CN110921581A - 高层钢结构模块化吊装设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高层钢结构模块化吊装设备，包括：搭设于冷箱底层钢构一侧的左模架和右模架，左模架和右模架相对的面上各设有两道竖直的导槽；左模架和右模架之间设置有左围框和右围框，左围框和右围框均为凹形结构，左围框和右围框在背离开口部的面上均固设有两导块，用以嵌入导槽内，左围框与右围框可拆卸连接，用以围箍住冷箱高层模块化钢结构，左围框和右围框的横部槽钢上设置有吊耳；左模架和右模架远离所述冷箱底层钢构的一侧并列设置有至少两座塔吊，用以钩住吊耳。本发明还公开了一种高层钢结构模块化吊装施工方法。本发明将大量的高空垂直空间作业任务转变为地面或低空作业，极大的降低了施工的难度系数，提高了施工效率。

Description

高层钢结构模块化吊装设备及施工方法

技术领域

本发明涉及化工建筑领域。更具体地说，本发明涉及一种高层钢结构模块化吊装设备及施工方法。

背景技术

目前，冷箱的高层钢结构施工在国内大多还是采用传统的施工技术：即进行单榀构架、连接梁吊装，吊装单榀构架后应用缆风绳固定。由下至上的地面至高空的垂直施工方法。这种传统的施工技术使得整个施工过程一环扣一环，基本上是一条施工主线，全部为前后施工工序，必须等上道工序施工、验收完后才能进行下道施工工序的施工，且整个施工过程为垂直空间施工作业，施工的作业空间有限，施工安全系数低，造成施工难度大，施工安全措施投入较大，施工工期也较长。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种高层钢结构模块化吊装设备及施工方法，将大量的高空垂直空间作业任务转变为地面或低空作业，极大的降低了施工的难度系数，提高了施工效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高层钢结构模块化吊装设备，包括：

搭设于冷箱底层钢构一侧的左模架和右模架，所述左模架和右模架沿冷箱底层钢构的中心线对称设置，且所述左模架和右模架之间的间距大于冷箱底层钢构的宽度，所述左模架和右模架的高度等于所述冷箱底层钢构的高度，在所述左模架和右模架相对的面上各设有两道竖直的导槽，且左模架上的导槽与右模架上的导槽分别相对；

在所述左模架和右模架之间设置有左围框和右围框，所述左围框和右围框均为槽钢焊接而成的凹形结构，且左围框和右围框的开口部相对，所述左围框和右围框的横部槽钢在背离开口部的面上均固设有两导块，所述左围框上的两导块分别嵌入所述左模架上的两导槽内，所述右围框上的两导块分别嵌入所述右模架上的两导槽内，所述左围框的纵部槽钢与右围框的纵部槽钢可拆卸连接，用以围箍住冷箱高层模块化钢结构，在所述左围框的横部槽钢顶面中部设置有第一吊耳，在所述右围框的横部槽钢顶面中部设置有第二吊耳；

在所述左模架和右模架远离所述冷箱底层钢构的一侧并列设置有至少两座塔吊，两座塔吊的悬臂部分均向冷箱底层钢构所在方向延伸，其中两座塔吊分别与左模架和右模架对齐，与左模架对齐的塔吊悬臂上设置有可沿塔吊悬臂移动的第一悬臂吊装置，用以钩住第一吊耳，与右模架对齐的塔吊悬臂上设置有可沿塔吊悬臂移动的第二悬臂吊装置，用以钩住第二吊耳；

其中，所述冷箱高层模块化钢结构靠近左模架和右模架的侧面上各焊接有两倒置的牛腿，且每一侧面上的两牛腿底面处于相同高度，所述左围框的横部槽钢顶面抵接在冷箱高层模块化钢结构靠近左模架的两牛腿底面，且靠近左模架的两牛腿对称位于第一吊耳两侧，所述右围框的横部槽钢顶面抵接在冷箱高层模块化钢结构靠近右模架的两牛腿底面，且靠近右模架的两牛腿对称位于第二吊耳两侧。

