吊装方法与流程

本发明涉及地铁施工领域，特别涉及一种吊装方法。

背景技术：

预制装配式结构具有节能、环保、工业化和标准化强等优良特点，在地上民用建筑中已经广泛推广。然而在轨道交通地铁车站中却迟迟不能推广，吊装施工的成功实例寥寥无几。

究其原因，第一，是地铁车站要兼顾防渗功能，其主要的结构不适合采用预制，因此适合预制装配式结构只有一些次要构件和结构；第二，是为了防止基坑变形，其要求主要的结构能快速施工完毕，而排架搭设等施工工序与次要结构施工冲突，导致次要结构施工只能在内部空间中进行，这使得实行预制装配式吊装施工成为一个巨大的挑战。

楼梯是地铁车站不需要考虑防渗措施的一项结构，在地铁车站中实现预制装配式结构的条件较为宽松，目前已经在一些地铁车站中成功推广使用。基于目前地铁车站施工的实际情况，预制楼梯的施工通常是安排在地铁车站结构封顶之后施行。

预制楼梯的吊装施工作业是处于地下的内部空间之中的，这从技术上对预制楼梯的吊装施工作业提出了巨大的挑战，其主要表现为内部空间的内部空间狭小、净空低，地铁预制楼梯构件重量大等条件限制。这使得吊装施工作业对吊装机械和吊装方法提出了巨大的挑战。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在地下双层地铁车站内部的内部空间中预制楼梯的吊装施工作业的施工难度大、施工环境苛刻的缺陷，提供一种吊装方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种吊装方法，用于在内部空间中使用两台吊装设备吊装预制楼梯的梯板，所述吊装方法包括：

步骤s1：在所述内部空间内分别为两台所述吊装设备选取站位区域；

步骤s2：计算所述梯板的重心位置，并根据所述重心位置和所述梯板上预设的两个吊点的位置计算出两个所述吊点上各自应承担的起吊力f1，并设定一预设值f，f>f1；

步骤s3：每个所述吊装设备的所述站位区域的中心点与所述吊点之间的水平距离为所述吊装设备的回转半径，根据所述回转半径计算出所述吊装设备的最大起重重量f2；

步骤s4：当所述最大起重重量f2小于所述预设值f时，返回步骤s1；当所述最大起重重量f2不小于所述预设值f时，执行步骤s5；

步骤s5：两台所述吊装设备协同起吊所述梯板，将所述梯板的两端分别架设在支撑机构上。

在上述方法中，由于小型吊装设备在内部空间中作业的环境条件比较苛刻，因此在使用两台吊装设备协同起吊梯板之前，需要针对吊装设备自身的起吊能力、内部空间的内部限制、梯井的尺寸以及预制楼梯的梯板的重量和吊点位置等信息进行综合分析，以在内部空间中确定出吊装设备用于起吊梯板的合适的站位区域，使得单台吊装设备不会因为其最大起重重量过大而导致吊装设备发生倾覆的危险。本吊装方法在起吊梯板之前就已经经过了精密的数据分析和站位区域选取，既保证了吊装过程的安全，又提高了吊装的效率和效果，大大降低了施工难度，很好地克服了内部空间中吊装预制楼梯所面临的苛刻的施工环境。

较佳地，在本发明的吊装方法中，步骤s1具体包括：

步骤s11：采集环境信息，所述环境信息至少包括所述内部空间内底板至顶板之间的净高、底板至中板之间的净高、中板至顶板之间的净高、所述内部空间内设置在位于所述底板和所述顶板之间的中板上的梯井的洞口尺寸、所述内部空间内的障碍物分布信息；

步骤s12：根据所述环境信息，确定所述吊装设备可以进行起吊作业的站位区域集合；

步骤s13：在所述站位区域集合中为两台所述吊装设备分别选取所述站位区域。

在上述步骤中，通过环境信息的采集，能够确定吊装设备的扒杆的转动幅度和升降高度，通过站位区域集合的确定，能够获得尽可能多的参考站位区域，从而使得选出的站位区域更加精确，吊装设备在起吊作业时安全系数更高。

