结构不对称物的起吊系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及路桥建设领域，尤其涉及一种结构不对称物的起吊系统。
【背景技术】
[0002] 在假设物体是均质的前提下，该物体重心或重心线只与其形状有关，对于有规则 形状的物体，其几何中心线和重心线是重合的；对于形状不规则的物体，该物体的重心线 可以通过计算或实验方法获得，同时通过计算获得的重心的位置也是该形状不规则物体的 几何中心和质量中心。当该物体是非均质的前提下，该物体的几何中心（线）和实际重心 (线）并不重合。
[0003] 对于部分预拼装的建筑构件其表面的轮廓形状是近似规则和对称的，但是其内部 结构并不对称，这种建筑构件在物理上不能被视为均质物体，确定这类结构不对称的建筑 构件的重心的位置关系到该建筑构件的起吊施工质量，同时，对于这种建筑构件的起吊施 工还需要保证起吊过程的平稳，否则该建筑构件可能会因为起吊过程中发生的倾斜或摇摆 而对该建筑构件的结构产生不利影响。
[0004] 例如，如图1所示的斜拉桥或悬索桥桥面的钢箱梁I，该钢箱梁I由顶板、斜腹 板、底板构成其表面轮廓结构，且上述结构在钢箱梁I表面分布均匀，因此钢箱梁I的表面 轮廓具有几何中心线I1 ;但是设置在钢箱梁I内部的横隔板I3可能因为施工要求在顺 桥向的方向（桥面拼装延伸的方向）上进行不对称分布，主要表现为其中所使用的横隔板 I3的种类可能不一致（但该横隔板I3在横桥向方向上是对称分布的），因此，该横隔板 I3的布置影响了该钢箱梁I的实际重心线I2的位置。在这种情况下，所述几何中心线 I 1和实际重心线I2不重合。
[0005] 如图2所示的现有的吊具II具有对称结构，其包括向左右方向对称延伸的基础支 架II1、开设在所述基础支架II1几何中心线II4上的牵拉吊孔II2以及以所述几何中心线 II 4对称设置在所述基础支架II1下方的吊耳II3。
[0006] 如图3所示，使用所述吊具II起吊所述钢箱梁I时，由于起吊施工标准要求吊具 II的几何中心线II4要与钢箱梁I的几何中心线I1重合，因此按照所述施工标准进行起 吊时，该钢箱梁I在起吊过程将会发生较大倾斜，影响了该钢箱梁I的结构稳定性。
[0007] 目前有两种应用于起吊如前所述的结构不对称物体的不对称吊具：
[0008] 其一，如图4所示的三角形不对称吊具III，该三角形不对称吊具III配合丝杆调节 可较容易实现起吊重心转移，并且由于其构造特点能更有效发挥钢材抗拉压强度特性，结 构受力明确，受力计算方便，杆件截面可尽量缩小而进一步减少结构用材。但是其缺点也较 突出，由于为得到合理的受力角度，其斜拉杆角度通常不小于45°，因此该吊具III整体工作 高度较大，对工作净空高度有要求，因此只能与部分型号的悬臂吊机IV的配合使用；
[0009] 其二，扁担式液压可调吊具，其主要原理是利用钢材抗弯拉应力较好的特点，与常 规的扁担梁相同，通过选择不同的截面满足所需的工作荷载，再配合可以通过移动而改变 起吊重心位置的液压变矩系统，实现重心转移；该扁担式液压可调吊具工作高度要求低，可 轻易实现非对称钢箱梁（或其他建筑构件）的起吊，但是，由于液压系统的引入，其构造变 得复杂，使该吊具的造价及后期维护检修费用增加，并且，所述液压变矩系统的可调范围有 限，锚固点位置不可变，当钢箱梁吊点位置发生改变时则无法使用。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是，提供一种适用范围更灵活，易于实现的，成本较低的结构不对称 物的起吊系统。
[0011] 为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：
[0012] 一种结构不对称物的起吊系统，其包括悬臂吊机和悬挂在所述悬臂吊机上的用于 与所述结构不对称物固定连接的吊具，所述吊具包括起吊支架和设置在该起吊支架下方的 多个吊耳，其中，所述起吊支架包括结构对称的基础支架和设置在该基础支架上的附加支 架；所述多个吊耳包括固定在所述基础支架下方的基础吊耳和改制吊耳，并且进一步包括 固定在所述附加支架下方的附加吊耳。
[0013] 为实现本发明，所述悬臂吊机包括悬臂支架、架设在该悬臂支架上的用于牵拉所 述吊具的提升系统以及设置在所述悬臂支架底部的支腿系统。
[0014] 定义所述悬臂支架牵拉所述吊具的一端为前端，远离所述吊具的一端为后端。优 选地，所述悬臂支架为菱形挂篮支架，所述支腿系统包括设置在该菱形挂篮支架下方的前 支腿和后支腿。更优地，所述悬臂支架的后端还设置有由所述后支腿支撑的后锚固加强装 置。
[0015] 为进一步实现本发明，所述提升系统的起吊重心线与所述吊具的基础支架的几何 中心线重合。
[0016] 可选择地，还包括设置在所述支腿系统下方的行走系统。优选地，所行走系统上与 所述支腿系统相抵靠处设置有承重加强装置。
[0017] 优选地，所述吊具的基础支架和附加支架由钢板制成。
[0018] 可选择地，所述吊具的附加支架设置在所述基础支架的侧面。
[0019] 优选地，所述基础吊耳对称布置在所述基础支架下方，所述改制吊耳固定设置在 所述基础支架下方的任意位置。
[0020] 更优选地，至少两个所述吊耳之间的几何中心线与所述基础支架的几何中心线不 重合。
