CN105084218A - 管道施工跨运车及跨运方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道施工跨运车及跨运方法，涉及吊装、非公路运输和管道***技术领域，所述管道施工跨运车具有包括车架、前后对称设置的门式升降吊装***、行走***，所述车架包括2个桁架和台架，每个桁架的两端分别与前后对称设置的门式升降吊装***的立柱外套管连接；台架正面为梯型，侧面为八字形马鞍结构，在2个桁架的上部设置法兰与台架底座采用螺栓固定；所述门式升降吊装***包括2个立柱、吊梁、吊具，所述行走***安装于立柱外套管的底部。本发明的跨运车可满足载重13t，适用隧道内直径1422毫米以下各种口径管道施工需要，实现了管道施工运管﹑吊装、组对功能的一体化。

Description

管道施工跨运车及跨运方法
技术领域
本发明涉及吊装、非公路运输和管道***技术领域，是一种集吊装、运输一体化的装备，用于隧道内管道施工装卸、搬运、组对钢管，特别是一种管道施工跨运车及跨运方法。
背景技术
目前，随着我国大口径长输管道建设的快速发展，近年来，在管线经过的高陡山区地段，多采用隧道内管线穿越施工技术。由于隧道内作业面狭窄，距离长，大型通用机械无法进入隧道内，常常给管道施工设备、钢管运输及管道安装带来很大的困难，严重影响了工程施工进度。
在山区地带隧道内管道施工中，主要存在以下问题：(1)由于作业空间狭小，钢管的搬运吊装无法用普通管道吊装设备；(2)采用地面铺轨运送钢管，拆卸安装轨道工作量大、施工繁琐、成本高，难以形成机械化流水作业，影响了管道施工效率。在隧道内管道施工技术装备开发方面，我公司获得的授权中国专利201220447327X，公开了一种隧道内管道施工用龙门吊，由主动轮、减速电机、龙门架体、吊梁、环链起重葫芦等组成、采用两套自移式龙门吊可进行钢管的装卸、搬运和组对作业，可进行隧道内管道敷设施工作业。但在实际使用中存在以下不足；(1)设备功能单一，不能满足长距离运管需要；(2)设备吊装净空高度受限，对隧道断面尺寸变化的适应性差；(3)设备自身不带动力，施工中设备供电需要频繁转接电缆(4)行走转向不灵活，同步协调性差。
发明内容
为了解决上述龙门吊在使用中的问题，本发明提供了一种管道施工跨运车及跨运方法，其采用组合车架与门架式吊装***，结构紧凑，而且实现隧道内管道施工跨运车运管﹑吊装、组对功能的一体化；采用带滑车的门式升降吊装***，使设备高度可调，同时降低净空吊装高度，满足设备在不同隧道的通过性。行走***采用液压马达四轮全驱，实现了设备90度横行和四轮同步转向，提高设备机动性；整车采用柴油机动力，液压传动，可满足吊重13t，在隧道内直径1422毫米以下各种口径管道施工需要，形成了隧道内管道施工标准化通用装备，提高了管道施工机械化水平。
本发明公开了一种管道施工跨运车，其包括车架、前后对称设置的2套门式升降吊装***、行走***，所述车架包括2个桁架和台架，每个桁架的两端分别与前后对称设置的门式升降吊装***的立柱外套管连接；台架正面为梯型，侧面为八字形马鞍结构，在2个桁架的上部设置方法兰与台架底座采用螺栓固定，2个桁架通过台架将车架组合为一体；所述门式升降吊装***包括2个立柱、吊梁、吊具，立柱由立柱外套管和立柱内套管套装构成，在立柱内安装的顶升油缸分别与立柱外套管和立柱内套管两端连接；2个立柱通过法兰与安装在其上方的吊梁连接，吊梁上设置有吊具；所述行走***安装于立柱外套管的底部。
所述门式升降吊装***还包括安装在吊梁上面的滑车和横移油缸，滑车的下端连接吊具，滑车的上端与横移油缸的一端耳环连接，横移油缸的另一端与吊梁的端部连接。
所述的吊具为马鞍式结构，其一端设置有锁紧块，另一端设置有吊耳，吊带的一端与锁紧块固定连接，吊带的另一端套装在吊耳上，滑车的下端由钢链与吊具连接。
所述的行走***包括转向油缸、转向臂、回转轴承和行走机构，在立柱外套管的底部安装回转轴承和行走机构，回转轴承上端面与立柱外套管连接，下端面与行走机构连接，行走机构装有液压马达和行走轮，行走轮的轮毂与液压马达通过螺栓连接，转向油缸12的一端与车架铰接，另一端与转向臂10的曲柄铰接，转向臂10的立轴与回转轴承13的内圈套装固定。
