用于钢横梁节段的预制式就位系统的制作方法

用于钢横梁节段的预制式就位系统
1.本技术为专利申请“就位系统和钢横梁节段精确就位方法”的分案申请，原申请的申请日为2018年09月12日，申请号为2018110635288，公开号为cn109137740a。
技术领域
2.本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于钢横梁节段的预制式就位系统。


背景技术：

3.在桥梁建造的过程中，经常需要吊移钢横梁节段等较重的建筑物节段，同时对钢横梁节段等建筑物节段又有较高的位置需求。吊装位置的偏差会影响后续建筑物的建造，尤其影响工程安全和工程目的是否能得到实现。
4.现有技术中，技术人员通过在悬吊过程中，直接对钢横梁节段人工调整。由于钢横梁节段自重较大，在调节过程中经常发生晃动，导致不能准确定位到预设位置。即使是调整到了预设位置，由于还是处于悬吊状态或者因为高空风速较大等情况，钢横梁节段不能保持预先调整的位置状态。钢横梁节段的位置发生偏移，使后续的建造过程不能进行或者影响建筑物后续建造的准确性，影响竣工和验收。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种能够实现钢横梁节段精确就位的就位系统和钢横梁节段精确就位方法。为实现该目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供一种就位系统，用于将钢横梁节段精确定位于塔柱以便于后续施工，其特征在于，包括吊机、承重架、导向架及三向调位器：
7.所述吊机用于吊移所述钢横梁节段；
8.所述承重架用于稳固连接于所述塔柱并承托所述钢横梁节段；
9.所述导向架用于限制所述钢横梁节段的安装位置，并初步固定所述钢横梁节段；
10.所述三向调位器，设于所述承重架上方并用于对所述钢横梁节段进行精准调位。
11.优选地，所述三向调位器包括平移机构和垂直于平移机构运动的升降机构，所述平移机构包括左右平移机构和由所述左右平移机构驱动左右横向平移的前后平移机构，所述升降机构固定设置在前后平移机构上并由其带动前后平移，所述升降机构用于升降所述钢横梁节段以调节其高度位置。
12.优选地，所述承重架包括预埋在所述塔柱内部并部分外露在塔柱外部的梁托，设置在所述梁托外露部分之上的承重桁架，所述承重桁架上方还交叉设置有用于安装所述三向调位器的承重梁。
13.更优选地，所述承重桁架至少包括上承重桁架、下承重桁架以及中部承重桁架，所述中部承重桁架设置在上下平行并排设置的上承重桁架、下承重桁架之间，所述承重梁设置在上承重桁架上，并与上承重桁架交叉布置。
14.优选地，所述导向架设有固定限位板和/或调节限位板，所述固定限位板以固定间距限制钢横梁节段的移动距离和所处位置，所述调节限位板根据预设位置设置以限制钢横梁节段的移动距离和所处位置。
15.优选地，所述就位系统还包括为所述钢横梁节段提供柔性张力的绳缆和/或为所述钢横梁节段提供刚性支撑的斜撑，所述绳缆辅助所述钢横梁节段的初步定位，所述斜撑、塔柱和钢横梁节段共同形成三角支撑。
16.优选地，还包括稳固件，其预埋在塔柱内部并有部分结构外露且伸出塔柱，所述稳固件外露的部分结构与导向架采用焊接或螺栓连接的固定连接方式。
17.优选地，所述钢横梁节段下方设置有支撑组件，所述支撑组件包括设置在承重梁上并用于垫高钢横梁节段的支墩、位于支墩上方并配套支墩垫高的楔形垫块，所述支墩设置在承重梁上，所述楔形垫块置于支墩上方，所述垫箱装嵌在所述钢横梁节段的底部。
18.优选地，所述钢横梁节段下方设置有支撑组件，所述支撑组件包括设置在承重梁上并用于垫高钢横梁节段的支墩、设置在三向调位器上的垫箱，所述垫箱装嵌在所述钢横梁节段的底部。
