钢丝绳（104）在变幅卷筒（102）上缠绕数圈后从变幅卷筒（102）两侧引出，绕过变幅导向滑轮（105）后分别固结在变幅小车（13）的两端，形成一个闭合的循环绳；变幅减速电机（101）带动变幅卷筒（102）转动，变幅卷筒（102）通过摩擦力驱动变幅钢丝绳（104）循环转动，从而带动变幅小车（13）和吊钩（12）在水平方向移动。

7.根据权利要求5所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：变幅小车（13）包含四个行走车轮（131）和两个定滑轮（132），行走轨道支架（133）与机架（11）连接，行走轨道支架（133）用来支撑行走车轮（131）移动；起升钢丝绳（51）缠绕在起升卷筒（52）上，从卷筒一侧引出后绕过起升导向滑轮（53），然后绕过小车上的定滑轮（132），再绕过吊钩（12）上的动滑轮（121），再绕过小车上的另一个定滑轮后固结在行走轨道支架（133）的端头；

置于地面上的起升卷扬机（5）驱动起升卷筒（52）转动，实现收回或放出缠绕在其上的起升钢丝绳（51），从而带动吊钩（12）在垂直方向上升或下降。

8.根据权利要求6所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构，其特征在于：变幅小车（13）包含四个行走车轮（131）和两个定滑轮（132），行走轨道支架（133）与机架（11）连接，行走轨道支架（133）用来支撑行走车轮（131）移动；起升钢丝绳（51）缠绕在起升卷筒（52）上，从卷筒一侧引出后绕过起升导向滑轮（53），然后绕过小车上的定滑轮（132），再绕过吊钩（12）上的动滑轮（121），再绕过小车上的另一个定滑轮后固结在行走轨道支架（133）的端头；

置于地面上的起升卷扬机（5）驱动起升卷筒（52）转动，实现收回或放出缠绕在其上的起升钢丝绳（51），从而带动吊钩（12）在垂直方向上升或下降。

9.一种搭建权利要求1至8任何一项所述无高空起重设备配合的塔式桁架安装结构的方法，包括以下步骤：步骤1：使用四根弦杆和多根腹杆搭建成一个桁架标准节，该桁架标准节与地面固定连接；步骤2：把辅助吊车安装在一根弦杆上；步骤3：把待安装的一根弦杆从地面起吊至安装位置，与已安装的标准节连接好，如此重复直到把四根弦杆与已安装的标准节全部连接好；步骤4：把待安装的腹杆从地面起吊至安装位置与已安装的弦杆连接好，如此重复直到新安装的桁架标准节内所有的腹杆安装完毕；步骤5：辅助吊车沿着弦杆向上爬升一个桁架标准节的高度，然后固定在新安装的桁架标准节弦杆上；步骤6：重复前述步骤:3～5，直到所有的桁架标准节全部安装完毕。

10.根据权利要求9所述的搭建方法，其特征在于：步骤5中将支座（8）与弦杆之间连接的销轴松开后，电动推杆（7）或液压油缸推动支座（8）向上移动至新安装桁架标准节的弦杆上，通过销轴将支座（8）与新安装桁架标准节的弦杆固定；然后，将顶升架（6）与弦杆之间连接的销轴松开，电动推杆（7）或液压油缸收缩将顶升架（6）提升至新安装桁架标准节的弦杆上，通过销轴将顶升架（6）与新安装桁架标准节的弦杆固定。