一种用于矩形管廊管节水平吊装的吊具的制作方法

本实用新型属于建设工程领域的城市矩形综合管廊顶管施工装置领域，尤其涉及一种用于矩形管廊管节的垂直吊装施工装置。

背景技术：

改革开放30年来，中国经济得到了飞跃发展，城市面貌发生了翻天覆地的变化。城市地上高楼林立，车水马龙，但在“地上”建设飞速发展的同时“地下”工程的建设却一直停留在传统模式上。地下工程建设严重滞后，与西方发达国家存在较大差距。中国城市反复开挖的“马路拉链”、街道网式架空线的“空中蜘蛛网”非常普遍，不仅影响了市民的出行，还严重影响了市容环境。随着近几年来大雨内涝全城“观海”、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件的频发“地下”问题已引起了广泛关注。推广“地下综合管廊”是城市建设的拐点和转折点，在城市建造用于集中敷设电力、通信、广电、给排水、热力、燃气等市政管线的地下综合管廊，有利于提高城市综合承载能力，满足民生之需，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升新型城镇化发展质量，打造经济发展新动力。

城市综合管廊就现有的施工技术而言，主要采用“明挖暗埋法”施工工艺为主，局部综合管廊因道路交通、地下管线、空间狭窄等问题的限制，无法采用“明挖暗埋法”施工工艺，所以将“盾构式矩形顶管”施工工艺应用于各个城市的地下管廊工程、快速路下穿通道工程、城市道路人行过街通道工程，甚至是城市地铁出入口通道工程等，因此具有较为深远的市场前景和意义。

矩形综合管廊的管节因截面尺寸较大、节段重量大，分节长度1.5m到2.0m，从管节的制作、吊运、吊装下井就位要经过水平吊装、垂直翻转、垂直吊装等多个工况环节，现有矩形管廊节段的水平一般吊装都采用“起吊钢丝绳+钢制起吊扁担+悬挂钢丝绳+插入式钢棒”进行管节吊装，属于柔性吊装工具，虽然能够正常吊装管节，但具有以下缺点：

（1）因为用悬挂钢丝绳挂住钢棒吊装，悬挂钢丝绳柔性大导致管节起吊后，管节整体摆动性比较大，水平起吊时必须拉设缆风绳，同时这种摆动对吊机有冲击作用，所以在安全性方面存在先天性缺陷。

（2）插入式钢套与悬挂钢丝绳之间没有锁定，属于柔性点接触，吊装时一方面悬挂钢丝绳容易滑落，造成管节坠落损坏，另一方面钢套受力不均匀，容易导致钢套承压部分管节混凝土发生不均匀撬动、挤压破坏。

（3）这种吊具由于反复吊装使用，钢丝绳损伤磨损严重，需要经常性更换起吊钢丝绳和悬挂钢丝绳，成本消耗大，使用不经济。

技术实现要素：

鉴于综合管廊管节吊装的传统施工吊具存在的安全方面的先前缺陷和经济性方面的不足，本实用新型提出一种矩形管廊管节水平吊装的吊具。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于矩形管廊管节水平吊装的吊具，包括扁担横梁以及固定在扁担横梁两端用于水平吊装管廊管节的倒V型垂直吊杆，每个倒V型垂直吊杆的下端开口与管廊管节的尺寸对应；

所述扁担横梁上布置有多个吊耳；

每个倒V型垂直吊杆下端均垂直向下延伸设置有吊箱，所述吊箱相互平行设置，所述吊箱上平行于扁担横梁方向贯穿设置有钢套管；

所述钢套管内穿插有可横向移动的承重式钢销，且所述承重式钢销的外端能够与钢套管外端限位配合、内端贯穿钢套管内端并延伸至管体外。

优选的，所述扁担横梁由底板、顶板、腹板、加劲板以及端封板互相焊接而成，其中：所述底板和顶板间隔平行布置；所述腹板布置在底板和顶板之间且其上边与顶板的下表面焊接、下边与底板的上表面焊接；所述加劲板为垂直于腹板且间隔设置的多块，所述加劲板上边与与顶板的下表面焊接、下边与底板的上表面焊接、内边与腹板的侧面焊接；所述端封板为两块分别焊接在扁担横梁的两侧，且端封板的侧面分别与底板、顶板以及腹板焊接。

优选的，所述吊箱包括由吊箱顶板、吊箱底板、吊箱两侧封板和吊箱前后封板组成的长方体结构，所述长方体内设有吊箱加劲板，所述钢套管贯穿吊箱的长方体结构。

优选的，所述倒V型垂直吊杆由两个倾斜吊杆连接而成，每个倾斜吊杆均包括由前吊板、后吊板、左吊板以及右吊板互相焊接构成的矩形块体，所述矩形块体内间隔平行焊接有多块加劲板；所述矩形块体的上端与扁担横梁的端部焊接、下端与吊箱顶板焊接。

