一种大型支座有限空间逆向安装系统论文和设计-何辉斌

全文摘要

一种大型支座有限空间逆向安装系统，包括设置在主体结构下方的预支撑结构，预支撑结构至少包含两排支撑组件以及连接在每排的支撑组件之间的连梁，还包括运输系统，所述运输系统包含轨道、连接于轨道一端的精调装置以及在轨道上行走的一组托运小车；施工时将待安装支座拆分为支座上部结构和支座下部结构，将支座上部结构、上垫板与主体结构底板共同配钻镗孔并安装，再将支座下部结构顶升安装入支座上部结构。本实用新型通过预支撑结构，保证了支座逆向安装所需空间，且运输系统保证了支座安装的精准度，配钻镗孔的工艺可使得孔径误差达到设计要求，施工方法简易，可有效节省工时，提高支座安装质量。

主设计要求

1.一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：包括设置在主体结构（1）下方的预支撑结构；所述预支撑结构至少包含两排支撑组件（2）以及连接在每排的支撑组件（2）之间的连梁；所述连梁与支撑组件（2）构成网架结构，两排支撑组件（2）之间的间距与待安装支座的预留安装位置相适。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：所述支撑组件（2）包含垂向上两平行的顶板（21）和底板（22），以及顶板（21）和底板（22）间的支撑柱（25）；所述支撑柱（25）分别与顶板（21）、底板（22）连接处设置有加劲肋板（24），所述加劲肋板（24）间隔设置。

3.根据权利要求2所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：在顶板（21）底面边侧或角部设置有托板（23）；所述托板（23）为L形，其中长侧一边自顶板（21）底面边侧或角部至顶板（21）与支撑柱（25）的连接处通长设置，短侧一边垂直顶板（21）底面边侧或角部，且短侧一边外端面不超过顶板（21）外端面。

4.根据权利要求3所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：在相邻支撑柱（25）间设置连梁，所述连梁包含上下平行的两根水平连梁（3），以及水平连梁（3）间的斜梁（4）。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：还包括运输系统，所述运输系统包含轨道（5）、连接于轨道（5）一端的精调装置（9）以及在轨道（5）上行走的一组托运小车（11）；所述托运小车（11）包含矩形框式滑轮架和滑轮架内的滑轮，所述滑轮架上连接有上盖板，所述托运小车（11）至少为两个，对称设置在两侧轨道（5）上。

6.根据权利要求5所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：所述的精调装置（9）包含一组支固件和支固件上的顶升装置；所述支固件包含垂向上平行的上支板（93）和下支板（94），以及上支板（93）和下支板（94）间的立柱（95）；所述顶升装置包含垂向千斤顶和连接在千斤顶上下端部的上顶升板（91）和下顶升板（92），所述下顶升板（92）对应上支板（93）中心连接。

7.根据权利要求6所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：所述支固件和顶升装置贴合在两轨道（5）与轨道梁（10）构成的方形框的内四角处，所述相邻立柱（95）间连接有水平连杆（96），对角立柱（95）间连接有水平斜杆（97）；所述精调装置（9）中千斤顶未工作时总体高度适应支座下部结构（7）安装高度，且顶端高度小于托运小车（11）上盖板的高度。

8.根据权利要求1所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，其特征在于：所述主体结构（1）与大型支座间连接有垫板（8），所述大型支座包含支座上部结构（6）和支座下部结构（7）；其中，垫板（8）对应支座上部结构（6）锚固孔预先钻孔并同时镗孔。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于支座安装施工领域，特别涉及一种大型支座有限空间逆向安装系统。