桁架为长方形焊接结构，桁架外框采用矩形方管，腹部采用型钢连接；台架外框采用矩形方管，腹部采用型钢连接；在跨运车的4个立柱外套管外侧分别设置防碰轮台架的上部安装动力模块和液压传动模块，液电控制箱置于车架一侧中部；驾驶座位于车架前端，在吊梁左右侧安装有报警灯和照明灯。
本发明公开了一种优选的管道施工跨运车，所述行走***为履带式行走***。
本发明还公开了一种管道施工跨运方法，包括以下步骤：
步骤A：将管道施工跨运车运行到所需跨运的钢管上方，根据钢管的直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，将钢管与该跨运车的吊具连接，根据隧道内直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，完成钢管的吊装；
步骤B：启动行走***，当该跨运车到达指定位置时，停止行走***，完成钢管的初步跨运；
步骤C：启动横移油缸调整钢管横向位置，启动顶升油缸下落钢管，将钢管安放在管墩上，释放吊具，启动行走***，将跨运车反向撤离，完成布管作业；
本发明还公开了一种管道施工跨运方法，包括以下步骤：
步骤A：将管道施工跨运车运行到所需跨运的钢管上方，根据钢管的直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，将钢管与该跨运车的吊具连接，根据隧道内直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，完成钢管的吊装；
步骤B：启动行走***，当该跨运车到达指定位置时，停止行走***，完成钢管的初步跨运；
步骤C：启动横移油缸调整钢管横向位置，启动顶升油缸下落钢管，根据已施工管线的钢管中心位置，调整该跨运车吊装钢管的位置与已施工的管线对中，启动行走***与已施工的管线对口，将钢管与已施工管线的钢管组对焊接，释放吊具，启动行走***，将跨运车反向撤离，完成作业；
对于短距离隧道也可连续将钢管跨运组对，以提高施工效率。
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种管道施工跨运车，液压马达驱动行走轮和顶升油缸驱动门式升降吊装***，在隧道内行走转向灵活，提升吊装钢管平稳。该跨运车在装运钢管作业过程，由门式升降吊装***推动吊梁升降吊起钢管，启动液压马达前行，到达管口组对位置后，通过顶升油缸和横移油缸调整钢管吊装高度和左右位置，精确调整管口组对。由于该跨运车自带动力和转向，并可通过门架吊装***降低设备高度，防碰轮来保护跨运车在行走过程碰撞隧道壁，解决了隧道作业空间狭小采用龙门吊等设备通过性的问题。与我公司发明的龙门吊相比，解决了(1)设备不带动力、功能单一、不能满足长距离运管需要；(2)设备吊装净空高度受限，对隧道断面尺寸变化的适应性差；(3)设备行走转向不灵活，同步协调性差等问题。本发明经试用，可满足吊重13t，在隧道内直径1422毫米以下各种口径管道施工需要，实现了运管﹑吊装、组对功能的一体化，形成了隧道内管道施工标准化通用装备，提高了管道施工机械化水平。
附图说明
图1隧道内管道施工跨运车主视图
图2隧道内管道施工跨运车隧道内左视图
其中1-动力模块；2-桁架；3-液压传动模块；4-液电控制箱；5-台架；6-立柱；7-顶升油缸；8-立柱内套管；9-立柱外套管；10-转向臂；11-驾驶座；12-转向油缸；13-回转轴承；14-行走机构；16-吊梁；17-锁紧块；18-横移油缸；19-钢链；20-滑车；21-吊具；22-吊耳；23-吊带；24-隧道壁；25-防碰轮；26-行走轮；27-液压马达。
具体实施方式
