一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备及其施工工艺

摘要

本申请涉及一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备及其施工工艺，属于路桥施工的技术领域，该吊装设备包括起吊机和平衡顶梁，所述平衡顶梁的上端设有用于与起吊机连接的吊装孔，所述平衡顶梁的下端设有连接架，所述连接架长度方向的两端转动连接有连接杆，所述连接杆的下端设有用于与钢箱梁本体连接的螺纹段，钢箱梁本体宽度方向的两端设有螺纹孔，所述螺纹段与螺纹孔螺纹连接。本申请在保证吊装安全性的同时，能够改善钢箱梁本体发生倾斜的问题，提高了施工过程中钢箱梁本体的安装效率。

说明书

技术领域

本发明属于路桥施工技术的领域，具体涉及一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备及其施工工艺。

背景技术

现今，汽车在家庭中是相当普遍，这使得道路交通的压力日趋增加，而高架桥和高架道路的建设既可一定程度的缓解交通压力，又可实现交通通行快速化，缩短城市之间的距离，对城市的建设发展亦有一定的促进作用。

随着高架桥建设的增多，不乏存在一些大跨度的钢箱梁施工；但由于钢箱梁体量较大，架设过程通常使用架桥机等大型机械，但无法使用架桥机的情况下通常使用钢丝绳(或吊带)穿过吊装孔将钢箱梁捆绑，然后将绳带挂于龙门吊或吊车吊钩上，实现钢箱梁的搬运和架设，由于绳带柔度较大，在吊装过程中容易产生钢箱梁侧斜的问题，给钢箱梁就位安装带来较大困难，需不断调整。

发明内容

为了改善上述技术问题，本申请提供一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备及其施工工艺。

第一方面，本申请提供的一种多跨钢箱梁施工的吊装设备，采用如下的技术方案：

一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备，包括起吊机和平衡顶梁，所述平衡顶梁的上端设有用于与起吊机连接的吊装孔，所述平衡顶梁的下端设有连接架，所述连接架长度方向的两端转动连接有连接杆，所述连接杆的下端设有用于与钢箱梁本体连接的螺纹段，钢箱梁本体宽度方向的两端设有螺纹孔，所述螺纹段与螺纹孔螺纹连接。

通过采用上述技术方案，在对钢箱梁本体进行吊装时，启动起吊机，将平衡顶梁吊运到钢箱梁本体的上方，随后，将螺纹段对准钢箱梁本体上的对应螺纹孔，并转动连接杆，使得螺纹段与相对应的螺纹孔完成螺纹连接。最后，启动起吊机对平衡顶梁进行提升，平衡顶梁通过连接杆拉升螺纹段，从而带动钢箱梁本体向上提升，实现对钢箱梁本体的吊装。由于钢箱梁本体在吊装的过程中，连接杆和连接架均为刚性物体，与传统的钢丝绳和吊带相比，不易产生变形，刚性和稳定性都有较大的提升，在保证了吊装安全性的同时，能够改善钢箱梁本体发生倾斜的问题，从而便于钢箱梁本体在吊装过程中和吊装完成时的位置调整和维持位置的稳定，进而提高施工过程中钢箱梁本体的安装效率。

可选的，所述螺纹段的下端设有插接头，所述插接头可拆卸连接有插接座，所述插接座的上端与钢箱梁本体抵接，所述插接座上设有与插接头相适配的插接槽，所述插接头上设有用于限制插接座沿自身轴向发生移动的卡接机构。

通过采用上述技术方案，在转动连接杆使得螺纹段与螺纹孔螺纹连接后，将插接座上的插接槽对准插接头并按压，使得插接头与插接槽完成插接，与此同时触发卡接机构与插接座连接，从而完成插接座的安装。通过插接座的设置，当螺纹段与螺纹孔处的螺纹连接处发生磨损时，插接座起到备用支撑的作用，从而减小吊装过程中钢箱梁本体发生坠落的情况，降低安全隐患。