背景技术

在桥梁施工过程中，塔梁结合段常需要在有限高度安装大重量的支座，精度要求高，其中上锚固螺栓与孔位的配合间隙为±0.5mm，钻孔孔径精度达到±0.2mm；常规支座的安装方法难以保证锚固螺栓群与孔位的匹配度，支座难以精准安装，且常规的钢板平整度要求与支座的加工精度不匹配，无法保证支座下部结构与下钢垫板的接触率，不能有效保证支座的耐久性。而在有限高度大重量的支座的安装时因其重量大，操作较为困难，主体结构下部的预支撑装置和支座的运输也是支座安装时必不可少的环节，因此需要提供一种可支撑有限高度大重量的支座的安装装置，以及在此基础上利于支座安装并保证安装精度的安装系统，得以确保支座安装精度达到设计要求，保证工程质量。

实用新型内容

本实用新型提出一种大型支座有限空间逆向安装系统，用以解决在有限空间大型支座安装时的预支撑和运输、上部结构与支座的安装的精准度，以及支座与下部基地安装的平整度等问题，具体技术方案如下：

一种大型支座有限空间逆向安装系统，包括设置在主体结构下方的预支撑结构；所述预支撑结构至少包含两排支撑组件以及连接在每排的支撑组件之间的连梁；所述连梁与支撑组件构成网架结构，两排支撑组件之间的间距与待安装支座的预留安装位置相适。

所述支撑组件包含垂向上两平行的顶板和底板，以及顶板和底板间的支撑柱；所述支撑柱分别与顶板、底板连接处设置有加劲肋板，所述加劲肋板间隔设置。

在顶板底面边侧或角部设置有托板；所述托板为L形，其中长侧一边自顶板底面边侧或角部至顶板与支撑柱连接处通长设置，短侧一边垂直顶板底面边侧或角部，且短侧一边外断面不超过顶板外端面。

在相邻支撑柱间设置连梁，所述连梁包含上下平行的两根水平连梁，以及水平连梁间的斜梁。

所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统，还包括运输系统，所述运输系统包含轨道、连接于轨道一端的精调装置以及在轨道上行走的一组托运小车；所述托运小车包含矩形框式滑轮架和滑轮架内的滑轮，所述滑轮架上连接有上盖板，所述托运小车至少为两个，对称设置在两侧轨道上。

所述的精调装置包含一组支固件和支固件上的顶升装置；所述支固件包含垂向上平行的上支板和下支板，以及上支板和下支板间的立柱；所述顶升装置包含垂向千斤顶和连接在千斤顶上下端部的上顶升板和下顶升板，所述下顶升板对应上支板中心连接。

所述支固件和顶升装置贴合在两轨道与轨道梁构成的方形框的内四角处，所述相邻立柱间连接有水平连杆，对角立柱间连接有水平斜杆；所述精调装置中千斤顶未工作时总体高度适应支座下部结构安装高度，且顶端高度小于托运小车上盖板的高度。

所述支座上部结构与主体结构间连接有上垫板，其中垫板对应支座上部结构锚固孔预先成孔并同时镗孔。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过预支撑结构对主体结构形成预先支撑，保证了支座逆向安装所需的操作空间，且在预支撑结构中连梁的设置，保证了预支撑结构的整体性，而顶板和底板的设置则扩大了支撑柱的承力面积，使得支撑承力更具稳定性，其中加劲肋板和托板的设置进一步保证了支撑柱的承力性能；通过运输系统的设置，可将有限空间大型支座的支座下部结构进行运输和安装，且运输系统中精调装置保证了支座上部结构和支座下部结构安装的精准度和连接固定，其中，精调装置中的支固件卡接贴合在轨道内侧，起到了支撑和限位的作用，顶升装置则起到了分级调整安装的作用；在逆向安装施工中，先安装支座上部结构并对支座上部结构、上垫板与主体结构底板一同进行配钻镗孔，可使得孔径误差达到设计要求，而在支座下部结构的安装中可根据支座上部结构已固定好的位置进行安装，从而保证了支座整体安装的精准度；对于已安装好的支座与基座间的安装，可根据平整度要求对下垫板进行打磨，从而保证了支座与基座的安装平整度的要求。本实用新型所涉及支撑构件简易且易预先制作，施工方法易操作且便于现场实施，可有效节省工时，提高支座安装质量。