优选的是，所述左围框的纵部槽钢与右围框的纵部槽钢可拆卸连接的方式为：

所述左围框的纵部槽钢内固设有竖直的第一肋板，所述第一肋板上开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有水平的第一螺杆，所述第一螺杆一端伸出左围框的纵部槽钢边缘向右围框方向延伸，且在所述第一螺杆朝向右围框的末端转动连接有槽口朝向右围框的U形槽，所述第一螺杆的末端连接在U形槽的槽底，所述U形槽的一对槽壁上贯穿开设有竖直的通孔；

所述右围框的纵部槽钢内固设有竖直的第二肋板，所述第二肋板上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内螺纹连接有水平的第二螺杆，所述第二螺杆一端伸出右围框的纵部槽钢边缘向左围框方向延伸，且在所述第二螺杆朝向左围框的末端转动连接有圆环，所述圆环中心孔与所述U形槽槽壁上的通孔直径相同；

其中，当所述第一螺杆向靠近右围框方向伸长或所述第二螺杆向靠近左围框方向伸长时，所述圆环可***U形槽内，且U形槽槽壁上的通孔与圆环的中心孔同轴，用以***销轴连接，所述销轴的一端连接有吊环。

优选的是，所述两座塔吊中间设置有第三座塔吊，第三座塔吊的悬臂也向冷箱底层钢构所在方向延伸，所述第三座塔吊的悬臂上设置有两套第三悬臂吊装置，每一第三悬臂吊装置的吊钩用以钩住连接左围框一侧纵部槽钢和右围框一侧纵部槽钢的销轴吊环。

优选的是，所述第一螺杆上靠近U形槽处固接有第一旋拧螺母，所述第二螺杆上靠近圆环处固接有第二旋拧螺母。

优选的是，所述第一肋板和第二肋板均设置有两块。

本发明还提供一种使用上述高层钢结构模块化吊装设备的高层钢结构模块化施工方法，包括：

制作冷箱高层钢构架组件，将制作好的冷箱高层钢构架组件运输至施工场地，结合施工场地及塔吊情况，确定分段成框方案，同时设置成框场地进行组对成框；

在施工现场完成冷箱底层钢构的建筑施工，在已经组对成框的冷箱高层模块化钢结构侧面焊接所述倒置的牛腿，再将已经组对成框的冷箱高层模块化钢结构运输至左围框和右围框之间；

调节第一螺杆伸出左围框的纵部槽钢的长度和第二螺杆伸出右围框的纵部槽钢的长度，使圆环水平***U形槽内，将带有吊环的销轴***U形槽的通孔和圆环中心孔内，再旋拧第一螺杆和第二螺杆，使左围框和右围框围箍住冷箱高层模块化钢结构；

将第一悬臂吊装置钩住第一吊耳，将第二悬臂吊装置钩住第二吊耳，及将每一第三悬臂吊装置钩住连接左围框一侧纵部槽钢和右围框一侧纵部槽钢的销轴吊环，同步启动第一悬臂吊装置和第二悬臂吊装置的卷扬机，使冷箱高层模块化钢结构沿导槽竖直上升，再启动两第三悬臂吊装置，使第三悬臂吊装置的吊钩不受力上升，当冷箱高层模块化钢结构高出左模架和右模架顶部时，沿三座塔吊的悬臂移动第一悬臂吊装置、第二悬臂吊装置和两第三悬臂吊装置，使冷箱高层模块化钢结构位于冷箱底层钢构的正上方；

完成冷箱高层模块化钢结构与冷箱底层钢构的连接施工，再启动两第三悬臂吊装置，将连接左围框的纵部槽钢和右围框的纵部槽钢的销轴从U形槽的通孔和圆环中心孔内抽出，回收左围框和右围框，进行下一冷箱高层模块化钢结构的吊装，直至所有冷箱高层模块化钢结构吊装完成。