可选的，所述插接头上设有安装槽，所述卡接机构包括卡接块和第一弹性件，所述第一弹性件的一端与安装槽的底壁固定连接，另一端与卡接块固定连接，所述插接槽的内壁上设有卡接槽，所述卡接槽与卡接块相适配。

通过采用上述技术方案，在安装插接座时，将插接槽对准插接头后朝向插接头的方向推压插接座，在此过程中按压卡接块，使得卡接块缩入安装槽内，第一弹性件被压缩，继续推压插接座，使得插接头全部插入卡接槽中。此时，安装槽移动到与卡接槽相对的位置处，第一弹性件复位，将卡接块弹入卡接槽内，实现卡接块与卡接槽的卡接，从而实现插接座的安装。结构简单，便于提高安装效率。

可选的，所述卡接块包括一体成型的柱体部和直角楔体部，所述柱体部与第一弹性件固定连接，所述直角楔体部远离第一弹性件的一端设有斜面，所述斜面倾斜向下设置，当所述第一弹性件处于自然状态下时，所述斜面的下端与安装槽的内侧壁顶端平齐，当所述第一弹性件处于最小压缩长度时，所述直角楔体部全部位于安装槽内。

通过采用上述技术方案，如此，在插接座与插接头的连接过程中，当直角楔体部的斜面移动到插接槽的开口处时，插接槽的侧壁顶端挤压直角楔体部，继续朝向插接头的方向推动插接座，无需额外按压卡接块，即可使得直角楔体部全部压缩入安装槽内，从而提高安装效率。

可选的，还包括连接底板，所述连接底板的下端中心设有燕尾滑块，钢箱梁本体沿自身长度方向上设有燕尾滑槽，所述燕尾滑槽的一端穿过钢箱梁本体的侧壁，所述燕尾滑块与燕尾滑槽的内壁滑移连接，所述连接杆的侧壁上设有第一限位槽，所述连接底板的上端与第一限位槽的上端内侧壁抵接，所述连接底板的下端与第一限位槽的下端内侧壁抵接，所述连接底板靠近连接杆的一端与第一限位槽的底壁抵接。

通过采用上述技术方案，在完成插接座的安装后，将燕尾滑块对准燕尾滑槽，并将燕尾滑块从燕尾滑槽穿出钢箱梁本体的一端嵌入，使得燕尾滑块与燕尾滑槽完成配合连接。随后，推动连接底板朝向连接杆移动，直至连接底板进入第一限位槽中，完成连接底板的安装。如此，当螺纹段与螺纹孔、插接头与插接座的连接处同时发生损坏时，通过连接底板的设置，使得钢箱梁本体与连接杆进行有效的连接，可以进一步提高该吊装设备的使用安全性，降低安全隐患。

可选的，所述连接底板长度方向的两端设有限位板，所述限位板设于连接底板上朝向连接杆的一侧，两个所述连接杆相互远离的一侧设有第二限位槽，所述限位板的上端与第二限位槽的上端内侧壁抵接，所述限位板的下端与第二限位槽的下端内侧壁抵接，两个所述限位板相对的一侧分别与相邻的第二限位槽的底壁抵接。

通过采用上述技术方案，通过限位板与第二限位槽的设置，实现了限位板与连接杆的定位安装，减少吊装过程中连接杆发生转动的情况，从而减少螺纹段与螺纹孔发生脱离的现象，提高该吊装机构的吊装稳定性和安全性。

可选的，所述螺纹段内设有安装空腔，所述安装空腔的上端延伸至连接杆的下端内部，所述安装空腔的下端延伸至插接头的上端内部，所述安装空腔内设有齿轮，所述齿轮与安装空腔的腔壁转动连接，所述齿轮同时啮合有第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和第二齿条的齿面相对设置，所述第一齿条与安装空腔的上端腔壁滑移连接，所述第二齿条与安装空腔的下端腔壁滑移连接，所述第一限位槽与安装槽的开设方向相同，所述第一齿条靠近第一限位槽的一端与连接底板的侧壁抵接，所述第二齿条穿出安装槽底壁的一端与柱体部靠近安装槽底壁的一端抵接。