实施例：如图1和图2所示；车架包括2个桁架，2个桁架结构相同，现仅对其中一个桁架进行描述，桁架2为长方形焊接结构，桁架2外框采用矩形方管，腹部采用型钢连接，以增强整体刚性，在桁架2的左右两端分别与立柱外套管9采用法兰相连接，2个桁架、4根立柱、2个吊梁将本发明的跨运车组合为长方体框架结构，成为一个刚性整体。台架5正面为梯型，侧面为八字形马鞍结构，台架5外框采用矩形方管，腹部采用型钢连接，在2个桁架的上部设置法兰与台架5底座采用螺栓固定，在台架5的上部分别安装动力模块1和液压传动模块3，动力模块1和液压传动模块为两只方箱体，可方便拆装；液电控制箱4置于车架一侧中部；驾驶座位于车架前端，在吊梁16左右侧安装有报警灯和照明灯。桁架长×宽×高(4150mm×220mm×780mm)。
管道施工跨运车具有2套设置相同的门式升降吊装***，2套门式升降吊装***前后对称设置，每套门式升降吊装***包括2个立柱、顶升油缸、吊梁。立柱结构相同，吊梁的设置相同，现仅对其中一个立柱、吊梁进行描述，立柱6由立柱外套管9和立柱内套管8套装构成，在立柱6内安装的顶升油缸7分别与立柱外套管9和立柱内套管8两端铰接，在2根立柱上方安装有吊梁16，从而将立柱连接形成可升缩的门式升降吊装***；2套门式升降吊装***中的吊梁设置相同，在吊梁16的上面安装滑车20和横移油缸18，在滑车20的下端由钢链与吊具21连接，上部左端与横移油缸18耳环铰接，通过横移油缸18带动滑车横向水平移动，可调整钢管水平位置，通过顶升油缸7升降吊梁，以调整钢管垂直位置，来完成钢管的吊装组对作业，立柱材质Ｑ345，外廓220mm×220mm，高度可调范围(1200mm－2000mm)，顶升油缸采用带位置测控的双作用油缸，顶升力5Ｔ。
吊具21为马鞍式结构，下端为吊带23，吊带23为绕制钢丝绳，钢丝绳的一端与吊具的锁紧块17固定连接，另一端套装在吊具的吊耳22上，当门式升降吊装***提升时，吊带在锁紧块17的作用下将钢管抱紧稳固，保证跨运车行驶的平稳。吊具额定载重8T，适用钢管直径1219mm-1422mm。
管道施工跨运车具有4套结构相同的行走***，每套行走***包括转向油缸12、转向臂10、回转轴承13和行走机构14。在立柱外套管9的底部安装回转轴承13和行走机构14，回转轴承13上端面与外套管9连接，下端面与行走机构14连接，构成自由回转体。行走机构14见图2装有液压马达27和行走轮26，行走轮26的轮毂与液压马达27通过螺栓连接，行走轮通过液压马达控制转速，调整行走速度。转向油缸12的一端与车架铰接，另一端与转向臂10的曲柄铰接，转向臂10的立轴与回转轴承13的内圈套装固定，通过液压控制转向油缸12的行程，可精准控制行走轮26同步转向和90度横行，转向灵活，回位准确。
为了满足隧道作业空间狭小，保护跨运车在行走过程碰撞隧道壁24，在4个跨运车立柱外套管9外侧分别设置带弹性的防碰轮25。
为方便施工，本发明设置的液电控制***4安装在车架一侧，并在跨运车前端设置可移动安装驾驶座11，对跨运车行走、转向、钢管吊装、管口组各功能实现了无限遥控和本地手动操作。
本发明还公开了一种隧道内管道施工用跨运方法，包括以下步骤：
步骤A：将管道施工跨运车运行到所需跨运的钢管上方，根据钢管的直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，将钢管与该跨运车的吊具连接，根据隧道内直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，完成钢管的吊装；
步骤B：启动行走***，当该跨运车到达指定位置时，停止行走***，完成钢管的跨运；
步骤C：启动横移油缸调整钢管横向位置，启动顶升油缸下落钢管，将钢管安放在管墩上，释放吊具，启动行走***，将跨运车反向撤离，完成布管作业；
本发明还公开了一种隧道内管道施工用跨运方法，包括以下步骤：
步骤A：将管道施工跨运车运行到所需跨运的钢管上方，根据钢管的直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，将钢管与该跨运车的吊具连接，根据隧道内直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，完成钢管的吊装；
步骤B：启动行走***，当该跨运车到达对口位置时，停止行走***，完成钢管的短距离搬运；
