結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及路橋建設(shè)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在假設(shè)物體是均質(zhì)的前提下，該物體重心或重心線只與其形狀有關(guān)，對(duì)于有規(guī)則 形狀的物體，其幾何中心線和重心線是重合的；對(duì)于形狀不規(guī)則的物體，該物體的重心線 可以通過計(jì)算或?qū)嶒?yàn)方法獲得，同時(shí)通過計(jì)算獲得的重心的位置也是該形狀不規(guī)則物體的 幾何中心和質(zhì)量中心。當(dāng)該物體是非均質(zhì)的前提下，該物體的幾何中心（線）和實(shí)際重心 (線）并不重合。
[0003] 對(duì)于部分預(yù)拼裝的建筑構(gòu)件其表面的輪廓形狀是近似規(guī)則和對(duì)稱的，但是其內(nèi)部 結(jié)構(gòu)并不對(duì)稱，這種建筑構(gòu)件在物理上不能被視為均質(zhì)物體，確定這類結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的建筑 構(gòu)件的重心的位置關(guān)系到該建筑構(gòu)件的起吊施工質(zhì)量，同時(shí)，對(duì)于這種建筑構(gòu)件的起吊施 工還需要保證起吊過程的平穩(wěn)，否則該建筑構(gòu)件可能會(huì)因?yàn)槠鸬踹^程中發(fā)生的傾斜或搖擺 而對(duì)該建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。
[0004] 例如，如圖1所示的斜拉橋或懸索橋橋面的鋼箱梁I，該鋼箱梁I由頂板、斜腹 板、底板構(gòu)成其表面輪廓結(jié)構(gòu)，且上述結(jié)構(gòu)在鋼箱梁I表面分布均勻，因此鋼箱梁I的表面 輪廓具有幾何中心線I1 ;但是設(shè)置在鋼箱梁I內(nèi)部的橫隔板I3可能因?yàn)槭┕ひ笤陧?橋向的方向（橋面拼裝延伸的方向）上進(jìn)行不對(duì)稱分布，主要表現(xiàn)為其中所使用的橫隔板 I3的種類可能不一致（但該橫隔板I3在橫橋向方向上是對(duì)稱分布的），因此，該橫隔板 I3的布置影響了該鋼箱梁I的實(shí)際重心線I2的位置。在這種情況下，所述幾何中心線 I 1和實(shí)際重心線I2不重合。
[0005] 如圖2所示的現(xiàn)有的吊具II具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其包括向左右方向?qū)ΨQ延伸的基礎(chǔ)支 架II1、開設(shè)在所述基礎(chǔ)支架II1幾何中心線II4上的牽拉吊孔II2以及以所述幾何中心線 II 4對(duì)稱設(shè)置在所述基礎(chǔ)支架II1下方的吊耳II3。
[0006] 如圖3所示，使用所述吊具II起吊所述鋼箱梁I時(shí)，由于起吊施工標(biāo)準(zhǔn)要求吊具 II的幾何中心線II4要與鋼箱梁I的幾何中心線I1重合，因此按照所述施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行起 吊時(shí)，該鋼箱梁I在起吊過程將會(huì)發(fā)生較大傾斜，影響了該鋼箱梁I的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0007] 目前有兩種應(yīng)用于起吊如前所述的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物體的不對(duì)稱吊具：
[0008] 其一，如圖4所示的三角形不對(duì)稱吊具III，該三角形不對(duì)稱吊具III配合絲桿調(diào)節(jié) 可較容易實(shí)現(xiàn)起吊重心轉(zhuǎn)移，并且由于其構(gòu)造特點(diǎn)能更有效發(fā)揮鋼材抗拉壓強(qiáng)度特性，結(jié) 構(gòu)受力明確，受力計(jì)算方便，桿件截面可盡量縮小而進(jìn)一步減少結(jié)構(gòu)用材。但是其缺點(diǎn)也較 突出，由于為得到合理的受力角度，其斜拉桿角度通常不小于45°，因此該吊具III整體工作 高度較大，對(duì)工作凈空高度有要求，因此只能與部分型號(hào)的懸臂吊機(jī)IV的配合使用；
[0009] 其二，扁擔(dān)式液壓可調(diào)吊具，其主要原理是利用鋼材抗彎拉應(yīng)力較好的特點(diǎn)，與常 規(guī)的扁擔(dān)梁相同，通過選擇不同的截面滿足所需的工作荷載，再配合可以通過移動(dòng)而改變 起吊重心位置的液壓變矩系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重心轉(zhuǎn)移；該扁擔(dān)式液壓可調(diào)吊具工作高度要求低，可 輕易實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱鋼箱梁（或其他建筑構(gòu)件）的起吊，但是，由于液壓系統(tǒng)的引入，其構(gòu)造變 得復(fù)雜，使該吊具的造價(jià)及后期維護(hù)檢修費(fèi)用增加，并且，所述液壓變矩系統(tǒng)的可調(diào)范圍有 限，錨固點(diǎn)位置不可變，當(dāng)鋼箱梁吊點(diǎn)位置發(fā)生改變時(shí)則無(wú)法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是，提供一種適用范圍更靈活，易于實(shí)現(xiàn)的，成本較低的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱 物的起吊系統(tǒng)。