通过采用上述技术方案，在连接底板的安装过程中，连接底板朝向连接杆的方向移动，连接底板靠近连接杆的一侧与第一齿条接触后，推动第一齿条朝向远离第一限位限位槽开口处的方向移动，第一齿条带动齿轮转动，齿轮带动第二齿条朝向靠近卡接块的方向移动。直至连接底板安装到位后，第一齿条靠近第一限位槽的一端与连接底板的侧壁抵接，第二齿条穿出安装槽底壁的一端与柱体部靠近安装槽底壁的一端抵接。如此，第二齿条可以抵住卡接块，减少使用过程中误操作或第一弹性件损坏失效使得卡接块缩回安装槽的情况发生，进一步提高该吊装设备的使用安全性，降低安全隐患。

可选的，所述第一齿条远离连接底板的一端设有第二弹性件，所述第二弹性件远离第一齿条的一端与安装空腔的腔壁固定连接。

通过采用上述技术方案，在完成钢箱梁本体的吊装后，将连接底板取下后，与连接杆发生分离，在第二弹性件复位的情况下，第二弹性件推动第一齿条背离第二弹性件移动，从而带动齿轮转动，齿轮转动带动第二齿条背离卡接块移动，直至第二齿条缩回安装空腔内，此时，卡接块可以缩回安装槽内，方便插接座的拆卸，从而便于对下一个钢箱梁本体进行吊装。

第二方面，本申请还提供一种用于多跨钢箱梁施工的施工工艺，包括以下施工步骤：

S1：采用大型平板汽车按照设计图纸中的钢箱梁本体的排序逐步将各个钢箱梁本体运输至吊装设施处；

S2：利用吊装设施将各个钢箱梁本体按一定顺序逐块吊装至拼装平台上；

S3：利用卷扬机牵引技术，向桥墩方向拖拉钢箱梁本体，并进行定位组装，将钢箱梁本体安装于对应的桥墩上；

S4：每完成一组钢箱梁本体与桥墩的组装后继续下一组钢箱梁本体的定位组装，直至完成所有钢箱梁本体的组装；

步骤S1和步骤S2中的吊装设施采用上述的用于多跨钢箱梁施工的吊装设备。

通过采用上述技术方案，由于钢箱梁本体在吊装的过程中，与传统的钢丝绳和吊带相比，上述的吊装设备不易产生变形，刚性和稳定性都有较大的提升，在保证了吊装安全性的同时，能够改善钢箱梁本体发生倾斜的问题，从而便于钢箱梁本体在吊装过程中和吊装完成时的位置调整和维持位置的稳定，进而提高施工过程中钢箱梁本体的安装效率

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.由于钢箱梁本体在吊装的过程中，连接杆和连接架均为刚性物体，与传统的钢丝绳和吊带相比，不易产生变形，刚性和稳定性都有较大的提升，在保证了吊装安全性的同时，能够改善钢箱梁本体发生倾斜的问题，从而便于钢箱梁本体在吊装过程中和吊装完成时的位置调整和维持位置的稳定，进而提高施工过程中钢箱梁本体的安装效率

2.通过插接座的设置，当螺纹段与螺纹孔处的螺纹连接处发生磨损时，插接座起到备用支撑的作用，从而减小吊装过程中钢箱梁本体发生坠落的情况，降低安全隐患；

3.当螺纹段与螺纹孔、插接头与插接座的连接处同时发生损坏时，通过连接底板的设置，使得钢箱梁本体与连接杆进行有效的连接，可以进一步提高该吊装设备的使用安全性，降低安全隐患。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是体现本申请实施例中插接头的爆炸图。