步骤Ｃ：启动横移油缸调整钢管横向位置，启动顶升油缸下落钢管，根据已施工管线的钢管中心位置，调整该跨运车吊装钢管的位置与已施工的管线对中，启动行走***与已施工的管线对口，将钢管与已施工管线的钢管组对焊接，启动行走***，将跨运车反向撤离，完成作业。
对于短距离隧道也可连续跨运组对，以提高施工效率。
本发明公开的方法通过其门式升降吊装***、行走***和横移油缸实现了空间狭小范围内的钢管跨运及其精确调整管口组对。
本发明不局限于上述具体实施例，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内，例如可以将本发明所述的跨运车用于吊装、非公路运输，例如可以将本发明中的吊具及其安装方式设置如中国专利201220447327X中所公开的方式以及其它本领域公知方式，例如也可将本发明中的行走***设置如中国专利201220447327X中所公开的方式以及其他本领域公知方式。

Claims (10)

1.一种管道施工跨运车，包括车架、前后对称设置的门式升降吊装***、行走***，其特征在于：
所述车架包括2个桁架和台架，每个桁架的两端分别与前后对称设置的门式升降吊装***的立柱外套管连接；台架正面为梯型，侧面为八字形马鞍结构，在2个桁架的上部设置法兰与台架底座采用螺栓固定；
所述门式升降吊装***包括2个立柱、吊梁、吊具，立柱由立柱外套管和立柱内套管套装构成，在立柱内安装的顶升油缸分别与立柱外套管和立柱内套管两端连接；2个立柱通过法兰与安装在其上方的吊梁连接，吊梁上设置有吊具；
所述行走***安装于立柱外套管的底部。
2.根据权利要求1所述的管道施工跨运车，其特征在于：所述门式升降吊装***还包括安装在吊梁上面的滑车和横移油缸，滑车的下端连接吊具，滑车的上端与横移油缸的一端耳环连接，横移油缸的另一端与吊梁的端部连接。
3.根据权利要求2所述的管道施工跨运车，其特征在于：所述的吊具为马鞍式结构，其一端设置有锁紧块，另一端设置有吊耳，吊带的一端与锁紧块固定连接，吊带的另一端套装在吊耳上。
4.根据权利要求1-3任一所述的管道施工跨运车，其特征在于：所述的行走***包括转向油缸、转向臂、回转轴承和行走机构，在立柱外套管的底部安装回转轴承和行走机构，回转轴承上端面与立柱外套管连接，下端面与行走机构连接，行走机构装有液压马达和行走轮，行走轮的轮毂与液压马达通过螺栓连接，转向油缸的一端与车架铰接，另一端与转向臂的曲柄铰接，转向臂的立轴与回转轴承的内圈套装固定。
5.根据权利要求1所述的管道施工跨运车，其特征在于：桁架为长方形焊接结构，桁架外框采用矩形方管，腹部采用型钢连接。
6.根据权利要求1所述的管道施工跨运车，其特征在于：台架外框采用矩形方管，腹部采用型钢连接；在跨运车的4个立柱外套管外侧分别设置防碰轮。
7.根据权利要求1所述的管道施工跨运车，其特征在于：台架的上部安装动力模块和液压传动模块，液电控制箱置于车架一侧中部；驾驶座位于车架前端，在吊梁左右侧安装有报警灯和照明灯。
8.根据权利要求1所述的管道施工跨运车，其特征在于：所述行走***为履带式行走***。
9.一种管道施工跨运方法，包括以下步骤：
步骤A：将管道施工跨运车运行到所需跨运的钢管上方，根据钢管的直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，将钢管与该跨运车的吊具连接，根据隧道内直径，启动顶升油缸，调整门式升降吊装***的高度，完成钢管的吊装；
步骤B：启动行走***，当该跨运车到达指定位置时，停止行走***，完成钢管的初步跨运；
步骤C：启动横移油缸调整钢管横向位置，启动顶升油缸下落钢管，释放吊具，启动行走***，将跨运车反向撤离，完成作业。
10.根据权利要求9所述的管道施工跨运方法，其特征在于：
在启动横移油缸调整钢管横向位置，启动顶升油缸下落钢管的过程中，还包括根据已施工管线的钢管中心位置，调整该跨运车吊装钢管的位置与已施工的管线对中，启动行走***与已施工的管线对口，将钢管与已施工管线的钢管组对焊接。
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