19.优选地，所述钢横梁节段上设置有若干耳板组件，所述耳板组件设置在钢横梁节段的顶端、底部、前后或左右两侧的至少一处，耳板组件中的吊耳相对钢横梁节段的倾斜角度随吊机的绳索的角度变化而偏转。
20.一种钢横梁节段精确就位方法，应用上述任意一项所述的就位系统，所述钢横梁节段精确就位方法包括以下步骤：
21.预装所述就位系统；
22.吊移所述钢横梁节段至导向架处，实现初步定位，将所述钢横梁节段初步稳定连接于塔柱上；
23.调整所述三向调位器对钢横梁节段二次调位，将所述钢横梁节段稳定连接在所述塔柱预设位置处。
24.优选地，预装所述就位系统至少包括以下步骤：
25.在所述塔柱上预埋承重架及稳固件；
26.在塔柱上安装导向架；
27.在所述承重架上安装三向调位器。
28.更优选地，将所述钢横梁节段初步稳定连接于塔柱上的方式，采用柔性张力的绳缆，所述绳缆的两端连接在塔柱以及钢横梁节段上。
29.进一步优选地，将所述钢横梁节段二次稳定连接在所述塔柱上的方式，采用刚性支撑的斜撑替换绳缆，所述斜撑、塔柱和钢横梁节段共同形成三角支撑。
30.与现有技术相比，本发明具备如下优点：
31.(1)本发明提供的一种就位系统，设置导向架和三向调位器，能够使钢横梁节段，通过导向架的初步定位和三向调位器的二次调位两个阶段，实现钢横梁节段的精确就位；
32.(2)本发明提供的一种就位系统，其中的三向调位器通过左右平移机构、前后平移机构、升降机构联合实现三个方向的调整；
33.(3)本发明提供的一种就位系统，还包括一种与钢横梁节段配套使用的垫箱，垫箱为三向调位器提供便于调整的平面；
34.(4)本发明提供的一种就位系统，还通过绳缆提供柔性约束，避免钢横梁节段偏离预设位置，便于二次调位的进行；
35.(5)本发明提供的一种就位系统，还通过斜撑提供刚性约束，固定钢横梁节段在完成二次调位后的位置，保障钢横梁节段的精准就位；
36.(6)本发明还提供一种钢横梁节段精确就位方法，通过应用上述就位系统，实现钢横梁节段的精准就位；
37.(7)本发明提供一种钢横梁节段精确就位方法，通过初步定位和二次调位两个阶段，最终实现钢横梁节段的精确就位；
38.(8)本发明提供一种钢横梁节段精确就位方法，还通过提供柔性张力的绳缆，便于钢横梁节段在三向调位器的调整下实现二次调位；
39.(9)本发明提供一种钢横梁节段精确就位方法，还通过提供刚性支撑的斜撑，斜撑与塔柱、钢横梁节段形成三角支撑，维持钢横梁节段的精确位置的状态。
附图说明
40.图1为本发明一种就位系统的一个典型实施例的结构正视图；
41.图2为图1中就位系统的结构侧视图；
42.图3为图2中就位系统的结构透视图；
43.图4为图1中就位系统的结构俯视图；
44.图5为图3中就位系统的三向调位器和垫箱的结构示意图；
45.图6为图1中就位系统的导向架和稳固件的结构示意图；
46.图7为图6中导向架和稳固件的连接结构示意图；
47.图8为图1中就位系统的耳板组件的结构示意图；
48.图9为本发明中带有楔形垫块的就位系统的结构示意图；
49.图10为本发明中楔形垫块的结构示意图；
50.图11为本发明一种钢横梁节段精确就位方法的流程图；
51.图12为本发明一种预装所述就位系统方法的流程图。
具体实施方式
52.下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。
53.本发明提供一种就位系统1。请参考图1至图4。图1是本发明一种就位系统1的一个典型实施例的结构正视图，图2为图1中就位系统1的结构侧视图，图3为图2中就位系统1的结构透视图，图3是图2的另一侧视方向并透视部分结构的视图，图4为图1中就位系统1的结构俯视图，其上方吊装前进方向。所述就位系统1用于将钢横梁节段2精确定位于塔柱3以便于后续施工。就位系统1包括吊机、导向架12、承重架13及三向调位器14。其中，所述吊机用于吊移所述钢横梁节段2。所述承重架13用于稳固连接于所述塔柱3，并承托所述钢横梁节段2。所述导向架12用于限制所述钢横梁节段2的安装位置，并初步固定所述钢横梁节段2。所述三向调位器14，设于所述承重架13上方并用于对所述钢横梁节段2进行精准调位。