较佳地，在本发明的吊装方法中，所述站位区域集合分布于所述底板和所述中板。

将站位区域集合扩大为底板和中板上，能够丰富两台吊装设备的起吊作业的方案，在吊装多跑楼梯的场合，吊装设备能在中板上选取合适的站位区域，降低将梯板吊装至更高位置时的作业难度。

较佳地，在本发明的吊装方法中，步骤s1还包括：为所述梯板选取放置位置，所述放置位置位于所述内部空间内的梯井中。

在上述步骤中，将梯板的放置位置纳入为吊装设备选取站位区域的信息分析的范畴，使得确定出的站位区域更加精确，吊装设备吊装作业的安全系数更高。

较佳地，在本发明的吊装方法中，在选取放置位置之前，将所述梯板运至所述梯井。

将梯板先运送到梯井中，更方便吊装设备起吊梯板。

较佳地，在本发明的吊装方法中，步骤s5具体包括：

步骤s51：两台所述吊装设备分别伸出扒杆，所述扒杆的伸出长度不超过所述回转半径，将所述扒杆上的吊钩与所述吊点连接；

步骤s52：两台所述吊装设备同时收起所述吊钩，将所述梯板起吊升空至所述支撑机构的上方；

步骤s53：分别旋转两个所述扒杆，直到所述梯板位于所述支撑机构的正上方；

步骤s54：两台所述吊装设备同时下放所述吊钩，将所述梯板架设在所述支撑机构上。

在上述步骤中，利用两台吊装设备站在选出的两个站位区域上起吊梯板，通过协同配合将梯板起吊并架设到支撑机构上，整个过程精细化、精确化，并且安全系数高，作业效率高，成本也低。

较佳地，在本发明的吊装方法中，在步骤s54后还包括步骤s55：使用单台所述吊装设备对所述梯板进行调整。

在上述步骤中，在架设到位后，由于吊装设备的扒杆的旋转和吊装精度不够高，在梯板的两端仍然存在没有与支撑机构相接触的部分结构，若此时就安装固定并投入使用，梯板与支撑机构之间的作用力是不均的，存在着安全隐患，因此需要对梯板相对于支撑机构的位置进行调整，使得梯板与支撑机构之间相接触的部分受力均匀，消除安全隐患。

较佳地，在本发明的吊装方法中，步骤s55至少包括：

调整所述梯板使所述梯板与所述支撑机构对齐；以及

调整所述梯板与所述支撑机构之间的缝隙大小。

在上述步骤中，调整梯板与支撑机构对齐，一为美观，二为安全；并且调整梯板的位置，使得梯板与支撑机构之间的缝隙大小符合施工作业时留置施工缝所要求的标准。

较佳地，在本发明的吊装方法中，所述支撑机构包括下跑立柱、上跑立柱和牛腿，所述下跑立柱和所述上跑立柱设置在所述底板，所述上跑立柱位于所述梯井，所述牛腿设置在所述梯井的洞口远离所述下跑立柱的边缘，在所述下跑立柱和所述上跑立柱上分别固定有楼梯梁，在两个所述楼梯梁之间架设有所述梯板，在所述楼梯梁和所述牛腿之间架设有所述梯板。

包括上跑立柱、下跑立柱、楼梯梁和牛腿的支撑机构，能够给一些小型吊装设备创造更大的作业空间，使小型吊装设备能够选取的站位区域更多，方案更加丰富，也便于使用更优化的起吊作业方案。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明提供的吊装方法，用于在内部空间中使用两台吊装设备吊装预制楼梯的梯板，利用现有的小型吊装设备等设备，最大化利用了内部空间中的资源，实现了预制楼梯的成功吊装，避免了研制专项吊装工具所需要的巨大成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的吊装方法的步骤示意图。