[0021] 与现有技术相比较，本发明具有如下优势：
[0022] (1)本发明的结构不对称物的起吊系统，利用经过重加工的吊具将悬臂吊机的起 吊重心线、结构不对称物的实际重心线和结构不对称物的几何中心线进行协调，能够使该 结构不对称物在起吊过程保持平衡，避免发生倾斜或摇摆；
[0023] (2)本发明的结构不对称物的起吊系统，可以根据实际施工需要选用多种悬臂吊 机，减少对所选用的悬臂吊机的种类的限制；
[0024] (3)本发明的结构不对称物的起吊系统，当悬臂吊机的位置改变后，对该悬臂吊机 增加与起吊平台加强固定的固定加强装置，有利于悬臂吊机的稳固性；
[0025] (4)本发明的结构不对称物的起吊系统，根据被起吊物的实际结构对所述吊具进 行有针对性地增加附加支架和改变吊耳的位置，不仅对起吊场景有针对性，还降低了吊具 的生产成本。
【附图说明】
[0026] 图1为标准节段钢箱梁隔板分布示意图。
[0027] 图2为现有的结构对称的吊具。
[0028] 图3为使用图2所示的结构对称的吊具起吊钢箱梁时的状态示意图。
[0029] 图4为现有的三角形不对称吊具及其使用状态示意图。
[0030] 图5为本发明的结构不对称物的起吊系统的工作状态示意图。
[0031] 图6为图5中a部分的放大示意图。
[0032] 图7为图5中P部分的放大示意图。
[0033] 图8为本发明的结构不对称物的起吊系统所使用的吊具的结构示意图。
[0034] 图9为图8中第一附加支架的主视图。
[0035] 图10为图9的A-A方向的视图。
[0036] 图11为图9的B-B方向的视图。
[0037] 图12为本发明的结构不对称物的起吊系统在起吊钢箱梁时的状态示意图。
【具体实施方式】
[0038] 以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0039] 本实施例以用于拼装斜拉桥或悬索桥桥面的标准钢箱梁为例子，对本发明的结构 不对称物的起吊系统进行详细描述。如图1所示的一个标准的钢箱梁I的尺寸如下：该钢 箱梁I中心处高3. 54m，长12m，顶板厚16mm和32mm(锚拉板处），斜腹板厚12mm，底板厚 12mm和16mm，所述顶板和底板采用U形肋闭合加劲，顶板U形肋厚8mm，底板U形肋厚6mm〇
[0040] 在此需要说明的是，由于该钢箱梁I需要沿顺桥向方向（即图1中的上下方向） 进行拼接延长，为了保证所述每一个钢箱梁I在顺桥向方向上不发生下倾或上仰，优先考 虑以横桥向方向（即图1中的左右方向）的轴线或参考面作为该钢箱梁I的几何中心线 I1以用于保证起吊平衡，因此，下文中所涉及的"对称"和"不对称"都是基于平行于所述 横桥向方向的几何中心线I1。
[0041] 所述钢箱梁I的起吊方法包括以下步骤：
[0042] (1)几何中心线和实际重心线的计算。
[0043] 结构不对称物的实际重心线的位置可以通过组合体重心计算方法获得，具体地根 据以下公式进行计算：
[0045] 式（1)中，!!^为所述结构不对称物各部分的重量，Ii为所述结构不对称物各部分 分别基于一个预设的参考面的距离，m为该结构不对称物的总重量，X为该结构不对称物的 实际重心线至所述参考面的距离。
[0046]进一步地，针对本实施例所述的钢箱梁I，由于其构成表面轮廓结构的部分具有 几何中心线I1，因此，针对该钢箱梁I的实际重心线的计算公式可以推演为：
[0048] 式（2)中，Hill为该结构不对称物中相对于其预设的对称轴/面具有对称结构的各 部分的重量，L为该结构不对称物的总长度，m2l为该结构不对称物中相对于所述对称轴/面 不具有对称结构的各部分的重量，Ii为该结构不对称物中相对于所述对称轴/面不具有对 称结构的各部分分别与所述参考面的距离，m为该结构不对称物的总重量，X为该结构不对 称物的实际重心线至所述参考面的距离。
[0049] 参考图1和图3,根据前述关于所述钢箱梁I的结构组成，分别计算该钢箱梁I的 几何中心线I1的位置、实际重心线I2的位置以及所述实际重心线I2相对于所述几何 中心线产生的偏移方向和偏移距离D。
[0050] 对于所述钢箱梁I的几何中心线I1的位置根据该钢箱梁I的外轮廓的形状计 算获得。
[0051] 对于所述钢箱梁I的实际重心线I2通过所述式（2)计算获得，具体地，以该钢箱 梁I的背塔侧的端面为计算参考面，该钢箱梁I的实际重心线I2的位置按照下式进行计 算：
[0052] (m顶、底板+Iiiu形加肋+m纵向隔板+m翼缘板加効肋+......)XL/2+[m横隔板H1X(li+ljj+D+m横隔板 H2XIzJ=m钢箱梁总重X，
[0053] 其中，式中L为单节所述钢箱梁I的长度，X为该钢箱梁I的实际重心线至计算参 考面的距尚；进一步地，"m顶、底板+Inu形加肋+m纵向隔板+m翼缘板加効肋+......"为该钢箱梁I中相对于 所述参考面具有对称结构部分的总量和，"分别为该钢箱梁I中相对于 所述参考面不具有对称结构部分的重量，"Ip12、13、14"分别为上述不具有几何对称结构部 分相对于所述参考面的距离，为该钢箱梁I的总重量。
[0054] 由此，所述偏移距离D=L/2-X。在此定义桥梁的延长方向为前方（即图3中的右 侦牝左侧为后方），并且以该钢箱梁I的前端为计算参考面，若D的计算结果