附图说明

图1是一种大型支座有限空间逆向安装系统施工使用图；

图2是大型支座连接安装示意图；

图3是大型支座局部连接正视图；

图4是支撑柱结构立体示意图；

图5是精调装置轨道安装俯视图；

图6是托运小车内部构造图；

图7是精调装置正视图。

附图标记：1-主体结构；2-支撑组件；21-顶板；22-底板；23-托板；24-加劲肋板；25-支撑柱；3-水平连梁；4-斜梁；5-轨道；6-支座上部结构；7-支座下部结构；8-上垫板；9-精调装置；91-上顶升板；92-下顶升板；93-上支板；94-下支板；95-立柱；96-水平连杆；97-水平斜杆；10-轨道梁；11-托运小车。

具体实施方式

本实施例以矮塔中有限空间大型支座安装为例，在矮塔支座安装时需完成节段底板、上钢垫板及支座的安装等工作，矮塔支座控制精度要求控制误差±0.2mm，按常规方法无法达到支座群孔的加工精度，为此，将支座进行逆向安装，将有限空间大型支座拆分为支座上部结构6和支座下部结构7。

本实施例中，每个支座上部结构6设置24个预留孔，孔径Φ101mm，板厚100mm，先用磁力钻孔机对每个支座上部结构6的24个预留孔进行钻孔，孔径Φ90mm，支座上部结构6安装至节段底部后，再通过镗孔设备扩孔至Φ101mm。支座厂家将支座运输至现场，利用汽车吊配合将支座上部结构6拆除，对支座下部结构7进行保护，在支座底部垫方形枕木，球冠衬板球面采用气泡保护膜保护，外层用塑料膜+彩条布苫盖，用三合板+方木龙骨做成保护盒，套在最外层。

如图1至图3所示，一种大型支座有限空间逆向安装系统，包括设置在矮塔节段底板主体结构1下方的预支撑结构；所述预支撑结构至少包含待安装支座两侧成排的支撑组件2以及焊接在每排的支撑组件2之间的连梁；所述连梁与支撑组件2构成网架结构，两排支撑组件2之间的间距与待安装支座的预留安装位置相适；其中在相邻支撑柱25间设置连梁，所述连梁包含上下平行的两根水平连梁3，以及水平连梁3间的斜梁4，其中连梁为槽钢或角钢制作而成。

如图4所示，所述支撑组件2包含垂向上两平行的顶板21和底板22，以及顶板21和底板22间的支撑柱25，所述顶板21和底板22为方形钢板，支撑柱25为筒状钢柱；所述支撑柱25分别与顶板21、底板22焊接处设置有加劲肋板24，所述加劲肋板24为梯形钢板并间隔设置。在顶板21底面边侧或角部设置有托板23；所述托板23为L形钢板，其中长侧一边自顶板21底面边侧或角部至顶板21与支撑柱25焊接处通长设置，短侧一边垂直顶板21底面边侧或角部，且短侧一边外断面不超过顶板21外端面。

如图5和图6所示，一种大型支座有限空间逆向安装系统还包括运输系统，所述运输系统包含轨道5、滑动连接于轨道5一端的精调装置9以及在轨道5上行走的一组托运小车11；所述托运小车11包含钢制矩形框滑轮架、滑轮架内轴接有两组滑轮，在滑轮架上焊接有钢制上盖板，所述托运小车11有四个，呈矩形设置在两侧轨道5上。

如图7所示，所述的精调装置9包含一组支固件和支固件上的顶升装置；所述支固件包含垂向上平行的上支板93和下支板94，以及上支板93和下支板94间的立柱95，所述上支板93和下支板94为钢制方形板，立柱95为筒状钢柱；所述顶升装置包含垂向千斤顶和焊接在千斤顶上下端部的上顶升板91和下顶升板92，所述上顶升板91和下顶升板92为方形钢制板，所述下顶升板92对应上支板93中心焊接，上支板93对应承托支座下部结构7，且下支板94立于地面基础上。