优选的，所述吊耳均由一块吊板和四块加筋钢板构成；所述吊板的底边与扁担横梁顶板上表面焊接；所述加筋钢板两两一组且两组相对布置，每个加筋钢板的中部设有凹槽且与扁担横梁顶板的侧边垂直插接，所述加筋钢板凹槽上部的内侧边与吊板的侧面焊接、凹槽下部的内侧边与腹板的侧面焊接；所述加筋钢板凹槽的两侧分别与扁担横梁顶板的上、下表面焊接。

优选的，所述扁担横梁与每个倾斜吊杆的连接处均设置有三角加劲板。

优选的，所述三角加劲板包括两块平行间隔布置的吊杆根部三角加劲板且至少一块吊杆根部三角加劲板上设有通气孔；所述两块吊杆根部三角加劲板之间设置有水平加劲板；所述吊杆根部三角加劲板的两直角边分别与扁担横梁和垂直吊杆焊接、斜边分别与封板连接构成闭合结构。

优选的，所述承重式钢销外端部设有用于限位的钢销锚板，所述钢销锚板上焊接一个钢筋拉环，所述钢筋拉环上连接有钢制防脱链条且钢制防脱链条的另一端固定在垂直吊杆的外侧面。

优选的，所述吊耳为四个，两个为一组，分别设置在扁担横梁顶部的两侧。

优选的，所述倒V型垂直吊杆的两个倾斜吊杆之间连接有三角形的吊杆加劲板。

本实用新型的矩形管廊管节水平吊装的吊具与现有的矩形综合管廊管节吊具相比，具有以下显著优点：

1、整个吊具一体化设计，整体性较好。本吊具由扁担横梁和倒V型吊杆、钢销等部件构成，且钢销通过链条与吊杆连成整体，便于使用和管理。

2、结构受力体系明确，承载能力大。本吊具的吊环布置在吊杆上部，可以直接将垂直荷载由吊杆、吊环和起吊钢丝绳传递给履带吊机的吊钩，吊杆承受拉力，扁担横梁承担较小的弯矩、承压为主，扁担横梁的梁式结构和吊杆的V形薄壁结构本身就具有较大的承载能力。

3、吊具吊装时，整体安全性较好。因为吊具的扁担横梁和倒V型吊杆为刚性连接，吊装时不会发生摆动，对吊机的冲击较小，整体安全性较好。

4、管廊节段预埋的钢套管受力均匀，不会造成管节混凝土发生不均匀撬动、挤压破坏。因为吊具的承重钢销先穿过吊具的钢套管，再插入管廊节段的钢套管，承重钢销因为有吊具钢套管的约束作用，呈水平状插入管廊节段的钢套管，使钢销可以均匀地承托管节的自重荷载，受力均匀，不会造成管节钢套管周边的混凝土挤压破坏。

5、应用该吊具吊装管廊节段时，吊具钢丝绳定尺、定角度，使用过程中的磨损较小，有利于降低成本。

鉴于本实用新型具有上述优点，与现有吊装工具相比，有比较大的创新，具有较强的推广应用价值，可以广泛应用于盾构式矩形顶管管节的水平吊装施工。

附图说明

图1是用于矩形管廊管节水平吊装的吊具的使用状态图；

图2是用于矩形管廊管节水平吊装的吊具结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4是履带吊机吊装矩形管廊节段的示意图。

图中：1、矩形管廊管节水平吊装的吊具；1-1、扁担横梁，其中1-1-1、扁担横梁顶板、扁担横梁底板，1-1-2、扁担横梁腹板，1-1-3、吊耳加劲板，1-1-4、吊耳吊板，1-1-5、扁担横梁端封板，1-1-6、扁担横梁加劲板；1-2、倒V型垂直吊杆，其中1-2-1、吊箱顶板、吊箱底板，1-2-2、吊箱钢套管，1-2-3、吊箱两侧封板，1-2-4、吊箱两端封板，1-2-5、吊箱加劲板，1-2-6、吊杆两侧吊板，1-2-7、吊杆左右吊板，1-2-8、吊杆根部三角加劲板下封板，1-2-9、吊杆根部三角加劲板斜封板，1-2-10、吊杆根部三角加劲板水平加劲肋，1-2-11、吊杆根部三角加劲板，1-2-12、吊杆根部三角加劲板直封板，1-2-13、吊杆内加劲板、1-2-14、吊杆加劲板，1-2-15、承重式钢销，1-2-16、钢销锚板，1-2-17、钢销防脱链条、1-2-18、钢销端部钢拉环；2、矩形管廊节段；3、管廊节段埋置式吊点钢套管；4、起吊钢丝绳；5、履带吊机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施方式作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