本发明至少包括以下有益效果：该施工技术能将大量的高空垂直作业转变为地面或低空水平作业，施工安全保障系数将得到提高，施工人员操作方便，施工效率提高了约30％，施工工期相对传统工艺理论上可缩短约20～30个工作日，且由于大型吊车集中使用，综合节考虑，可节约20％～25％的施工成本，同时焊接及安装质量能得到提高。同时一些原来质量检查无法到位的区域也能完全检查到位，降低了施工质量漏检率，完全做到了无质检盲区，及检验率达到100％。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述高层钢结构模块化吊装设备的侧面结构示意图；

图2为本发明所述高层钢结构模块化吊装设备的俯视图；

图3为本发明所述左围框和右围框工作状态的主视图；

图4为本发明所述左围框和右围框工作状态的左视图；

图5为本发明所述左围框和右围框工作状态左视图中A部分的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明提供一种高层钢结构模块化吊装设备，包括：

搭设于冷箱底层钢构1一侧的左模架2和右模架3，所述左模架2和右模架3沿冷箱底层钢构1的中心线对称设置，且所述左模架2和右模架3之间的间距大于冷箱底层钢构1的宽度，所述左模架2和右模架3的高度等于所述冷箱底层钢构1的高度，在所述左模架2和右模架3相对的面上各设有两道竖直的导槽4，且左模架2上的导槽4与右模架3上的导槽4分别相对；

在所述左模架2和右模架3之间设置有左围框5和右围框6，所述左围框5和右围框6均为槽钢焊接而成的凹形结构，且左围框5和右围框6的开口部相对，所述左围框5和右围框6的横部槽钢在背离开口部的面上均固设有两导块7，所述左围框5上的两导块7分别嵌入所述左模架2上的两导槽4内，所述右围框6上的两导块7分别嵌入所述右模架3上的两导槽4内，所述左围框5的纵部槽钢与右围框6的纵部槽钢可拆卸连接，用以围箍住冷箱高层模块化钢结构，在所述左围框5的横部槽钢顶面中部设置有第一吊耳8，在所述右围框6的横部槽钢顶面中部设置有第二吊耳9；

在所述左模架2和右模架3远离所述冷箱底层钢构1的一侧并列设置有至少两座塔吊10，两座塔吊10的悬臂部分均向冷箱底层钢构1所在方向延伸，其中两座塔吊10分别与左模架2和右模架3对齐，与左模架2对齐的塔吊10悬臂上设置有可沿塔吊10悬臂移动的第一悬臂吊装置11，用以钩住第一吊耳8，与右模架3对齐的塔吊10悬臂上设置有可沿塔吊10悬臂移动的第二悬臂吊装置，用以钩住第二吊耳9；

其中，所述冷箱高层模块化钢结构靠近左模架2和右模架3的侧面上各焊接有两倒置的牛腿12，且每一侧面上的两牛腿12底面处于相同高度，所述左围框5的横部槽钢顶面抵接在冷箱高层模块化钢结构靠近左模架2的两牛腿12底面，且靠近左模架2的两牛腿12对称位于第一吊耳8两侧，所述右围框6的横部槽钢顶面抵接在冷箱高层模块化钢结构靠近右模架3的两牛腿12底面，且靠近右模架3的两牛腿12对称位于第二吊耳9两侧。

上述实施例在使用过程中，通过左模架2和右模架3的导槽4进行导向，实现了冷箱高层模块化钢结构23的准确垂直吊装，且用于吊装的左围框5和右围框6可重复使用，施工成本节约，当冷箱高层模块化钢结构23与冷箱底层钢构1连接施工完成后，通过拆分左围框5与右为框可轻松实现吊装设备的解除，提高了施工效率。

在另一实施例中，所述左围框5的纵部槽钢与右围框6的纵部槽钢可拆卸连接的方式为：

所述左围框5的纵部槽钢内固设有竖直的第一肋板13，所述第一肋板13上开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有水平的第一螺杆14，所述第一螺杆14一端伸出左围框5的纵部槽钢边缘向右围框6方向延伸，且在所述第一螺杆14朝向右围框6的末端转动连接有槽口朝向右围框6的U形槽15，所述第一螺杆14的末端连接在U形槽15的槽底，所述U形槽15的一对槽壁上贯穿开设有竖直的通孔；