54.所述就位系统1中的导向架12，在钢横梁节段2通过吊机吊装到两座塔柱3之间时，导向架12位于钢横梁节段2吊移方向的前方，能够限制钢横梁节段2的前进位置。进一步在相对于吊移方向的相交方向上，导向架12根据预设的方向和角度，能够使钢横梁节段2在导向架12限制的角度和方向上运动，实现粗略的位置调整。其后，进一步应用三向调位器14对钢横梁节段2进行水平方向和垂直方向，共计三个正交方向的微调。通过吊机初步吊移钢横梁节段2，导向架12和三向调位器14的联合调整，最终实现钢横梁节段2在预设位置上的精确就位。上述过程中，在承重架13上施行，承重架13主要负责承托钢横梁节段2、三向调位器14，导向架12连接并跨越塔柱3，导向架12辅助承重架13，承托钢横梁节段2。
55.在本实施例中，所述就位系统1还可以用于其他类似钢横梁节段2的施工结构的吊装和精准调位，例如是边梁节段、混凝土块、外壳等。
56.请参考图5，图5为图3中就位系统1的三向调位器14和垫箱183的结构示意图。所述三向调位器14包括运动方向在同一平面的平移机构垂直于平移机构运动的升降机构143,所述平移机构包括在同一平面内相交设置的左右平移机构141和前后平移机构142，所述左右平移机构141和前后平移机构142层叠，所述升降机构143固定设置在上层的前后平移机构142上。在其它可能的实施方式中，所述升降机构143还可以采用固定设置在上层的左右平移机构141上。其中，左右平移机构141和前后平移机构142的运动方向是正交的，横向和纵向是相对的划分，应当理解为是相互垂直的两个水平运动方向。升降机构143的运动方向是垂直于上述两个水平方向的运动方向。
57.在本实施例中以前后平移机构142设置于左右平移机构141为例说明，所述平移机构中的左右平移机构141和前后平移机构142层叠，在左右平移机构141的左右平移运动下带动前后平移机构142实现左右平移运动，前后平移机构142左右平移至指定位置时，前后平移机构142带动位于其上的升降机构143纵向运动。左右平移机构141和前后平移机构142的运动，可以确定水平面上任意一处的位置。在此基础上，所述升降机构143可以确定垂直方向上任意一处。最终，所述三向调位器14就可以实现三个方向的精确调位。值得注意的是，所述前后平移机构142和左右平移机构141的移动位置是相对的，在某些适用情形下是可以互换的。
58.请继续参考图1和图2，所述承重架13包括预埋在所述塔柱3内部并部分外露在塔柱3外部的梁托131，设置在所述梁托131外露部分之上的承重桁架132，所述承重桁架132上方还交叉设置有用于安装所述三向调位器14的承重梁133。所述梁托131与塔柱3之间在本实施例中，通过螺栓连接，螺栓深入塔柱3的混凝土结构中，以便将梁托131所承受的载荷分散到塔柱3中。所述梁托131稳固连接在承重桁架132之下。在本实施例中，所述梁托131与承重桁架132之间采用螺栓连接。
59.请在图1的基础上，进一步参考图2和图3，所述承重桁架132至少包括上承重桁架132-1、下承重桁架132-2以及中部承重桁架132-3，所述中部承重桁架132-3设置在上承重桁架132-1、下承重桁架132-2之间，上承重桁架132-1与下承重桁架132-2上下平行且并排设置，若干所述三向调位器14设置在所述承重梁133上。所述中部承重桁架132-3在本实施例中呈现w形。所述承重架13还包括设置在承重梁133上方，并用于与三向调位器14固定连接的定位支架134。定位支架134呈现倒“π”形状，可以将三向调位器14固定在承重梁133上。