本实施例中，所述支固件和顶升装置贴合在两轨道5与轨道梁10构成的方形框的内四角处，所述相邻立柱95间焊接有水平连杆96，对角立柱95间焊接有水平斜杆97，水平连杆96和水平斜杆97均为钢管；所述精调装置9中千斤顶未工作时总体高度适应支座下部结构7安装高度，且顶端高度小于托运小车11上盖板的高度。

结合图1至图7所示，进一步说明所述的一种大型支座有限空间逆向安装系统的工法，具体步骤如下：

步骤一、依据主体结构1的设计支撑点，布置支撑组件2，并用连梁焊接固定，从而形成主体结构1的底部预支撑结构，吊装主体结构1至预支撑结构上，并测量调整定位。

步骤二、将有限空间大型支座拆分成支座上部结构6和支座下部结构7，并将支座上部结构6起吊至轴线车上，通过轴线车将支座上部结构6运输至待安装支座设计位置。

步骤三、先将支座上部结构6钻孔并与主体结构1的节段底板间安装临时螺栓固定，安装12个M80临时螺栓将支座上部结构6固定，顶板21四边水平方向各安装2个10t千斤顶，精调完成后将三个支撑组件2放置在支座上部结构6下方，防止支座上部结构6坠落，然后对支座上部结构6根据设计锚固孔尺寸进行镗孔，其中支座上部结构6与主体结构1间焊接有上垫板8，对于步骤三在支座上部结构6安装前，上垫板8提前螺栓连接在主体结构1上，其中垫板对应支座上部结构6锚固孔预先成孔并同时镗孔；

采用两台镗孔机同时作业，镗孔顺序由两对角同时顺时针向下一个孔位镗孔，其中镗孔的步骤如下所示：

1）安装定位套及镗杆，焊接支撑架；

2）焊接完成后移除定位套；

3）将动力单元、进给单元、进给丝杆及刀具安装于镗杆上，将孔加工至所需尺寸；

4）用游标卡尺测量孔径，做好检验记录；

5）镗孔结束后根据图纸尺寸加工盖板孔，注意盖板件号；

镗孔后采用直径φ=100mm的实心PVC圆管进行全部螺栓的试装工作，镗孔过程中用温度计测量钢板温度，并做记录；孔径满足要求后，对锚栓孔及支座上部结构6进行防腐补漆工作；镗孔完成后，根据镗孔精度，安装支座上部结构6锚盖板，将盖板点焊，采用直径100mm实心PVC圆管辅助定位，确定锚盖板位置后，对每个支座上部结构6的24个锚盖板进行扩孔工作；锚盖板扩孔完成后，安装每个支座的24个支座上锚固螺栓；锚固螺栓的安装方法为：用叉车将锚固螺栓移运至节段旁，由工人人工进行锚固螺栓安装工作，螺栓安装完成后，用专用工具将螺母拧紧。

步骤四、用车吊及平板车将支座下部结构7运至主体结构1附近，并安装至运梁小车上，将支座下部结构7的安装轨道5用倒链拉入支座上部结构6投影区下方，其中轨道5上精调装置9正对支座上部结构6投影区（误差<5mm）。

步骤五、对轨道5位置进行测量复核，满足要求后，利用运梁小车将支座下部结构7沿轨道5行走到支座上部结构6板投影区，并位于精调装置9正上方。

步骤六、用铅锤对支座上部结构6和支座下部结构7边侧和中心测量，并调整精调装置9下部平面位置，使得支座上部结构6、支座下部结构7和精调装置9三者中心重合，将支座下部结构7竖向顶升至距支座上部结构6的5mm处，再次检查支座下部和支座上部结构6的同心度，继续用平面位移调整装置精调，调整到位后，利用精调装置9中顶升装置将支座下部结构7顶升并安装入支座上部结构6内。