所述右围框6的纵部槽钢内固设有竖直的第二肋板16，所述第二肋板16上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内螺纹连接有水平的第二螺杆17，所述第二螺杆17一端伸出右围框6的纵部槽钢边缘向左围框5方向延伸，且在所述第二螺杆17朝向左围框5的末端转动连接有圆环18，所述圆环18中心孔与所述U形槽15槽壁上的通孔直径相同；

其中，当所述第一螺杆14向靠近右围框6方向伸长或所述第二螺杆17向靠近左围框5方向伸长时，所述圆环18可***U形槽15内，且U形槽15槽壁上的通孔与圆环18的中心孔同轴，用以***销轴19连接，所述销轴19的一端连接有吊环20。

上述实施例在使用过程中，通过旋转第一螺杆14或第二螺杆17即可调整左围框5与右围框6的连接松紧，需要拆分左围框5和右围框6时，只需抽出销轴19即可，而且抽出销轴19的任务可如下面实施例所述由机械完成，无需人工操作，简单方便，大大提高了施工效率，同时由于U形槽15与第一螺杆14转动连接，圆环18与第二螺杆17转动连接，故在旋转第一螺杆14或第二螺杆17时，U形槽15和圆环18能保持水平状态且U形槽15上的通孔和圆环18的中心孔能保持对齐，避免了U形槽15固接在第一螺杆14上，或圆环18固接在第二螺杆17时，旋转第一螺杆14或第二螺杆17导致U形槽15上的通孔和圆环18的中心孔不能对齐的问题。

在另一实施例中，所述两座塔吊10中间设置有第三座塔吊10，第三座塔吊10的悬臂也向冷箱底层钢构1所在方向延伸，所述第三座塔吊10的悬臂上设置有两套第三悬臂吊装置，每一第三悬臂吊装置的吊钩用以钩住连接左围框5一侧纵部槽钢和右围框6一侧纵部槽钢的销轴19吊环20。

上述实施例在使用过程中，通过第三悬臂吊装置即可抽出连接左围框5和右围框6的销轴19，无需人工操作，简单方便，大大提高了施工效率。

在另一实施例中，所述第一螺杆14上靠近U形槽15处固接有第一旋拧螺母21，所述第二螺杆17上靠近圆环18处固接有第二旋拧螺母22，这样可以使用电动扳手等器具方便的旋拧第一螺杆14或者第二螺杆17，且不会损坏第一螺杆14或第二螺杆17上的螺纹。

在另一实施例中，所述第一肋板13和第二肋板16均设置有两块。

本发明还提供一种使用上述高层钢结构模块化吊装设备的高层钢结构模块化施工方法，包括：

制作冷箱高层钢构架组件，将制作好的冷箱高层钢构架组件运输至施工场地，结合施工场地及塔吊10情况，确定分段成框方案，同时设置成框场地进行组对成框；

在施工现场完成冷箱底层钢构1的建筑施工，在已经组对成框的冷箱高层模块化钢结构23侧面焊接所述倒置的牛腿12，再将已经组对成框的冷箱高层模块化钢结构23运输至左围框5和右围框6之间；

调节第一螺杆14伸出左围框5的纵部槽钢的长度和第二螺杆17伸出右围框6的纵部槽钢的长度，使圆环18水平***U形槽15内，将带有吊环20的销轴19***U形槽15的通孔和圆环18中心孔内，再旋拧第一螺杆14和第二螺杆17，使左围框5和右围框6围箍住冷箱高层模块化钢结构23；