图3是体现本申请实施例中卡接机构的剖切图。

图4是体现本申请实施例中第一限位槽和第二限位槽的结构示意图。

附图标记说明：1、起吊机；2、平衡顶梁；21、吊装孔；22、连接架；23、吊装短杆；3、连接杆；31、螺纹段；32、插接头；321、安装槽；33、第一限位槽；34、第二限位槽；4、钢箱梁本体；41、螺纹孔；42、燕尾滑槽；5、插接座；51、插接槽；511、卡接槽；52、贯穿孔；6、卡接机构；61、卡接块；611、柱体部；612、直角楔体部；6121、斜面；62、第一弹性件；7、连接底板；71、燕尾滑块；72、限位板；8、安装空腔；81、齿轮；82、第一齿条；821、第二弹性件；83、第二齿条。

具体实施方式

以下结合附图1-4，对本申请作进一步详细说明。

第一方面，本申请实施例公开一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备。

参照图1和图2，一种用于多跨钢箱梁施工的吊装设备，包括起吊机1和平衡顶梁2，平衡顶梁2的上端设有用于与起吊机1连接的吊装孔21，平衡顶梁2的下端固定连接有连接架22。连接架22长度方向的两端转动连接有连接杆3，连接杆3的下端一体成型有用于与钢箱梁本体4连接的螺纹段31，钢箱梁本体4宽度方向的两端均开设有两个螺纹孔41且同一宽度方向的两个螺纹孔41分别与同一连接架22上的两个螺纹段31螺纹连接。

在对钢箱梁本体4进行吊装时，启动起吊机1，将平衡顶梁2吊运到钢箱梁本体4的上方，随后，将螺纹段31对准钢箱梁本体4上的对应螺纹孔41，并转动连接杆3，使得螺纹段31与相对应的螺纹孔41完成螺纹连接。最后，启动起吊机1对平衡顶梁2进行提升，平衡顶梁2通过连接杆3拉升螺纹段31，从而带动钢箱梁本体4向上提升，实现对钢箱梁本体4的吊装。由于钢箱梁本体4在吊装的过程中，连接杆3和连接架22均为刚性物体，与传统的钢丝绳和吊带相比，不易产生变形，刚性和稳定性都有较大的提升，在保证了吊装安全性的同时，能够改善钢箱梁本体4发生倾斜的问题，从而便于钢箱梁本体4在吊装过程中和吊装完成时的位置调整和维持位置的稳定，进而提高施工过程中钢箱梁本体4的安装效率。

除此之外，在完成吊装后，可以制作与螺纹孔41相适配的填充块，对钢箱梁本体4上的螺纹孔41进行填补，使得钢箱梁本体4的上端面平整无凹坑，从而提高后续施工形成的桥梁的桥面质量。

参照图2，为节约平衡顶梁2的生产材料，在保证平衡顶梁2结构强度的前提下减轻平衡顶梁2自重，从而减轻起吊机1的吊装负载，平衡顶梁2为内部中空的壳体结构，吊装孔21与平衡顶梁2的内部连通，平衡顶梁2的壳体内部固定连接有吊装短杆23，吊装短杆23位于吊装孔21内。如此，方便起吊机1将吊钩伸入安装孔内并与吊装短杆23勾连，提高了起吊机1与平衡顶梁2的连接效率。

参照图2和图3，螺纹段31的下端同轴固定有插接头32，螺纹段31的螺纹外径与连接杆3的横截面直径相等，螺纹段31的螺纹内径与插接头32的横截面直径相等。插接头32可拆卸连接有插接座5，插接座5的上端与钢箱梁本体4抵接。插接座5上开设有与插接头32相适配的插接槽51，插接头32上设有卡接机构6，卡接机构6用于限制插接座5的轴向移动。如此，在转动连接杆3使得螺纹段31与螺纹孔41螺纹连接后，将插接座5上的插接槽51对准插接头32并按压，使得插接头32与插接槽51完成插接，与此同时触发卡接机构6与插接座5连接，从而完成插接座5的安装。通过插接座5的设置，当螺纹段31与螺纹孔41处的螺纹连接处发生磨损时，插接座5起到备用支撑的作用，从而减小吊装过程中钢箱梁本体4发生坠落的情况，降低安全隐患。

