一种高空轻型附着格构式吊臂装置及其施工方法与流程

本发明涉及吊装设备领域，具体为一种高空轻型附着格构式吊臂装置及其施工方法。

背景技术：

球形屋面网架由于结构跨度大，空间结构复杂，安装难度大。球形屋面网架常规的安装方法包括三种：一种是搭设满堂脚手架散装，这种方式需要的工期长，而且搭设满堂脚手架需要耗费的成本高。一种是在地面分段分块组装后，用大吊车吊装，这种方式的不足之处在于高空多杆件定位安装困难，施工成本较高。还有一种是在地面拼装后整体提升，但是由于四周没有支座，不容易形成吊装提升点，而且同步提升困难，施工成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高空轻型附着格构式吊臂装置及其施工方法，以解决搭设满堂脚手架散装球形屋面网架消耗工期长，成本高；采用地面分段分块组装后用大吊车吊装时，高空多杆件定位安装困难，施工成本高；地面拼装好球形屋面网架然后整体提升，不容易形成吊装提升点，同步提升困难，施工成本较高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高空轻型附着格构式吊臂装置，包括：

下吊臂结构，整体呈三角锥形，包括一根下吊臂上弦杆件、两根下吊臂下弦杆件、设置在下吊臂上弦杆件和下吊臂下弦杆件之间的若干下吊臂腹杆、以及三角形辅助架，所述下吊臂上弦杆件的一端与两根下吊臂下弦杆件的一端连接为一点，下吊臂上弦杆件的另一端与两根下吊臂下弦杆件的另一端之间连接三角形辅助架，所述两根下吊臂下弦杆件附着在高空网架上并且与高空网架可拆卸连接；

上吊臂结构，整体呈三角锥形并且向上倾斜设置，包括一根上吊臂上弦杆件、两根上吊臂下弦杆件、以及设置在上吊臂上弦杆件和上吊臂下弦杆件之间的若干上吊臂腹杆，所述上吊臂上弦杆件的一端与两根上吊臂下弦杆件的一端连接为一点，上吊臂上弦杆件的另一端与下吊臂上弦杆件连接，两根上吊臂下弦杆件的另一端分别与两根下吊臂下弦杆件连接，所述上吊臂结构的前端设有起吊滑轮。

优选地，所述下吊臂下弦杆件与同侧的上吊臂下弦杆件之间的夹角为110°～150°。

优选地，所述下吊臂上弦杆件与上吊臂上弦杆件之间的夹角为120°～160°。

优选地，所述下吊臂腹杆和上吊臂腹杆均呈锯齿状。

优选地，所述下吊臂腹杆包括设置在下吊臂上弦杆件和一根下吊臂下弦杆件之间的下吊臂第一斜杆、设置在下吊臂上弦杆件和另一根下吊臂下弦杆件之间的下吊臂第二斜杆、以及设置在两根下吊臂下弦杆件之间的下吊臂横杆。

优选地，所述下吊臂第一斜杆、下吊臂第二斜杆和下吊臂横杆围成等腰三角形，下吊臂第一斜杆和下吊臂第二斜杆之间的夹角为100°～120°。

优选地，所述上吊臂腹杆包括设置在上吊臂上弦杆件和一根上吊臂下弦杆件之间的上吊臂第一斜杆、设置在上吊臂上弦杆件和另一根上吊臂下弦杆件之间的上吊臂第二斜杆、以及设置在两根上吊臂下弦杆件之间的上吊臂横杆。

优选地，所述上吊臂第一斜杆、上吊臂第二斜杆和上吊臂横杆围成等腰三角形，上吊臂第一斜杆和上吊臂第二斜杆之间的夹角为100°～120°。

优选地，所述下吊臂下弦杆件的端部设有抱箍，所述下吊臂下弦杆件通过抱箍与高空网架可拆卸连接。

另外，本发明还提供了上述高空轻型附着鱼腹格构式吊臂装置的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、深化设计吊臂装置，准备材料；

步骤二、在地面安装拼装胎架进行放样，先组装下吊臂上弦杆件和下吊臂下弦杆件，组装上吊臂上弦杆件、上吊臂下弦杆件和起吊滑轮，完成吊臂装置整体框架的安装；

步骤三、安装下吊臂腹杆、三角形辅助架和上吊臂腹杆，完成吊臂装置的制作；

步骤四、将两根下吊臂下弦杆件通过连接件附着在高空网架上，然后进行系统调试；

步骤五、将动力装置放置在地面或者下吊臂结构的后方，通过起吊滑轮将地面的待安装网架单元吊装至高空网架上；

步骤六、将网架单元安装完成后，人力解除吊臂装置的固定点，将吊臂装置移动至相邻的区间，进行下一个网架单元的安装。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：