图2为本发明一实施例的吊装方法的步骤s1示意图。

图3为本发明一实施例的吊装方法的步骤s5示意图。

图4为使用本发明一实施例的吊装方法吊装上跑楼梯的示意图。

图5为使用本发明一实施例的吊装方法吊装下跑楼梯的示意图。

图6为使用本发明一实施例的吊装方法吊装完成后，预制楼梯在地铁车站内部空间的平面布置示意图。

图7为使用本发明一实施例的吊装方法吊装完成后，上跑楼梯的平面布置示意图。

图8为使用本发明一实施例的吊装方法吊装完成后，下跑楼梯的平面布置示意图。

图9为图6的a-a剖面图。

附图标记说明：

履带吊1

梯板2

底板3

中板4

顶板5

梯井6

下跑立柱7

上跑立柱8

牛腿9

楼梯梁10

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种吊装方法，用于在内部空间中使用两台履带吊吊装预制楼梯的梯板，该吊装方法包括：

步骤s1：在内部空间内分别为两台履带吊选取站位区域；

步骤s2：计算梯板的重心位置，并根据重心位置和梯板上预设的两个吊点的位置计算出两个吊点上各自应承担的起吊力f1，并设定一预设值f，f>f1；

步骤s3：每个履带吊的站位区域的中心点与吊点之间的水平距离为履带吊的回转半径，根据回转半径计算出履带吊的最大起重重量f2；

步骤s4：当最大起重重量f2小于预设值f时，返回步骤s1；当最大起重重量f2不小于预设值f时，执行步骤s5；

步骤s5：两台履带吊协同起吊梯板，将梯板的两端分别架设在支撑机构上。

具体来说，在本实施例中，采用履带吊作为吊装设备，对梯板进行吊装。本实施例的吊装方法采用先选站位区域，再计算两个吊点总共应承担的起吊力f1，以根据实际情况设定预设值f，再计算分析履带吊在该站位区域所承受的最大起重重量f2是否大于该预设值f，来判断该站位区域是否适合执行履带吊的起吊作业，举例来说，在本实施例中，预设值f的值为起吊力f1除以80％的值，即f＝f1/80％。在履带吊的吊钩放下之前就已经经过了精密的分析和计算，从而确保履带吊的起吊作业的安全。其中，确定履带吊的回转半径是计算最大起重重量的关键，一般来说，履带吊的扒杆在梯井中伸出不大于回转半径的长度，对梯井中的梯板进行起吊作业。

在上述方法中，采用的履带吊是能够进入室内的小型履带吊，由于履带吊在内部空间中作业的环境条件比较苛刻，因此在使用两台履带吊协同起吊梯板之前，需要针对履带吊自身的起吊能力、内部空间的内部限制、梯井的尺寸以及预制楼梯的梯板的重量和吊点位置等信息进行综合分析，以在内部空间中确定出履带吊用于起吊梯板的合适的站位区域，使得单台履带吊不会因为其最大起重重量过大而导致履带吊发生倾覆的危险，即每台履带吊均应满足f1<80％·f。本吊装方法在起吊梯板之前就已经经过了精密的数据分析和站位区域选取，既保证了吊装过程的安全，又提高了吊装的效率和效果，大大降低了施工难度，很好地克服了内部空间中吊装预制楼梯所面临的苛刻的施工环境。

本实施例的吊装方法能够胜任于地下双层地铁车站内部的内部空间中的预制楼梯的吊装，利用梯井联通地铁车站上下两层的特点，布置两台小型履带吊实现了预制楼梯的梯板的吊装，避免了研制专门用于在这种内部空间中吊装预制楼梯的吊装工具所需要花费的高昂费用和巨大的人力物力。

