一种用于箱梁型钢结构模块连接的快速接头

摘要

一种用于箱梁型钢结构模块连接的快速拼装接头，其特征在于：它包括组成箱梁类构件的多节或多块箱梁型钢结构模块，在每两相邻的箱梁型钢结构模块的相互对接端对称设置有快速拼装接头(3)，所述快速拼装接头包括设置在箱梁型钢结构模块对接端的上下封闭式法兰连接箱(12、13)、以及若干个用于穿装抗剪兼定位销(15)的抗剪兼定位销孔(10)、在每个封闭式法兰连接箱中并排设置有若干根用于穿装双头螺柱(14)的螺柱孔管(9)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于箱梁型钢结构模块连接的快速接头，该快速接头可广泛用于制作各类箱梁构件，如各类架桥机、风力发电机安装吊机等大型工程机械主体结构中的节段或块体式箱梁型钢结构件之间的块速拼装连接。

背景技术

在各类大型工程机械中，例如架桥机、轮胎式动臂吊机及长大型液压悬挂动力平板运输车辆等等，由于其结构庞大，不适宜在公路上行驶，而需要解体经长途汽运到使用现场，再重新组装起来，也就是将它们的主结构分成几个独立的组装及运输单元(模块)，模块之间用可拆装的接头来连接。为说明通常所用接头的问题，现特以某一自行式动臂吊机之底车结构的可拆装和X形梁接头为例，它属于钢箱梁法兰板螺栓连接接头，其截面尺寸为高2.64m，宽2.075m，四周一圈用螺栓与对方连接起来，如图1，图2所示。

该图所示就是通常所用的法兰板抗拉螺栓连接模式，简称法兰接头。若把这种接头用于风电安装专用吊机底车结构的连接，由于体型庞大，螺栓数量大，拼组施工比较困难，费时费力，将严重影响吊机的现场组装工效。因而也便延长了风电机组的安装周期和投入发电生产周期，故可能会延误利用和发挥风力最佳季节的机会。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于箱梁型钢结构模块连接的快速接头。本发明的快速接头能够克服现有技术中所用法兰板接头的全部缺点，并可推广应用于其它大型通用自行式轮胎起重机。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的用于箱梁型钢结构模块连接的快速接头包括组成箱梁类构件的多节或多块箱梁型钢结构模块，在每两相邻的箱梁型钢结构模块的相互对接端对称设置有快速拼装接头，所述快速拼装接头包括设置在每个箱梁型钢结构模块对接端的上下封闭式法兰连接箱、以及若干个用于穿装抗剪销兼定位销的抗剪兼定位销孔、在每个封闭式法兰连接箱中并排设置有若干根用于穿装双头螺柱的螺柱孔管。且每两相对设置的螺柱孔管、抗剪兼定位销孔均以同轴的方式设置。使得双头螺柱承担由弯矩产生的压力，封闭式法兰箱承担由弯矩产生的压力，抗剪销兼定位销承担由竖向荷载产生的剪力并起到安装时的定位作用。

所述的上下封闭式法兰连接箱均是由相应位置处的箱梁盖板、箱梁腹板、以及设置在每两相邻的螺柱孔管之间的立板、水平板、前法兰板、后法兰板、用于穿装双头螺柱的螺柱孔管互相焊接而成为一个封闭式的法兰连接箱；所述螺柱孔管的两端分别插装在前后法兰板的板孔中互相焊接而成。

所述的抗剪兼定位销孔由设置在上封闭式法兰连接箱的后法兰板上的左右两个销孔和设置在下封闭式法兰连接箱的后法兰板后法兰板上的左右两个销孔构成。

本发明中所述的箱梁型钢结构模块为一字形结构，在其两个对接端均设置有快速拼装接头。

本发明中所述的箱梁型钢结构模块为十字形结构，在其四个对接端均设置有快速拼装接头。

本发明中所述的箱梁型钢结构模块上设置有供工作人员进出的人孔。

本发明与现有的技术相比，具有以下有益效果：

1)构造简单，紧固件数量减少10倍之多，其最直接的效应是：方便快速！这正是风电安装专用吊机现场组装时被广大用户最强烈要求和关注的重大指标。

2)接头各部件受力简捷、明确、可靠，双头螺柱承担由弯矩产生的拉力，法兰连接箱箱体承担弯矩产生的压力，抗剪销承担由竖向荷载产生的剪力。用小型的法兰箱取代了大块的法兰板，用若干个双头螺柱取代了大覆盖面的螺栓群。

3)接头的连接刚度得到极大提高，使结构由连接接头所造成的几何变形接近于零。底车刚度高就可直接提高风电机组的吊装精度和工效。

附图说明

图1为采用了本发明的箱梁型钢结构模块连接的快速接头的风电安装专用吊机底车总图。图中件号：1为底车结构模块之一，2为底车结构模块之二，3为模块1与模块2之间连接的快速接头即本发明。