将第一悬臂吊装置11钩住第一吊耳8，将第二悬臂吊装置钩住第二吊耳9，及将每一第三悬臂吊装置钩住连接左围框5一侧纵部槽钢和右围框6一侧纵部槽钢的销轴19吊环20，同步启动第一悬臂吊装置11和第二悬臂吊装置的卷扬机，使冷箱高层模块化钢结构23沿导槽4竖直上升，再启动两第三悬臂吊装置，使第三悬臂吊装置的吊钩不受力上升，当冷箱高层模块化钢结构23高出左模架2和右模架3顶部时，沿三座塔吊10的悬臂移动第一悬臂吊装置11、第二悬臂吊装置和两第三悬臂吊装置，使冷箱高层模块化钢结构23位于冷箱底层钢构1的正上方；

完成冷箱高层模块化钢结构23与冷箱底层钢构1的连接施工，再启动两第三悬臂吊装置，将连接左围框5的纵部槽钢和右围框6的纵部槽钢的销轴19从U形槽15的通孔和圆环18中心孔内抽出，回收左围框5和右围框6，进行下一冷箱高层模块化钢结构23的吊装，直至所有冷箱高层模块化钢结构23吊装完成。

上述施工方法将大量的高空垂直作业转变为地面或低空水平作业，施工安全保障系数将得到了提高，施工人员操作方便，施工效率提高了约30％，施工工期相对传统工艺理论上可缩短约20～30个工作日，且由于大型吊车集中使用，综合节考虑，可节约20％～25％的施工成本，同时焊接及安装质量能得到提高。同时一些原来质量检查无法到位的区域也能完全检查到位，降低了施工质量漏检率，完全做到了无质检盲区，及检验率达到100％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种高层钢结构模块化吊装设备，其特征在于，包括：

搭设于冷箱底层钢构一侧的左模架和右模架，所述左模架和右模架沿冷箱底层钢构的中心线对称设置，且所述左模架和右模架之间的间距大于冷箱底层钢构的宽度，所述左模架和右模架的高度等于所述冷箱底层钢构的高度，在所述左模架和右模架相对的面上各设有两道竖直的导槽，且左模架上的导槽与右模架上的导槽分别相对；

在所述左模架和右模架之间设置有左围框和右围框，所述左围框和右围框均为槽钢焊接而成的凹形结构，且左围框和右围框的开口部相对，所述左围框和右围框的横部槽钢在背离开口部的面上均固设有两导块，所述左围框上的两导块分别嵌入所述左模架上的两导槽内，所述右围框上的两导块分别嵌入所述右模架上的两导槽内，所述左围框的纵部槽钢与右围框的纵部槽钢可拆卸连接，用以围箍住冷箱高层模块化钢结构，在所述左围框的横部槽钢顶面中部设置有第一吊耳，在所述右围框的横部槽钢顶面中部设置有第二吊耳；

在所述左模架和右模架远离所述冷箱底层钢构的一侧并列设置有至少两座塔吊，两座塔吊的悬臂部分均向冷箱底层钢构所在方向延伸，其中两座塔吊分别与左模架和右模架对齐，与左模架对齐的塔吊悬臂上设置有可沿塔吊悬臂移动的第一悬臂吊装置，用以钩住第一吊耳，与右模架对齐的塔吊悬臂上设置有可沿塔吊悬臂移动的第二悬臂吊装置，用以钩住第二吊耳；

其中，所述冷箱高层模块化钢结构靠近左模架和右模架的侧面上各焊接有两倒置的牛腿，且每一侧面上的两牛腿底面处于相同高度，所述左围框的横部槽钢顶面抵接在冷箱高层模块化钢结构靠近左模架的两牛腿底面，且靠近左模架的两牛腿对称位于第一吊耳两侧，所述右围框的横部槽钢顶面抵接在冷箱高层模块化钢结构靠近右模架的两牛腿底面，且靠近右模架的两牛腿对称位于第二吊耳两侧。