如图2所示，在本实施例的吊装方法中，步骤s1具体包括：

步骤s11：采集环境信息，环境信息至少包括内部空间内底板至顶板之间的净高、底板至中板之间的净高、中板至顶板之间的净高、内部空间内设置在位于底板和顶板之间的中板上的梯井的洞口尺寸、内部空间内的障碍物分布信息；

步骤s12：根据环境信息，确定履带吊可以进行起吊作业的站位区域集合；

步骤s13：在站位区域集合中为两台履带吊分别选取站位区域。

在步骤s1中，根据环境信息可以确定在内部空间内适合履带吊作业的站位区域集合，该站位区域集合实质上就是各个备选站位区域的集合。环境信息中的净高主要是指底板和顶板、底板和中板、中板和顶板的垂直间距，梯井的洞口尺寸主要是指洞口的长度和宽度，障碍物分布信息主要是指内部空间的内壁位置、承重梁、承重柱、支撑机构的位置信息。

通过环境信息的采集，能够确定履带吊的扒杆的转动幅度和升降高度，通过站位区域集合的确定，能够获得尽可能多的参考站位区域，从而使得选出的站位区域更加精确，履带吊在起吊作业时安全系数更高。

进一步地，站位区域集合分布于底板和中板。

将站位区域集合扩大为底板和中板上，能够丰富两台履带吊的起吊作业的方案，在吊装多跑楼梯的场合，履带吊能在中板上选取合适的站位区域，降低将梯板吊装至更高位置时的作业难度。在必要的时候，还可以在底板上增设用于抬高履带吊的平台，方便吊装施工。

在步骤s1中，还会为梯板选取放置位置，放置位置位于内部空间内的梯井中。在选取放置位置之前，将梯板运至梯井。将梯板先运送到梯井中，更方便履带吊起吊梯板。

将梯板的放置位置纳入为履带吊选取站位区域的信息分析的范畴，使得确定出的站位区域更加精确，履带吊吊装作业的安全系数更高。

根据步骤s1，为两台履带吊在站位区域中选择两个站位区域，并结合梯板的放置位置，组合出备选方案，再执行后续步骤计算分析并验证该方案是否适合履带吊的起吊作业。

如图3所示，在本实施例的吊装方法中，步骤s5具体包括：

步骤s51：两台履带吊分别伸出扒杆，扒杆的伸出长度不超过回转半径，将扒杆上的吊钩与吊点连接；

步骤s52：两台履带吊同时收起吊钩，将梯板起吊升空至支撑机构的上方；

步骤s53：分别旋转两个扒杆，直到梯板位于支撑机构的正上方；

步骤s54：两台履带吊同时下放吊钩，将梯板架设在支撑机构上。

步骤s55：使用单台履带吊对梯板进行调整。

其中，步骤s55至少包括：调整梯板使梯板与支撑机构对齐；以及调整梯板与支撑机构之间的缝隙大小。调整梯板与支撑机构对齐，一为美观，二为安全；并且调整梯板的位置，使得梯板与支撑机构之间的缝隙大小符合施工作业时留置施工缝所要求的标准。

根据步骤s55，在架设到位后，由于履带吊的扒杆的旋转和吊装精度不够高，在梯板的两端仍然存在没有与支撑机构相接触的部分结构，若此时就安装固定并投入使用，梯板与支撑机构之间的作用力是不均的，存在着安全隐患，因此需要对梯板相对于支撑机构的位置进行调整，使得梯板与支撑机构之间相接触的部分受力均匀，消除安全隐患，同时确保梯板放置整齐、美观。

根据步骤s5，利用两台履带吊站在选出的两个站位区域上起吊梯板，通过协同配合将梯板起吊并架设到支撑机构上，整个过程精细化、精确化，并且安全系数高，作业效率高，成本也低。

如图4至图9所示，在本实施例的吊装方法中，支撑机构包括下跑立柱7、上跑立柱8和牛腿9，下跑立柱7和上跑立柱8设置在底板3，上跑立柱8位于梯井6，牛腿9设置在梯井6的洞口远离下跑立柱7的边缘，在下跑立柱7和上跑立柱8上分别固定有楼梯梁10，在两个楼梯梁10之间架设有梯板2，在楼梯梁10和牛腿9之间架设有梯板2。

