专利名称：非对称结构空中姿态调整方法
技术领域：
本发明涉及一种大型钢结构吊装作业中构件翻转、平移、提升等姿态调整方法，尤
其是一种大型非对称钢结构的原地翻身姿态调整方法。
背景技术：
目前，在大型钢结构吊装作业中，通常需要将构件作翻转、平移、提升等动作。在对 非对称构件原地翻转作业中，由于构件重心偏离结构中心较多，翻转过程受力体系变化复 杂，过程控制不易把握；且调整最终状态也不易控制，通常与目标状态偏离较大。
发明内容
本发明是要解决大型非对称结构空中姿态调整的技术问题，而提供一种利用滑轮 组辅助自动翻转的非对称结构空中姿态调整方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是 本发明提供一种非对称结构空中姿态调整方法，具体步骤是
(1)设计一套适用的滑轮组吊索体系辅助姿态调整机构
A.设计滑轮组吊索系 根据构件翻身过程中重心位置的变化，确定两吊点与重心位置的距离比，同时考 虑到构件就位状态下吊装安全高度，确定钢丝绳张开后的安全高度；并计算吊钩节点水平 方向受力 TlXsinP = T2Xsina 式中，sina = Ll : AB，sinP = L2 : AC B.配置滑轮组、钢丝绳、卸扣 根据理论计算结果，配置边弦单门滑轮，卸扣，上中弦滑轮组及卸扣，吊钩下应配 备双门或三门滑轮组及卸扣。同时，配置单头额定荷载不小于15吨的钢丝绳。上中弦吊点 与吊钩采用钢丝绳走四穿法，边弦与吊钩采用钢丝绳走二穿法。
(2)配置起重设备 根据翻转姿态调整过程中的荷载工况及吊装高度要求，现场配备起重设备进行抬 吊及翻转动作配合，如履带吊机、汽车吊、龙门吊等吊装设备；
(3)实施翻转姿态调整作业 各滑轮组及吊装索具连接完成后，利用起重设备缓慢起吊将构件吊起离地面约 50cm高度，然后，利用起重设备高低抬吊，根据重心的变化，滑轮组系统自动调节钢丝绳的 受力及方向，结构开始自动翻转，直至结构翻转到目标状态。 本发明的有益效果是本发明设计一套滑轮组系统，根据非对称结构姿态调整前 与调整后重心的变化，通过精确的理论计算分析，确定构件姿态调整前后两种状态下滑轮 组和钢丝绳体系的受力情况及索具配置情况，同时找出滑轮组钢丝绳体系自动调整过程中 与构件重心位置变化的关系曲线，来合理配置滑轮组组数及钢丝绳长度及穿法；后利用这套滑轮组辅助调整系统，配合吊装起重设备，将结构平稳地由一种姿态调整到另一种姿态。
本发明通过采用一套滑轮组辅助调整装置，达到非对称结构精确调整就位的目标要求；同
时能严格保证非对称结构姿态调整过程力系及力点的转换平稳，系统受力无突变，调整动 作安全可靠。
图1是非对称结构从运输状态到翻转90°后拼装状态示意图；
图2a是滑轮组吊索具体系位置计算简图；
图2b是滑轮组吊索具体系受力计算简图；
图3是非对称结构姿态调整过程示意图。
具体实施例方式
下面结合工程实例，详细阐述本发明实施方式。 本发明采用一套滑轮组系统，根据非对称结构姿态调整前与调整后重心的变化， 通过精确的理论计算分析，确定构件姿态调整前后两种状态下滑轮组和钢丝绳体系的受力 情况及索具配置情况，同时找出滑轮组钢丝绳体系自动调整过程中与构件重心位置变化的 关系曲线，来合理配置滑轮组组数及钢丝绳长度及穿法；后利用这套滑轮组辅助调整系统， 配合吊装起重设备，将结构平稳地由一种姿态调整到另一种姿态(图1所示)。本工程中结 构共翻转90° 。 本发明的具体实施方法 (1)总体上，考虑到构件重心在翻身过程中始终是动态变化的，为保证构件平稳转
动，设计一套滑轮组吊索体系，通过吊机抬吊过程中的动作配合进行翻身作业。现场采用三
抬大型履带吊机进行抬吊翻身。 A.滑轮组吊索体系与吊点的设计 整个翻身作业采用三台吊机配合，吊索具的配置为溜尾吊机( 一台150吨)采用 两根定长钢丝绳千斤，与下弦杆吊点连接，抬吊吊机(一台200吨，一台150吨)采用两套 滑轮组钢丝绳吊装索具，与上中弦以及边弦上吊点连接。
B.滑轮组吊索具体系的设计
(1)理论计算 由于滑轮组钢丝绳体系的受力从起吊到翻身就位整个过程中一直处于荷载逐渐