参照图3，插接头32的侧壁上开设有安装槽321，卡接机构6包括卡接块61和第一弹性件62，第一弹性件62的一端与安装槽321的底壁固定连接，另一端与卡接块61固定连接。插接槽51的内侧壁上开设有卡接槽511，卡接槽511与卡接块61相适配。本实施例中，第一弹性件62为螺旋压缩弹簧。如此，在安装插接座5时，将插接槽51对准插接头32后朝向插接头32的方向推压插接座5，在此过程中按压卡接块61，使得卡接块61缩入安装槽321内，第一弹性件62被压缩，继续推压插接座5，使得插接头32全部插入卡接槽511中。此时，安装槽321移动到与卡接槽511相对的位置处，第一弹性件62复位，将卡接块61弹入卡接槽511内，即可实现卡接块61与卡接槽511的卡接，从而实现插接座5的安装。

参照图3，卡接块61包括一体成型的柱体部611和直角楔体部612，柱体部611与第一弹性件62固定连接，直角楔体部612远离第一弹性件62的一端设有斜面6121，斜面6121倾斜向下设置。当第一弹性件62处于自然状态下时，斜面6121的下端与安装槽321的内侧壁顶端平齐，当第一弹性件62处于最小压缩长度时，直角楔体部612全部位于安装槽321内。如此，在插接座5与插接头32的连接过程中，当直角楔体部612的斜面6121移动到插接槽51的开口处时，插接槽51的侧壁顶端挤压直角楔体部612，继续朝向插接头32的方向推动插接座5，无需额外按压卡接块61，即可使得直角楔体部612全部压缩入安装槽321内，从而提高安装效率。

参照图3，插接座5的侧壁上开设有贯穿孔52，贯穿孔52与插接槽51连通，贯穿孔52的下端部分与卡接槽511融合并与安装槽321连通，贯穿孔52的上端部分被插接头32的侧壁所封闭。如此，在拆卸插接座5时，使用与贯穿孔52相适配的柱状工具，将该柱状工具插入贯穿孔52内直至该柱状工具被插接头32的侧壁所阻挡时，可以推动卡接块61完全缩回安装槽321内，此时，可将插接座5拔出，实现插接座5与插接头32的可拆卸连接。

参照图2和图4，该吊装设备还包括连接底板7，连接底板7的下端中心固定连接有燕尾滑块71，钢箱梁本体4沿自身长度方向上开设有燕尾滑槽42，燕尾滑槽42的一端穿过钢箱梁本体4的侧壁，燕尾滑块71与燕尾滑槽42的内壁滑移连接。连接杆3的侧壁上开设有第一限位槽33，连接底板7的上端与第一限位槽33的上端内侧壁抵接，连接底板7的下端与第一限位槽33的下端内侧壁抵接，连接底板7靠近连接杆3的一端与第一限位槽33的底壁抵接。

在完成插接座5的安装后，将燕尾滑块71对准燕尾滑槽42，并将燕尾滑块71从燕尾滑槽42穿出钢箱梁本体4的一端嵌入，使得燕尾滑块71与燕尾滑槽42完成配合连接。随后，推动连接底板7朝向连接杆3移动，直至连接底板7进入第一限位槽33中，完成连接底板7的安装。如此，当螺纹段31与螺纹孔41、插接头32与插接座5的连接处同时发生损坏时，通过连接底板7的设置，使得钢箱梁本体4与连接杆3进行有效的连接，可以进一步提高该吊装设备的使用安全性，降低安全隐患。

参照图2和图4，连接底板7长度方向的两端固定连接有限位板72，限位板72位于连接底板7上朝向连接杆3的一侧。两个连接杆3相互远离的一侧开设有第二限位槽34，限位板72的上端与第二限位槽34的上端内侧壁抵接，限位板72的下端与第二限位槽34的下端内侧壁抵接，两个限位板72相对的一侧分别与相邻的第二限位槽34的底壁抵接。如此，通过限位板72与第二限位槽34的设置，实现了限位板72与连接杆3的定位安装，减少吊装过程中连接杆3发生转动的情况，从而减少螺纹段31与螺纹孔41发生脱离的现象，提高该吊装机构的吊装稳定性和安全性。