包括上跑立柱8、下跑立柱7、楼梯梁10和牛腿9的支撑机构，能够给小型履带吊1创造更大的作业空间，使小型履带吊1能够选取的站位区域更多，方案更加丰富，也便于使用更优化的起吊作业方案，同时也增加了内部空间中的通行空间，避免了传统实心混凝土楼梯支撑结构带来的空间压抑感，使得内部空间更加通透和通畅。

使用本实施例的吊装方法在地下双层地铁车站的内部空间内采用两台小型履带吊1对预制楼梯进行吊装作业，以两跑楼梯为例，如图4至图9所示，在内部空间的中板4开设有梯井6的洞口，在底板3上位于梯井6的一侧设有下跑立柱7，在底板3上位于梯井6中洞口下方设有上跑立柱8，在中板4上位于梯井6的洞口与上跑立柱8相对的边缘上固定有牛腿9。

将预制楼梯的梯板2运输至梯井6中，统计投入起吊作业的两台小型履带吊1的起吊能力信息，底板3和中板4、中板4和顶板5、底板3和顶板5的净高，梯井6的洞口的长度和宽度，内部空间的内壁位置，下跑立柱7、上跑立柱8的位置，梯板2的放置位置，梯板2的尺寸规格、重心位置、吊点位置的梯板2信息。

综合底板3和中板4、中板4和顶板5、底板3和顶板5的净高，梯井6的洞口的长度和宽度，内部空间的内壁位置，下跑立柱7、上跑立柱8的位置确定适合履带吊1的起吊作业的站位区域，分别在底板3上和中板4上为两台履带吊1选取站位区域，得出这些备选站位区域的站位区域集合，并结合梯板2的放置位置进行方案组合。

根据梯板2信息计算出两个吊点上共需要施加的起吊力f1，并设定一预设值f，此处f＝f1/80％。

综合起吊能力信息、梯板2信息、两台履带吊1的站位区域的中心点、梯板2的放置位置、牛腿9位置、下跑立柱7和上跑立柱8上的楼梯梁10位置，分别计算两台履带吊1的回转半径，根据两台履带吊1各自的回转半径分别计算出两台履带吊1上各自分担的最大起重重量f2。

若最大起重重量f2小于预设值f，则在站位区域集合中重新为两台履带吊1选取站位区域，若最大起重重量f2不小于预设值f，则控制两台履带吊1分别按照选取的站位区域就位，将预制楼梯的梯板2运输到放置位置。

两台履带吊1分别伸出扒杆将吊钩分别连接到对应的梯板2上的吊点，控制两台履带吊1同时起吊，将梯板2上升至下跑立柱7的楼梯梁10和上跑立柱8的楼梯梁10的上方，然后两台履带吊1协同配合，扒杆同步缓慢旋转，知道梯板2位于两个楼梯梁10的正上方，然后两台履带吊1同步将梯板2缓慢下放，最后使用单台履带吊1对梯板2进行适当微调，使梯板2与两个楼梯梁10对齐，调整梯板2与楼梯梁10之间的缝隙大小以符合要求。

再按照该吊装方法起吊安装上跑楼梯，将两台履带吊1和其它设备退出内部空间，吊装施工结束。

当然，上跑楼梯和下跑楼梯的吊装顺序可以根据现场实际情况互换，并不影响吊装方法的实施，同样能够实现成功吊装，节约资源，节省成本，提高效率。

本发明提供的吊装方法，用于在内部空间中使用两台履带吊1吊装预制楼梯的梯板2，利用现有的小型履带吊1等设备，最大化利用了内部空间中的资源，实现了预制楼梯的成功吊装，避免了研制专项吊装工具所需要的巨大成本。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。