步骤七、完成顶升后，对支座上部结构6和支座下部结构7间高度进行复核，支座上部结构6和支座下部结构7达到出厂时高度后，将支座上部结构6与支座下部结构7固定，完成支座逆向安装。

本实施例中，完成支座逆向安装后，将主体结构1提升并更换相适应高度的预支撑结构或增加木垫块，每个支座下部结构7有20个下锚栓，单根锚栓重量为75kg，安装前，用叉车将支座下锚栓运输至矮塔节段下方；用1250t履带式起重机将矮塔提升至2m高，同时，将节段下方的预支撑结构加高至2m；采用专用提升工装对下锚栓进行安装、拧紧，完成支座下锚栓安装；然后安装支座下部结构7锚栓，支座下部结构7锚栓安装完成后将整体起吊到底部基座上进行安装，其中基座上螺栓连接有下刚垫板，下刚垫板预先钻孔和打磨平整，且平整度符合支座下部结构7安装要求，最后将支座下部结构7锚栓孔注浆，由此完成主体结构1的有限空间大型支座的整体安装。

本实施例中，对于下钢垫板的安装平整度要求为±3mm，而支座平整度为±0.5mm，两构件精度不匹配，为确保支座的安装接触率，提高支座的使用耐久性；对现场下钢垫板进行精密加工，采用双轨铣床对下钢垫板进行铣刨，平整度控制±0.5mm，下钢垫板安装就位后，进行下钢垫板注浆，压浆完成后，由于压浆过程对下钢垫板有逆向顶升力，因此需要对下钢垫板和支座下部结构7平整度进行测量，取得基础数据，为现场打磨处理提供参考，下钢垫板打磨要求：钢板平整度≤1mm，一个基座上的两块下钢垫板的相对高差≤1mm。

采用双轨铣床结合导轨的方式，进行下钢垫板打磨，具体的打磨方案如下：

1）现场数据测量

熟悉现场环境，进行设备安装前的测量和数据计算；加工精度平整度≤1mm；由于工件尺寸较大，现有的双轨铣床导轨为4m×4m可在4m的范围内任意位置进行铣削，不能一次定位安装导轨加工，加工方案为分开安装导轨加工，每加工完4m范围内，移动导轨重新定位安装，进行下一次的铣削加工。

2）安装设备

第一步：在待加工面两侧各安装一根双轨铣床Y导轨，根据待加工面的高度、双轨铣床自身高度及动力机头、刀盘的高度计算确定调节导轨的高度，确定导轨高度后根据现场客户提供的基准校正导轨：

第二步：用起吊设备将双轨铣床X导轨安装于Y导轨上面，将动力机头及刀盘安装在X导轨上，调整铣头，使铣头主轴与客户提供的基装面垂直。

3）铣削加工

第一步：将合金刀装在刀盘上，根据加工对象结构，测量待加工部位的余量，为了防止工件表面变形等情况存在，先向下铣削0.5 mm，铣削完毕之后观察工件表面是否平整，如平整则准备正常加工，如不平整，根据余量和现场负责人协商再次向下铣削0.5mm，直至将待加工面基本铣平。

第二步：粗加工，每次向下进刀1.3mm，转速80r\/min，根据待加工件余量，分两刃进行。为防止意外情况，每次进刀铣削完成之后进行一次测量，最后留出0.4mm余量以待精加工。

第三步：精加工：为了保证加工精度及要求，精加工分两刀进行，第一刀向下进刀0.3mm，转速120r\/min，第二刀向下进刀0.1mm，转速120r\/min。

下钢垫板铣刨后，采用环氧富锌底漆对下钢垫板表面进行防腐涂装，防止生锈，由此完成下钢板的打磨平整。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型的突出特点所作的阐释，而并非是对本实用新型实施方式的限定；对于所属领域的技术人员而言，在上述说明的使用基础上仍可以做出其它不同形式的变化或变动，若未对其进行创造性改进，均属于本实用新型的保护范围。

设计图

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