（1）本发明通过提供一种高空轻型附着格构式吊臂装置，上吊臂结构向上倾斜设置，下吊臂结构与已拼装好的网架结构三点附着式连接，附着点采用抱箍与网架结构锁死。该装置结构简单，但是经济实用，起重量达到500kg，大于吊装单元的最大重量（150kg）。

（2）本发明通过在上吊臂结构的前端设置起吊滑轮，在地面上或者在下吊臂结构的后方设置卷扬机或者小型电葫芦，通过钢丝绳来控制起吊方向，轻松吊起吊装单元。

（3）本发明的高空轻型附着格构式吊臂装置采用格构式吊臂结构，自重较轻（约为60kg），非常适用于轻型长悬臂螺栓球网架高空散装。

附图说明

图1为高空轻型附着格构式吊臂装置的施工示意图。

图2为高空轻型附着格构式吊臂装置的结构示意图。

图3为高空轻型附着格构式吊臂装置的平面示意图。

图4为高空轻型附着格构式吊臂装置的侧视结构示意图。

附图标记：1-下吊臂结构、11-下吊臂上弦杆件、12-下吊臂下弦杆件、13-下吊臂腹杆、131-下吊臂横杆、132-下吊臂第一斜杆、133-下吊臂第二斜杆、2-上吊臂结构、21-上吊臂上弦杆件、22-上吊臂下弦杆件、23-上吊臂腹杆、231-上吊臂横杆、232-上吊臂第一斜杆、233-上吊臂第二斜杆、3-三角形辅助架、4-高空网架、5-起吊滑轮、6-抱箍。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

如图1～4所示，一种高空轻型附着格构式吊臂装置，通过有限元软件分析设计成的空间鱼腹形的格构结构，由于上弦杆件受拉，下弦杆件受压，中间锯齿状杆件受压，形成二力杆，力学模型清晰，受力合理，每个杆件力学性能充分利用，节约了截面，减轻了自重，能承受较大的荷载，简单实用。该装置包括下吊臂结构（1）和上吊臂结构（2）。

下吊臂结构（1）整体呈三角锥形，包括一根下吊臂上弦杆件（11）、两根下吊臂下弦杆件（12）、设置在下吊臂上弦杆件（11）和下吊臂下弦杆件（12）之间的若干下吊臂腹杆（13）、以及三角形辅助架（3）。下吊臂上弦杆件（11）、下吊臂下弦杆件（12）和下吊臂腹杆（13）为格构式，能够减轻自重，而且承重能力好。下吊臂上弦杆件（11）的一端与下吊臂下弦杆件（12）的一端连接于一点，下吊臂上弦杆件（11）的另一端与下吊臂下弦杆件（12）的另一端之间设有三角形辅助架（3），三角形辅助架（3）为等边三角形，起到稳固承载受力作用。下吊臂下弦杆件（12）附着在高空网架（4）上，下吊臂下弦杆件（12）的端部设有抱箍（6），下吊臂下弦杆件（12）通过抱箍（6）与高空网架（4）可拆卸连接。下吊臂结构（1）采用这种三点附着式与高空网架（4）可拆卸连接，施工方便，自重轻，空间受力合理，承载力较大，能发挥每根杆件的力学性能。下吊臂上弦杆件（11）和下吊臂下弦杆件（12）均采用q235b的圆钢管制作，圆钢管的尺寸为ø102mm×10mm。

通过有限元软件分析，将下吊臂腹杆（13）设计成锯齿状，在上弦杆件受拉，下弦杆件受压时，中间锯齿状杆件受压，形成二力杆，力学模型清晰，受力合理，每个杆件力学性能充分利用，节约了截面，减轻了自重，能承受较大的荷载，简单实用。下吊臂腹杆（13）包括设置在下吊臂上弦杆件（11）和一根下吊臂下弦杆件（12）之间的下吊臂第一斜杆（132）、设置在下吊臂上弦杆件（11）和另一根下吊臂下弦杆件（12）之间的下吊臂第二斜杆（133）、以及设置在两根下吊臂下弦杆件（12）之间的下吊臂横杆（131）。下吊臂第一斜杆（132）、下吊臂第二斜杆（133）和下吊臂横杆（131）围成等腰三角形，下吊臂第一斜杆（132）和下吊臂第二斜杆（133）之间的夹角为100°～120°主要起到形成稳固受力体，并传导分散下弦杆件的力作用。下吊臂腹杆（13）能够起到分散下吊臂上弦杆件（11）和下吊臂下弦杆件（12）的受力，增加下吊臂结构（1）的稳定性的作用。下吊臂腹杆（13）采用q235b的圆钢管制作，圆钢管的尺寸为ø60mm×6mm。具体可经过计算复核，也适合其他高空轻质螺栓球网架安装。