参见图1-4，一种用于矩形管廊管节水平吊装的吊具主要由扁担横梁1-1和倒V型垂直吊杆1-2两部分构成，每个倒V型垂直吊杆1-2的下端开口与管廊管节的尺寸对应。扁担横梁1-1和倒V型垂直吊杆1-2中间组拼焊接成矩形管廊管节水平吊装的吊具1。

扁担横梁1-1由扁担横梁顶板、扁担横梁底板1-1-1、扁担横梁腹板1-1-2、吊耳加劲板1-1-3、吊耳吊板1-1-4、扁担横梁端封板1-1-5、扁担横梁加劲板1-1-6等构件组合焊接而成；具体为：

扁担横梁顶板和底板1-1-1间隔平行布置；扁担横梁腹板1-1-2布置在底板和顶板之间且其上边与底板的下表面焊接、下边与底板的上表面焊接，焊缝厚度10mm～20mm；扁担横梁加劲板1-1-6为垂直于腹板且间隔设置的多块，扁担横梁加劲板1-1-6上边与与顶板的下表面焊接、下边与底板的上表面焊接、内边与腹板的侧面焊接；扁担横梁端封板1-1-5（封头钢板）为两块分别设置在扁担横梁的两侧，且扁担横梁端封板1-1-5的侧面分别与底板、顶板以及腹板焊接。扁担横梁1-1顶部两侧各设置2对钢吊耳，每个吊耳由一块吊耳吊板1-1-4和四块吊耳加劲板1-1-3构成，吊耳吊板1-1-4的底边与扁担横梁顶板上表面焊接；吊耳加劲板1-1-3的中部设有凹槽且与扁担横梁顶板的侧边垂直插接，吊耳加劲板1-1-3的凹槽上部的内侧边与吊耳吊板1-1-4的侧面焊接、凹槽下部的内侧边与扁担横梁腹板1-1-2的侧面焊接；凹槽的两侧分别与扁担横梁顶板的上、下表面焊接。吊耳吊板1-1-4、吊耳加劲板1-1-3和扁担横梁1-1之间焊接固定，焊缝厚度10mm～15mm，吊耳吊板1-1-4的厚度根据廊节段荷载，经过计算后确定，吊耳吊板材质选用Q235，厚度不小于25mm。

吊箱由吊箱顶板和吊箱底板1-2-1、吊箱钢套管1-2-2、吊箱两侧封板1-2-3和吊箱两端封板1-2-4即吊箱前后封板组成长方体结构，长方体结构内设有吊箱加劲板1-2-5，吊箱钢套管1-2-2贯穿吊箱的长方体结构。吊杆下端吊箱平行于扁担横梁方向设置吊箱钢套管1-2-2，吊箱钢套管1-2-2与垂直于扁担横梁1-1方向的吊箱钢板穿孔焊接固定，吊箱钢套管1-2-2的内径比承重式钢销1-2-15的尺寸大6mm～10mm。

倒V型垂直吊杆1-2由两个倾斜吊杆连接而成，每个倾斜吊杆均包括由倒V型垂直吊杆1-2由吊杆前后吊板1-2-6，吊杆左右吊板1-2-7，吊杆根部三角加劲板下封板1-2-8，吊杆根部三角加劲板水平加劲肋1-2-10，吊杆根部三角加劲板斜封板1-2-9，吊杆根部三角加劲板1-2-11，吊杆根部三角加劲板直封板1-2-12，吊杆内加劲板1-2-13，吊杆加劲板1-2-14，承重式钢销1-2-15，钢销锚板1-2-16，钢销防脱链条1-2-17，钢销端部钢拉环1-2-18等构配件经过组拼焊接、装配而成，具体为：

倾斜吊杆包括由吊杆前后吊板1-2-6、吊杆左右吊板1-2-7互相焊接构成的矩形块体，矩形块体内间隔平行焊接有多块吊杆内加劲板1-2-13；矩形块体的上端与扁担横梁1-1的端部焊接、下端与吊箱顶板1-2-1焊接。

扁担横梁1-1与每个倾斜吊杆的连接处均设置有三角加劲板。三角加劲板包括两块平行间隔布置的吊杆根部三角加劲板1-2-11，且至少一块吊杆根部三角加劲板1-2-11上设有通气孔；两块吊杆根部三角加劲板1-2-11之间设置有吊杆根部三角加劲板水平加劲肋1-2-10；吊杆根部三角加劲板1-2-11的两直角边分别与扁担横梁和垂直吊杆焊接、斜边即吊杆根部三角加劲板斜封板1-2-9分别通过吊杆根部三角加劲板直封板1-2-12和吊杆根部三角加劲板下封板1-2-8连接构成闭合结构。