参照图3，螺纹段31内开设有安装空腔8，安装空腔8的上端延伸至连接杆3的下端内部，安装空腔8的下端延伸至插接头32的上端内部。安装空腔8内安装有齿轮81，齿轮81与安装空腔8的腔壁转动连接，齿轮81同时啮合有第一齿条82和第二齿条83，第一齿条82和第二齿条83的齿面相对设置。第一齿条82与安装空腔8的上端腔壁滑移连接，第二齿条83与安装空腔8的下端腔壁滑移连接，第一限位槽33与安装槽321的开设方向相同。第一齿条82靠近第一限位槽33的一端与连接底板7的侧壁抵接，第二齿条83穿出安装槽321底壁的一端与柱体部611靠近安装槽321底壁的一端抵接。

在连接底板7的安装过程中，连接底板7朝向连接杆3的方向移动，连接底板7靠近连接杆3的一侧与第一齿条82接触后，推动第一齿条82朝向远离第一限位限位槽开口处的方向移动，第一齿条82带动齿轮81转动，齿轮81带动第二齿条83朝向靠近卡接块61的方向移动。直至连接底板7安装到位后，第一齿条82靠近第一限位槽33的一端与连接底板7的侧壁抵接，第二齿条83穿出安装槽321底壁的一端与柱体部611靠近安装槽321底壁的一端抵接。如此，第二齿条83可以抵住卡接块61，减少使用过程中误操作或第一弹性件62损坏失效使得卡接块61缩回安装槽321的情况发生，进一步提高该吊装设备的使用安全性，降低安全隐患。

参照图3，第一齿条82远离连接底板7的一端固定连接有第二弹性件821，第二弹性件821远离第一齿条82的一端与安装空腔8的腔壁固定连接。本实施例中，第二弹性件821为螺旋压缩弹簧。如此，在完成钢箱梁本体4的吊装后，将连接底板7取下后，与连接杆3发生分离，在第二弹性件821复位的情况下，第二弹性件821推动第一齿条82背离第二弹性件821移动，从而带动齿轮81转动，齿轮81转动带动第二齿条83背离卡接块61移动，直至第二齿条83缩回安装空腔8内，此时，卡接块61可以缩回安装槽321内，方便插接座5的拆卸，从而便于对下一个钢箱梁本体4进行吊装，进而提高钢箱梁安装工程中整体的施工效率。

参照图2和图4，在实际使用过程中，可以在燕尾滑槽42的底壁插上插销，减小吊装过程中第二弹性件821复位从而推动连接底板7脱离连接杆3的情况发生。

第二方面，本申请还提供一种用于多跨钢箱梁施工的施工工艺，包括以下施工步骤：

S1：采用大型平板汽车按照设计图纸中的钢箱梁本体4的排序逐步将各个钢箱梁本体4运输至吊装设备处；

S2：利用吊装设备将各个钢箱梁本体4按一定顺序逐块吊装至拼装平台上；

S3：利用卷扬机牵引技术，向桥墩方向拖拉钢箱梁本体4，并进行定位组装，将钢箱梁本体4安装于对应的桥墩上；

S4：每完成一组钢箱梁本体4与桥墩的组装后继续下一组钢箱梁本体4的定位组装，直至完成所有钢箱梁本体4的组装；

S5：在所有的钢箱梁本体4均完成组装后，进行钢箱梁结构强度的检验，通过检验后，进行工程交付。

其中，步骤S1和步骤S2中的吊装设施采用上述的用于多跨钢箱梁施工的吊装设备。

如此，由于钢箱梁本体4在吊装的过程中，与传统的钢丝绳和吊带相比，上述的吊装设备不易产生变形，刚性和稳定性都有较大的提升，在保证了吊装安全性的同时，能够改善钢箱梁本体4发生倾斜的问题，从而便于钢箱梁本体4在吊装过程中和吊装完成时的位置调整和维持位置的稳定，进而提高施工过程中钢箱梁本体4的安装效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。