图2为本发明的箱梁型钢结构模块[也称为底车结构模块之一，其两端均设置有快速拼装接头]的主视图；图2-1为图2的俯视图；图2-2为图2的A-A剖视图。图中件号4-11为构成如图4所示上封闭式法兰连接箱12的各相关板件(下封闭式法兰连接箱13与上封闭式法兰连接箱12结构相同)，其中：4为立板，5为水平板，6为箱梁盖板，7为前法兰板，8为后法兰板，9为双头螺柱孔管，11为箱梁腹板，10为抗剪兼定位销孔。

图3为底车结构模块[也称为底车结构模块之二，其一端设置有封闭式法兰连接箱]主视图；图3-1为图3的俯视图；图3-2为图3的A-A剖视图。

图4为底车结构模块之间实施连接的快速接头3的总图；图4-1为图4的俯视图；图4-2为图4的A-A剖视图。图中1为底车结构模块之一，2为底车结构模块之二，12为底车结构模块的上封闭式法兰连接箱，13为底车结构模块的下封闭式法兰连接箱，14为参照国家标准件设计制造的双头螺柱(带螺母、垫圈)，15为参照国家标准件设计制造的抗剪兼定位销。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

图1所示为采用了本发明的箱梁型钢结构模块连接的快速接头的风电吊机底车总图，其中1为底车结构模块之一，2为底车结构模块之二，3为模块1与模块2之间连接的快速接头。

图2、图2-1、图2-2所示为两端均设置有快速接头3的箱梁型钢结构模块1之上、下封闭式法兰连接箱12、13构造图，它们均是由立板4、水平板5、箱梁盖板6、箱梁腹板11、前法兰板7、后法兰板8、紧固件双头螺柱孔管9(系由无缝钢管插入板孔并焊接而成)，互相焊接成为一个封闭式的法兰连接箱。同时，后法兰板8在靠近箱梁腹板11的两侧设有抗剪兼定位销孔10。

图3、图3-1、图3-2所示为两端均设置有快速接头3的箱梁型钢结构模块2之上、下封闭式法兰连接箱构造图，其特征与图2所示模块1者完全相同，即模块1的封闭式法兰连接箱和模块的封闭式法兰连接箱构造完全相同，且对称和对顶地共同组成了快速接头3的两端基座。

图4、图4-1、图4-2所示为底车结构模块之间实施连接的快速接头3的总图，其特征是采用参照国家标准件设计制造的双头螺柱(带螺母、垫圈)14穿入双头螺柱孔管9把模块1的封闭式的法兰连接箱和模块2的封闭式法兰连接箱连接起来，共同组成一可拆装式的连接机构。同时配有插入销孔10的参照国家标准件设计制造的抗剪销兼定位销15，它们共同组成了快速接头3及传力体系。上述连接机构在模块1、模块2的上、下箱梁盖板6处各配一套。

本发明的具体加工安装方式如下：

1)根据风电安装专用吊机的实际工况，对整机加载进行结构计算，确认如图1所示底车结构在X形梁(十字形结构)各接头处的截面应力，进而进行接头构造设计，确定如图2和图3所示各件4-11的尺寸大小、材料选用等重要参数。

2)进行上述各件4-11之间连接焊缝计算。

3)完成如图4所示封闭式法兰连接箱12及13的设计，并连同主结构即底车结构模块之一1及底车结构模块至二2一起统盘加工制造。

4)完成双头螺柱(带螺母、垫圈)14和抗剪销兼定位销15的设计制造。

5)施工现场安装方法及传力工艺：

1、风电吊机底车各模块运抵工地卸货后，按图1所示位置摆放好

2、先将底车的主承力结构即X形梁组装起来，以X形梁的1/4部分为例，如图1中所示之模块1与模块2，通过快速接头3连接起来。于是，由图4可见，先将模块1与模块2靠紧、调整方位，并将四个角上的抗剪销兼定位销15用锤打入。注意，由于抗剪销15也兼作定位销，所以它是一头带锥形的，容易锲入，便于定位。

3、接着将双头螺柱14逐一穿进法兰连接箱12和13之中，加入垫圈并逐一将螺母轻轻拧紧。

4、等到将X形梁上盖板处和下盖板处法兰连接箱的全部双头螺柱均初步拧紧之后，再按设计预紧力逐一将全部螺母上紧。

5、按照以上相同办法，再将X形梁的其余3/4数量的快速接头逐一安装完毕。

6、检查确认整个底车结构各连接模块之间的双头螺柱14及抗剪销兼定位销15是否全部安装好，确认每一个快速接头3中的全部双头螺柱14和抗剪销兼定位销15已进入随时可联合工作的状态，则全部连接安装工作完成。