60.请进一步参考图4，从俯视视角观察，所述承重梁133垂直于承重桁架132平行排布
在钢横梁节段2的两侧，靠近塔柱3的位置。承重梁133与上承重桁架132-1垂直交叉布置。
61.请参考图1和图6，图6为图1中就位系统1的导向架12和稳固件11的结构示意图，所述就位系统1还包括稳固件11，其预埋在塔柱3内部并有部分结构外露且伸出塔柱3，所述稳固件11外露的部分结构与导向架12采用焊接或螺栓连接的固定连接方式。所述稳固件11深入塔柱3的混凝土部分。在本实施例中，所述稳固件11可以采用粗制钢筋、角钢、钢制框架、硬质管等部件组装。
62.请参考图6，所述导向架12设有限位板121，限位板121包括固定限位板、调节限位板等可供钢横梁节段2限制位置的部件，所述固定限位板以固定间距限制钢横梁节段2的移动距离和所处位置，所述调节限位板根据预设位置设置以限制钢横梁节段2的移动距离和所处位置。所述固定限位板可以采用焊接或者螺栓连接等方式，与导向架12本体固定连接。所述调节限位板可以在导向架12本体上预设多个槽位，提供多种不同间距的限位功能。
63.请结合图6参考图7，图7为图6中导向架12和稳固件11的连接结构示意图。在本实施例中，所述导向架12和稳固件11通过螺栓结构连接。稳固件11包括双头锁定螺栓111，双头锁定螺栓111的锁定方向与稳固件11的延伸方向相同，双头锁定螺栓111的两端均设有锁定螺母和垫片。所述导向架12还包括用于辅助所述双头锁定螺栓111连接的加劲板122，所述双头锁定螺栓111被加劲板122相夹定位，同时加劲板122辅助导向架12的本体与稳固件11之间的连接。
64.请参考图1和图4，所述就位系统1还包括为所述钢横梁节段2提供柔性张力的绳缆15，所述绳缆15辅助所述钢横梁节段2的初步定位。所述绳缆15可以依靠本身的张力使钢横梁节段2保持在相对稳定的位置，同时绳缆15的约束比较相对柔性，在上述三向调位器14调整的过程中，绳缆15能够允许钢横梁节段2的微调。
65.所述就位系统1还包括为所述钢横梁节段2提供刚性支撑的斜撑，所述斜撑、塔柱3和钢横梁节段2共同形成三角支撑。在本实施例中，所述斜撑的位置设置可以参考上述绳缆15的固定位置。相对而言，斜撑提供较为刚性的约束，可以应用在三向调位器14完成微调之后。在本实施例中，所述斜撑可以与绳缆15混合应用。在其它可能的实施方式中，绳缆15可以在三向调位器14完成微调之后替换为斜撑。所述绳缆15还可以包括绳缆本体151和将绳缆15固定在塔柱3上的绳缆连接件152。
66.请参考图1至图4。在观察三向调位器14和垫箱183的结构时，请结合参考图5，图5为图3中就位系统1的三向调位器14和垫箱183的结构示意图。所述钢横梁节段2下方设置有用于垫高钢横梁节段2的支墩181和配套支墩181垫高的垫箱183，所述支墩181设置在承重梁133上，所述垫箱183装嵌在所述钢横梁节段2的底部。垫箱183的具体结构请参考图5，所述垫箱183包括与三向调位器14接触的垫板183-1、用于与钢横梁节段2连接的容置道183-2和容置孔183-3。请具体参考图3，图3通过部分透视，展示了垫箱183与钢横梁节段2之间的连接关系。垫箱183的容置道183-2和容置孔183-3与钢横梁节段2的结构相对应，钢横梁节段2通过内部伸出的钢筋或钢板，嵌入上述容置道183-2和容置孔183-3，垫箱183与钢横梁节段2相互交错咬合。在其他可能的实施方式中，还可以添加钢筋、铆钉、螺栓等辅助垫箱183和钢横梁节段2的连接。所述垫箱183的主要作用是提供如垫板183-1的较为平整的平面，便于三向调位器14接触。由于钢横梁节段2一般比较难以提供平整的基础平面，三向调位器14难以直接对钢横梁节段2调整。所述垫箱183还可以采用钢板堆叠而成的技术方案，