上吊臂结构（2）整体呈三角锥形并且向上倾斜设置，包括一根上吊臂上弦杆件（21）、两根上吊臂下弦杆件（22）、以及设置在上吊臂上弦杆件（21）和上吊臂下弦杆件（22）之间的若干上吊臂腹杆（23），上吊臂上弦杆件（21）的一端与上吊臂下弦杆件（22）的一端连接，上吊臂上弦杆件（21）的另一端与下吊臂上弦杆件（11）连接，两根上吊臂下弦杆件（22）的另一端分别与两根下吊臂下弦杆件（12）连接，上吊臂结构（2）的前端设有起吊滑轮（5）。上吊臂上弦杆件（21）和上吊臂下弦杆件（22）均采用q235b的圆钢管制作，圆钢管的尺寸为ø102mm×10mm。

通过有限元软件分析，将上吊臂腹杆（23）设计成锯齿状，在上弦杆件受拉，下弦杆件受压时，中间锯齿状杆件受压，形成二力杆，力学模型清晰，受力合理，每个杆件力学性能充分利用，节约了截面，减轻了自重，能承受较大的荷载，简单实用。上吊臂腹杆（23）包括设置在上吊臂上弦杆件（21）和一根上吊臂下弦杆件（22）之间的上吊臂第一斜杆（232）、设置在上吊臂上弦杆件（21）和另一根上吊臂下弦杆件（22）之间的上吊臂第二斜杆（233）、以及设置在两根上吊臂下弦杆件（22）之间的上吊臂横杆（231）。上吊臂第一斜杆（232）、上吊臂第二斜杆（233）和上吊臂横杆（231）围成等腰三角形，上吊臂第一斜杆（232）和上吊臂第二斜杆（233）之间的夹角为100°～120°，主要起到形成稳固受力体，并传导上弦杆件的力作用。同样，上吊臂腹杆（23）能够起到分散上吊臂上弦杆件（21）和上吊臂下弦杆件（22）的受力，增加上吊臂结构（2）的稳定性的作用。上吊臂腹杆（23）采用q235b的圆钢管制作，圆钢管的尺寸为ø60mm×6mm。具体可经过计算复核，也适合其他高空轻质螺栓球网架安装。

下吊臂下弦杆件（12）与同侧的上吊臂下弦杆件（22）之间的夹角为110°～150°，主要起到形成稳固受力体，传递来自吊装单元的力作用。下吊臂上弦杆件（11）与上吊臂上弦杆件（21）之间的夹角为120°～160°，主要起到形成稳固受力体，并传导上弦杆件的力作用。上述高空轻型附着鱼腹格构式吊臂装置的吊臂约为4m长，自重为60kg，起重量为500kg，大于吊装单元的最大重量（约为150kg），利用此设备完全满足要求。

上述高空轻型附着鱼腹格构式吊臂装置结构简单，拆装方便，3-4个人即可完成普通网架单元的安装。安装效率高效，不用大吊车，不用搭设脚手架，每个网架单元约20分钟即可完成安装。适应性和实用性好，可根据具体工程，经过计算，对专用吊臂上下弦杆件和腹杆件进行调整，可满足不同工程需要。

上述高空轻型附着鱼腹格构式吊臂装置的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、深化设计吊臂装置，准备材料。

步骤二、在地面安装拼装胎架进行放样，先组装下吊臂上弦杆件（11）和下吊臂下弦杆件（12），组装上吊臂上弦杆件（21）、上吊臂下弦杆件（22）和起吊滑轮（5），完成吊臂装置整体框架的安装。

步骤三、安装下吊臂腹杆（13）、三角形辅助架（3）和上吊臂腹杆（23），完成吊臂装置的制作。

步骤四、将两根下吊臂下弦杆件（12）通过抱箍（6）固定在高空网架（4）上，然后进行系统调试。

步骤五、将卷扬机或者电葫芦放置在地面或者下吊臂结构（1）的后方，通过起吊滑轮（5）将地面的待安装网架单元吊装至高空网架（4）上。

步骤六、将网架单元安装完成后，人力解除吊臂装置的固定点，将吊臂装置移动至相邻的区间，进行下一个网架单元的安装。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。