增加状态，因此，我们只对就位工况进行研究。计算简图如图2a和图2b所示 为使构件4翻身动作完成后，通过滑轮组1自动调整，构件4能基本翻转到位，要
求钢丝绳2及其穿索方法同时适应吊机吊高以及构件4重心位置的变化。在翻身动作中，
溜尾吊机慢慢卸载，另两台吊机吊钩铅垂线慢慢向构件重心靠拢。根据重心位置计算，两吊
点3与重心位置的距离比约为L1 : L2=l : 2。同时考虑到就位状态下吊装安全高度，钢
丝绳2张开后的安全高度为HI < 12m。 分析吊钩节点受力，水平方向平衡方程式为 TlXsinP = T2Xsina 因此，T1 : T2 = sina : sinP，式中，sina = LI : AB，sinP = L2 : AC
考虑到节点AB长度与AC长度相当，因此，T1 : T2 = 1 : 2 按吊机5最大受力G = 85吨，根据共点力平衡，Tl = 58. 5吨，T2 = 29. 5吨。 (2)滑轮组、钢丝绳、卸扣的配置 根据理论计算，边弦应配置单门32吨滑轮，32吨卸扣，上中弦应配置双门60吨滑 轮组，60吨卸扣，吊钩下应配备双门或三门90吨滑轮组，100吨卸扣。同时，配置单头额定 荷载不小于15吨的钢丝绳。上中弦吊点与吊钩采用钢丝绳走四穿法，边弦与吊钩采用钢丝 绳走二穿法。 (2)吊机配置根据翻身过程中的工况计算及吊装高度要求，现场配备三台履带 吊机，由于构件重心偏，就位工况下，两台抬吊吊机受力不均，因此，考虑抬吊采用一抬200 吨，一台150吨履带吊，溜尾吊机采用一台150吨履带吊。 (3)滑轮组1及钢丝绳2配置(图3):边弦配置单门三十二吨滑轮12，三十二吨 卸扣，上中弦配置双门六十吨滑轮组13，六十吨卸扣，吊钩下配备双门或三门九十吨滑轮组 11，100吨卸扣。同时，配置单头额定荷载不小于十五吨的钢丝绳。上中弦吊点与吊钩采用 钢丝绳走四穿法，边弦与吊钩采用钢丝绳走二穿法。 (4)翻身作业实施三台履带吊同时缓慢起吊将三角区构件吊起离地面约50cm高 度，检查履带吊的状况，包括机械性能及吊装场地，同时检查吊索具、滑轮组1以及构件4的 受力情况，确认一切正常后，两台抬吊吊机继续缓慢起吊，同时滑轮组l自动调节钢丝绳2 的受力方向，溜尾的150t履带吊保持吊钩高度不变，缓慢向前方行走，使吊钩钢丝绳一直 处于垂直状态。直至结构9(T翻转完成。
权利要求
一种非对称结构空中姿态调整方法，其特征在于，具体步骤是(1)设计一套适用的滑轮组吊索体系辅助姿态调整机构A.设计滑轮组吊索系根据构件翻身过程中重心位置的变化，确定两吊点与重心位置的距离比，同时考虑到构件就位状态下吊装安全高度，确定钢丝绳张开后的安全高度；并计算吊钩节点水平方向受力T1×sinβ＝T2×sinα式中，sinα＝L1AB，sinβ＝L2ACB.配置滑轮组、钢丝绳、卸扣根据理论计算结果，配置边弦单门滑轮，卸扣，上中弦滑轮组及卸扣，吊钩下应配备双门或三门滑轮组及卸扣；同时，配置单头额定荷载不小于15吨的钢丝绳；上中弦吊点与吊钩采用钢丝绳走四穿法，边弦与吊钩采用钢丝绳走二穿法；(2)配置起重设备根据翻转姿态调整过程中的荷载工况及吊装高度要求，现场配备起重设备进行抬吊及翻转动作配合，如履带吊机、汽车吊、龙门吊等吊装设备；(3)实施翻转姿态调整作业各滑轮组及吊装索具连接完成后，利用起重设备缓慢起吊将构件吊起离地面约50cm高度，然后，利用起重设备高低抬吊，根据重心的变化，滑轮组系统自动调节钢丝绳的受力及方向，结构开始自动翻转，直至结构翻转到目标状态。
全文摘要
本发明涉及一种非对称结构空中姿态调整方法，具体步骤是(1)设计一套适用的滑轮组吊索体系辅助姿态调整机构，(2)配置起重设备，(3)实施翻转作业；本发明通过采用一套滑轮组辅助调整装置，达到非对称结构精确调整就位的目标要求；同时能严格保证非对称结构姿态调整过程力系及力点的转换平稳，系统受力无突变，调整动作安全可靠。
文档编号B66C13/08GK101759101SQ20081004418
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者李茂兴, 金东华, 顾海欢 申请人:上海市基础工程公司