垫箱183的目的在于垫起钢横梁节段2并提供可供三向调位器14调节的平面。
67.请参考图9，图9的实施方式中，还展示了一种楔形垫块182，所述楔形垫块182属于支撑组件18的一部分。所述楔形垫块182的具体结构可以辅助参考图10。所述楔形垫块182设置在支墩181上，负责支撑所述钢横梁节段2并纵向调整钢横梁节段2的位置。继续参考图10，所述楔形垫块182包括螺杆182-1、下垫块182-2、上垫块182-3。所述上垫块182-3接触所述钢横梁节段2，下垫块182-2直接接触支墩181。所述上垫块182-3与下垫块182-2之间通过倾斜的滑面接触，可以产生相对滑动，进而使楔形垫块182整体产生高度变化。所述螺杆182-1与上垫块182-3螺纹连接，通过一端旋入上垫块182-3的长度并依靠上述斜面，将横向的旋入长度变化转化成纵向高度变化。所述螺杆182-1的另一端卡接在下垫块182-2的u型槽中。在本实施例中，所述垫箱183和楔形垫块182功能上同属支撑组件18，两者可以同时应用到落架的体系转换过程中。
68.请参考图8，图8为图1中就位系统1的耳板组件21的结构示意图。
69.所述钢横梁节段2上设置有若干耳板组件21，所述耳板组件21设置在钢横梁节段2的顶端，所述耳板组件21相对钢横梁节段2的倾斜角度，随吊机的绳索23的角度变化而偏转。所述耳板组件21在本实施例中包括固定板211、与固定板211连接的绳索连接件213，所述绳索连接件213咬合绳索23，所述绳索连接件213通过连接在固定板211上的旋转件212，使绳索连接件213可以发生一定角度的旋转，因此绳索连接件213就可以随吊机的绳索23的角度变化而偏转，所述旋转件212即耳板组件21中的吊耳。在本实施例中，所述旋转件212可以选择轴承等结构，所述绳索连接件213可以焊接或者一次成型于轴承上。所述固定板211固定与钢横梁节段2焊接。钢横梁节段2中还焊接有耳板加劲板22，耳板加劲板22与钢横梁节段2焊接，增强钢横梁节段2的抗拉能力，避免钢横梁节段2在拉力的作用下破坏。在前后对向的两片耳板固定板211之间还设有固定加劲板214用于增强耳板固定板211的固定强度。在其它可能的实施方式中，所述耳板组件21设置在钢横梁节段2的顶端、底部、前后或左右两侧的至少一处。也可以参考图4中，绳缆15在钢横梁节段2的连接位置设置耳板组件21。耳板组件21还可以供后续绳缆15实现与塔柱3之间的张拉。
70.本发明中还提供一种钢横梁节段2精确就位方法，请在图1至图10的基础上，参考图11，图11为本发明一种钢横梁节段2精确就位方法的流程图。所述钢横梁节段2精确就位方法应用上述就位系统1，并包括如下步骤：
71.在步骤s1中，预装所述就位系统1。
72.在上述过程中预先在塔柱3区域，组装所述就位系统1。具体步骤请参考图12，图12为本发明一种预装所述就位系统1方法的流程图。
73.步骤s1具体包括以下步骤：
74.在步骤s11中，在所述塔柱3上预埋承重架13及稳固件11。
75.在上述过程中，先将稳固件11预埋在塔柱3中。可以在塔柱3浇筑的过程中，预埋在塔柱3中。相应地，所述承重架13中的梁托131也可以在浇筑塔柱3的过程中一并预埋。预埋所述梁托131之后，可以安装承重梁133、承重桁架132。
76.在步骤s12中，在塔柱3上安装导向架12。
77.在上述过程中，导向架12安装在稳固件11上。将导向架12的加劲板122与稳固件11之间预先连接，再通过双头锁定螺栓111锁定导向架12与稳固件11之间的连接。
78.在步骤s13中，在所述承重架13上安装三向调位器14。
79.在上述过程中，承重架13的承重梁133上方还安装有定位支架134，定位支架134用于嵌入所述三向调位器14中，使三向调位器14固定在承重梁133上。
80.在步骤s2中，吊移所述钢横梁节段2至导向架12处，实现初步定位，将所述钢横梁节段2初步稳定连接于塔柱3上。