吊箱上平行于扁担横梁1-1方向设置吊箱钢套管1-2-2，吊箱钢套管1-2-2与垂直于扁担横梁1-1方向的吊箱钢板穿孔焊接固定，吊箱钢套管1-2-2内穿插有和横向移动的承重式钢销1-2-15，且承重式钢销1-2-15的外端能够通过钢销锚板1-2-16与吊箱钢套管1-2-2外端限位配合、内端贯穿吊箱钢套管1-2-2内端并延伸至管体外；从而使用时能够插入到预埋在管廊节段管壁上的钢套管中，实现吊具与管节的连接而负载起吊。吊箱钢套管1-2-2的内径比承重式钢销1-2-15的尺寸大6mm-10mm。承重式钢销1-2-15的长度和直径，根据吊板厚度、管节壁厚等参数，经过计算后确定，直径一般不小于90mm。承重式钢销1-2-15的钢销锚板1-2-16上焊接一个钢销端部钢拉环1-2-18，钢销端部钢拉环1-2-18上连接有钢销防脱链条1-2-17且钢销防脱链条1-2-17的另一端固定在吊箱的外侧面。

倒V型垂直吊杆1-2由两个倾斜吊杆即通过钢板焊接成V形块体，V形块体中间设置吊杆加劲板1-2-14进行加强，吊杆加劲板1-2-14和吊杆钢板之间采用焊接连接。

一种矩形管廊管节水平吊装的吊具加工制作和组拼焊接顺序：

（1）根据待吊装矩形管廊节段2的重量和外形尺寸，经过结构计算，确定扁担横梁1-1、倒V型垂直吊杆1-2的部件总体尺寸，以及扁担横梁1-1和倒V型垂直吊杆1-2的构配件数量和尺寸，绘制矩形管廊管节水平吊装的吊具1、扁担横梁1-1、倒V型垂直吊杆1-2布置图和构配件图。

（2）委托具备钢结构生产加工资质单位，按照矩形管廊管节水平吊装的吊具1、扁担横梁1-1、倒V型吊杆1-2布置图和构配件图，采购Q235材质的材料，进行各单个构配件的放样和下料。

（3）扁担横梁1-1组拼焊接顺序：扁担横梁底板1-1-1→扁担横梁腹板1-1-2→扁担横梁顶板1-1-1→扁担横梁加劲板1-1-6→扁担横梁端封板1-1-5→吊耳吊板1-1-4→吊耳加劲板1-1-3。

（4）倒V型吊杆1-2组拼顺序：吊杆左右吊板1-2-7→吊杆内加劲板1-2-13→吊箱两侧封板1-2-3→吊箱顶板1-2-1→吊箱加劲板1-2-5→吊箱两端封板1-2-4→吊箱底板1-2-1→吊箱钢套管1-2-2→吊杆根部三角加劲板下封板1-2-8→吊杆根部三角加劲板水平加劲肋1-2-10→吊杆根部三角加劲板斜封板1-2-9→吊杆根部三角加劲板1-2-11→吊杆根部三角加劲板直封板1-2-12→吊杆内加劲板1-2-13→吊杆加劲板1-2-14→承重式钢销1-2-15→钢销锚板1-2-16→钢销防脱链条1-2-17→钢销端部钢拉环1-2-18。

（5）矩形管廊管节水平吊装的吊具1总装焊接顺序

待扁担横梁1-1和倒V型吊杆1-2分别加工完成后，将扁担横梁1-1和倒V型吊杆1-2，

在吊杆根部三角加劲板1-2-11和吊杆两侧吊板1-2-6、吊杆左右吊板1-2-7、吊杆根部三角加劲板直封板1-2-12，将扁担横梁1-1和倒V型吊杆1-2焊接，总装成矩形管廊管节水平吊装的吊具1。

（6）扁担横梁1-1和倒V型吊杆1-2的构配件组拼焊缝的质量应经过超声检测，合格率要求100%。总装完成后，矩形管廊管节水平吊装的吊具1的表面应按要求进行防腐涂装。

一种矩形管廊管节水平吊装的吊具使用说明

第一步：用吊装卸扣，将4组起吊钢丝绳4穿过吊耳吊板1-1-4，起吊钢丝绳4另外一端挂在履带吊机5的吊钩上；

第二步：操作履带吊机5的拔杆和吊钩，将矩形管廊管节水平吊装的吊具1移动到待吊装矩形管廊节段2的上方；

第三步：将倒V型吊杆的吊箱钢套管1-2-2与矩形管廊节段2上埋置式吊点钢套管3对正后，穿入承重式钢销1-2-15；

第四步：缓缓启动履带吊机5的吊钩，用矩形管廊管节水平吊装的吊具1，将矩形管节2吊运到指定位置。

除本说明书所述的术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。