2.如权利要求1所述的高层钢结构模块化吊装设备，其特征在于，所述左围框的纵部槽钢与右围框的纵部槽钢可拆卸连接的方式为：

所述左围框的纵部槽钢内固设有竖直的第一肋板，所述第一肋板上开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有水平的第一螺杆，所述第一螺杆一端伸出左围框的纵部槽钢边缘向右围框方向延伸，且在所述第一螺杆朝向右围框的末端转动连接有槽口朝向右围框的U形槽，所述第一螺杆的末端连接在U形槽的槽底，所述U形槽的一对槽壁上开设有贯穿的通孔；

所述右围框的纵部槽钢内固设有竖直的第二肋板，所述第二肋板上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内螺纹连接有水平的第二螺杆，所述第二螺杆一端伸出右围框的纵部槽钢边缘向左围框方向延伸，且在所述第二螺杆朝向左围框的末端转动连接有圆环，所述圆环中心孔与所述U形槽槽壁上的通孔直径相同；

其中，当所述第一螺杆向靠近右围框方向伸长或所述第二螺杆向靠近左围框方向伸长时，所述圆环可***U形槽内，且U形槽槽壁上的通孔与圆环的中心孔同轴，用以***销轴连接，所述销轴的一端连接有吊环。

3.如权利要求2所述的高层钢结构模块化吊装设备，其特征在于，所述两座塔吊中间设置有第三座塔吊，第三座塔吊的悬臂也向冷箱底层钢构所在方向延伸，所述第三座塔吊的悬臂上设置有两套第三悬臂吊装置，每一第三悬臂吊装置的吊钩用以钩住连接左围框一侧纵部槽钢和右围框一侧纵部槽钢的销轴吊环。

4.如权利要求2所述的高层钢结构模块化吊装设备，其特征在于，所述第一螺杆上靠近U形槽处固接有第一旋拧螺母，所述第二螺杆上靠近圆环处固接有第二旋拧螺母。

5.如权利要求2所述的高层钢结构模块化吊装设备，其特征在于，所述第一肋板和第二肋板均设置有两块。

6.使用如权利要求3所述的高层钢结构模块化吊装设备的高层钢结构模块化施工方法，其特征在于，包括：

制作冷箱高层钢构架组件，将制作好的冷箱高层钢构架组件运输至施工场地，结合施工场地及塔吊情况，确定分段成框方案，同时设置成框场地进行组对成框；

在施工现场完成冷箱底层钢构的建筑施工，在已经组对成框的冷箱高层模块化钢结构侧面焊接所述倒置的牛腿，再将已经组对成框的冷箱高层模块化钢结构运输至左围框和右围框之间；

调节第一螺杆伸出左围框的纵部槽钢的长度和第二螺杆伸出右围框的纵部槽钢的长度，使圆环水平***U形槽内，将带有吊环的销轴竖直***U形槽的通孔和圆环中心孔内，再旋拧第一螺杆和第二螺杆，使左围框和右围框围箍住冷箱高层模块化钢结构；

将第一悬臂吊装置钩住第一吊耳，将第二悬臂吊装置钩住第二吊耳，及将每一第三悬臂吊装置钩住连接左围框一侧纵部槽钢和右围框一侧纵部槽钢的销轴吊环，同步启动第一悬臂吊装置和第二悬臂吊装置的卷扬机，使冷箱高层模块化钢结构沿导槽竖直上升，再启动两第三悬臂吊装置，使第三悬臂吊装置的吊钩不受力上升，当冷箱高层模块化钢结构高出左模架和右模架顶部时，沿三座塔吊的悬臂移动第一悬臂吊装置、第二悬臂吊装置和两第三悬臂吊装置，使冷箱高层模块化钢结构位于冷箱底层钢构的正上方；

完成冷箱高层模块化钢结构与冷箱底层钢构的连接施工，再启动两第三悬臂吊装置，将连接左围框的纵部槽钢和右围框的纵部槽钢的销轴从U形槽的通孔和圆环中心孔内抽出，回收左围框和右围框，进行下一冷箱高层模块化钢结构的吊装，直至所有冷箱高层模块化钢结构吊装完成。

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