81.在上述过程中，所述钢横梁节段2由吊机吊移至导向架12处，由于导向架12在钢横梁节段2的前进方向上，导向架12可以限制钢横梁节段2的前进方向。钢横梁节段2可以在导向架12上限位件121的限制下，垂直于前进方向移动，实现初步定位。
82.上述过程请具体结合图9和图10，所述钢横梁节段2通过吊机吊移到支墩181上，具体是放置在楔形垫块182上。楔形垫块182支撑钢横梁节段2，并通过楔形垫块182中上垫块182-3与下垫块182-2的相对位置，调节楔形垫块182的高度，进而控制所述钢横梁节段2的位置，所述螺杆182-1用于锁定上垫块182-3与下垫块182-2的相对位置，因此锁定钢横梁节段2的垂直位置。
83.在需要落架时，将螺杆182-1的锁定解锁，上垫块182-3与下垫块182-2之间将由于钢横梁节段2的重量产生相对滑动，进而使钢横梁节段2垂直下降，下降的位置是三向调位器14或者是三向调位器14接触的垫箱183、能够提供接触面的装置等，后续由三向调位器14支撑钢横梁节段2。上述过程己完成落架，也就是支撑体系由楔形垫块182切换为三向调位器14，完成支撑体系的转换。落架后的形态可以具体参考图2，所述钢横梁节段2由三向调位器14支撑，所述支墩181还可用于防止钢横梁节段2突然下落，发生意外。
84.在步骤s3中，调整所述三向调位器14对钢横梁节段2二次调位，将所述钢横梁节段2稳定连接在所述塔柱3预设位置处。
85.在上述过程中，在初步定位完成后，所述三向调位器14对钢横梁节段2进行二次调节。所述平移机构中的左右平移机构141和前后平移机构142，对钢横梁节段2进行平面上的调节，所述升降机构143对钢横梁节段2进行垂直于前述平面的调节。通过三向调位器14实现对钢横梁节段2的二次调位。
86.在步骤s2中，所述钢横梁节段2精确就位方法中，将所述钢横梁节段2初步稳定连接于塔柱3上的方式，采用柔性张力的绳缆15，所述绳缆15的两端连接在塔柱3以及钢横梁节段2上。所述绳缆15一端固定在钢横梁节段2的四角，绳缆15另一端通过绳缆连接件152固定在塔柱3。可以在塔柱3的混凝土浇筑过程中一并固定。
87.在步骤s3后，所述钢横梁节段2精确就位方法还包括，将所述钢横梁节段2二次稳定连接在所述塔柱3上的方式，采用刚性支撑的斜撑替换绳缆15，所述斜撑、塔柱3和钢横梁节2段共同形成三角支撑。斜撑可以采用角钢等刚性部件。
88.本发明提供的一种就位系统1，设置导向架12和三向调位器14，能够使钢横梁节段2，通过导向架12的初步定位和三向调位器14的二次调位两个阶段，实现钢横梁节段2的精确就位。本发明的三向调位器14通过左右平移机构141、前后平移机构142、升降机构143联合实现三个方向的调整。本发明还提供一种与钢横梁节段2配套使用的垫箱183，垫箱183为三向调位器14提供便于调整的平面，垫箱183还可以采用层叠的钢板实现钢横梁节段2的垫高。本发明还通过绳缆15提供柔性约束，避免钢横梁节段2偏离预设位置，便于二次调位的进行。本发明还通过斜撑提供刚性约束，固定钢横梁节段2在完成二次调位后的位置，保障
钢横梁节段2的精准就位。
89.本发明还提供一种钢横梁节段2精确就位方法，通过应用上述就位系统1，实现钢横梁节段2的精准就位。所述钢横梁节段2精确就位方法通过初步定位和二次调位两个阶段，最终实现钢横梁节段2的精确就位。所述钢横梁节段2精确就位方法还通过提供柔性张力的绳缆15，便于钢横梁节段2在三向调位器14的调整下实现二次调位。所述钢横梁节段2精确就位方法还通过提供刚性支撑的斜撑，斜撑与塔柱3、钢横梁节段2形成三角支撑，维持钢横梁节段2的精确位置的状态。
90.虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。