[0011] 為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0012] 一種結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)，其包括懸臂吊機(jī)和懸掛在所述懸臂吊機(jī)上的用于 與所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物固定連接的吊具，所述吊具包括起吊支架和設(shè)置在該起吊支架下方的 多個(gè)吊耳，其中，所述起吊支架包括結(jié)構(gòu)對(duì)稱的基礎(chǔ)支架和設(shè)置在該基礎(chǔ)支架上的附加支 架；所述多個(gè)吊耳包括固定在所述基礎(chǔ)支架下方的基礎(chǔ)吊耳和改制吊耳，并且進(jìn)一步包括 固定在所述附加支架下方的附加吊耳。
[0013] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述懸臂吊機(jī)包括懸臂支架、架設(shè)在該懸臂支架上的用于牽拉所 述吊具的提升系統(tǒng)以及設(shè)置在所述懸臂支架底部的支腿系統(tǒng)。
[0014] 定義所述懸臂支架牽拉所述吊具的一端為前端，遠(yuǎn)離所述吊具的一端為后端。優(yōu) 選地，所述懸臂支架為菱形掛籃支架，所述支腿系統(tǒng)包括設(shè)置在該菱形掛籃支架下方的前 支腿和后支腿。更優(yōu)地，所述懸臂支架的后端還設(shè)置有由所述后支腿支撐的后錨固加強(qiáng)裝 置。
[0015] 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述提升系統(tǒng)的起吊重心線與所述吊具的基礎(chǔ)支架的幾何 中心線重合。
[0016] 可選擇地，還包括設(shè)置在所述支腿系統(tǒng)下方的行走系統(tǒng)。優(yōu)選地，所行走系統(tǒng)上與 所述支腿系統(tǒng)相抵靠處設(shè)置有承重加強(qiáng)裝置。
[0017] 優(yōu)選地，所述吊具的基礎(chǔ)支架和附加支架由鋼板制成。
[0018] 可選擇地，所述吊具的附加支架設(shè)置在所述基礎(chǔ)支架的側(cè)面。
[0019] 優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)吊耳對(duì)稱布置在所述基礎(chǔ)支架下方，所述改制吊耳固定設(shè)置在 所述基礎(chǔ)支架下方的任意位置。
[0020] 更優(yōu)選地，至少兩個(gè)所述吊耳之間的幾何中心線與所述基礎(chǔ)支架的幾何中心線不 重合。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：
[0022] (1)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)，利用經(jīng)過重加工的吊具將懸臂吊機(jī)的起 吊重心線、結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的實(shí)際重心線和結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的幾何中心線進(jìn)行協(xié)調(diào)，能夠使該 結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物在起吊過程保持平衡，避免發(fā)生傾斜或搖擺；
[0023] (2)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際施工需要選用多種懸臂吊 機(jī)，減少對(duì)所選用的懸臂吊機(jī)的種類的限制；
[0024] (3)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)，當(dāng)懸臂吊機(jī)的位置改變后，對(duì)該懸臂吊機(jī) 增加與起吊平臺(tái)加強(qiáng)固定的固定加強(qiáng)裝置，有利于懸臂吊機(jī)的穩(wěn)固性；
[0025] (4)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)，根據(jù)被起吊物的實(shí)際結(jié)構(gòu)對(duì)所述吊具進(jìn) 行有針對(duì)性地增加附加支架和改變吊耳的位置，不僅對(duì)起吊場(chǎng)景有針對(duì)性，還降低了吊具 的生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼箱梁隔板分布示意圖。
[0027] 圖2為現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)對(duì)稱的吊具。
[0028] 圖3為使用圖2所示的結(jié)構(gòu)對(duì)稱的吊具起吊鋼箱梁時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0029] 圖4為現(xiàn)有的三角形不對(duì)稱吊具及其使用狀態(tài)示意圖。
[0030] 圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。
[0031] 圖6為圖5中a部分的放大示意圖。
[0032] 圖7為圖5中P部分的放大示意圖。
[0033] 圖8為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)所使用的吊具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖9為圖8中第一附加支架的主視圖。
[0035] 圖10為圖9的A-A方向的視圖。
[0036] 圖11為圖9的B-B方向的視圖。
[0037] 圖12為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)在起吊鋼箱梁時(shí)的狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0039] 本實(shí)施例以用于拼裝斜拉橋或懸索橋橋面的標(biāo)準(zhǔn)鋼箱梁為例子，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu) 不對(duì)稱物的起吊系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鋼箱梁I的尺寸如下：該鋼 箱梁I中心處高3. 54m，長(zhǎng)12m，頂板厚16mm和32mm(錨拉板處），斜腹板厚12mm，底板厚 12mm和16mm，所述頂板和底板采用U形肋閉合加勁，頂板U形肋厚8mm，底板U形肋厚6mm〇
[0040] 在此需要說(shuō)明的是，由于該鋼箱梁I需要沿順橋向方向（即圖1中的上下方向） 進(jìn)行拼接延長(zhǎng)，為了保證所述每一個(gè)鋼箱梁I在順橋向方向上不發(fā)生下傾或上仰，優(yōu)先考 慮以橫橋向方向（即圖1中的左右方向）的軸線或參考面作為該鋼箱梁I的幾何中心線 I1以用于保證起吊平衡，因此，下文中所涉及的"對(duì)稱"和"不對(duì)稱"都是基于平行于所述 橫橋向方向的幾何中心線I1。
[0041] 所述鋼箱梁I的起吊方法包括以下步驟：
[0042] (1)幾何中心線和實(shí)際重心線的計(jì)算。
[0043] 結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的實(shí)際重心線的位置可以通過組合體重心計(jì)算方法獲得，具體地根 據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：
[0045] 式（1)中，!!^為所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物各部分的重量，Ii為所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物各部分 分別基于一個(gè)預(yù)設(shè)的參考面的距離，m為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的總重量，X為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的 實(shí)際重心線至所述參考面的距離。
[0046]進(jìn)一步地，針對(duì)本實(shí)施例所述的鋼箱梁I，由于其構(gòu)成表面輪廓結(jié)構(gòu)的部分具有 幾何中心線I1，因此，針對(duì)該鋼箱梁I的實(shí)際重心線的計(jì)算公式可以推演為：
[0048] 式（2)中，Hill為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物中相對(duì)于其預(yù)設(shè)的對(duì)稱軸/面具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的各 部分的重量，L為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的總長(zhǎng)度，m2l為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物中相對(duì)于所述對(duì)稱軸/面 不具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的各部分的重量，Ii為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物中相對(duì)于所述對(duì)稱軸/面不具有對(duì) 稱結(jié)構(gòu)的各部分分別與所述參考面的距離，m為該結(jié)構(gòu)不對(duì)稱物的總重量，X為該結(jié)構(gòu)不對(duì) 稱物的實(shí)際重心線至所述參考面的距離。
[0049] 參考圖1和圖3,根據(jù)前述關(guān)于所述鋼箱梁I的結(jié)構(gòu)組成，分別計(jì)算該鋼箱梁I的 幾何中心線I1的位置、實(shí)際重心線I2的位置以及所述實(shí)際重心線I2相對(duì)于所述幾何 中心線產(chǎn)生的偏移方向和偏移距離D。
[0050] 對(duì)于所述鋼箱梁I的幾何中心線I1的位置根據(jù)該鋼箱梁I的外輪廓的形狀計(jì) 算獲得。
[0051] 對(duì)于所述鋼箱梁I的實(shí)際重心線I2通過所述式（2)計(jì)算獲得，具體地，以該鋼箱 梁I的背塔側(cè)的端面為計(jì)算參考面，該鋼箱梁I的實(shí)際重心線I2的位置按照下式進(jìn)行計(jì) 算：
[0052] (m頂、底板+Iiiu形加肋+m縱向隔板+m翼緣板加効肋+......)XL/2+[m橫隔板H1X(li+ljj+D+m橫隔板 H2XIzJ=m鋼箱梁總重X，
[0053] 其中，式中L為單節(jié)所述鋼箱梁I的長(zhǎng)度，X為該鋼箱梁I的實(shí)際重心線至計(jì)算參 考面的距尚；進(jìn)一步地，"m頂、底板+Inu形加肋+m縱向隔板+m翼緣板加効肋+......"為該鋼箱梁I中相對(duì)于 所述參考面具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)部分的總量和，"分別為該鋼箱梁I中相對(duì)于 所述參考面不具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)部分的重量，"Ip12、13、14"分別為上述不具有幾何對(duì)稱結(jié)構(gòu)部 分相對(duì)于所述參考面的距離，為該鋼箱梁I的總重量。
[0054] 由此，所述偏移距離D=L/2-X。在此定義橋梁的延長(zhǎng)方向?yàn)榍胺剑磮D3中的右 偵牝左側(cè)為后方），并且以該鋼箱梁I的前端為計(jì)算參考面，若D的計(jì)算結(jié)果