一种钢柱起吊稳定控制支架及起吊方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，更具体涉及一种钢柱起吊稳定控制支架及起吊方法。

背景技术：

近年来，超高层建筑的建设项目逐步增多，在超高层建筑的钢结构设计中，超大截面的巨型钢柱构件应用较为普遍，其中主要截面类型有：圆管混凝土柱、矩形管混凝土柱、组合截面异形柱等，此类竖向构件截面大，单重较重，重量范围一般在10t-40t之间；重型构件在吊装过程中对吊装设备及操作工艺有着严格要求，重型构件吊装危险系数大，起吊过程风险高，构件稳定状态难以控制，对施工安全影响较大。

大型钢柱类构件的起吊过程非常不稳定，钢柱类构件一般水平放置于卸料场地，起吊时吊点设置在钢柱顶部，因此起吊过程涉及钢柱构件由水平状态起吊至竖直状态的一个过程，在起吊时，钢柱底部边缘一点（圆管类构件）或构件一条边（矩形类构件）作为与地面着力点（支点），随着吊钩起升，构件吊点端逐渐升起，此过程圆管类构件易发生滚动，当构件起吊至接近垂直状态之前，构件重心位于构件底部支点与吊点之间，当构件一端逐步起升接近于垂直状态时，构件重心会与支点重合，当继续起吊时，构件重心将转移至支点另一侧，此时构件会发生剧烈晃动并容易伴随转动，在此状态下，吊装设备需承受较大的冲击荷载，受此影响也会发生较大幅度地短时摇摆，待晃动减小，构件状态逐渐趋于稳定后，才可继续吊装作业。

鉴于上述原因，大型钢柱类构件在水平状态起吊至竖直状态的过程不稳定，安全风险高，构件突然剧烈晃动会使得吊装设备的稳定状态受到较大影响，导致安全事故或设备故障。常规的解决方法有两种：一是依靠吊装设备操作人员的经验，当接近发生晃动的临界点时，加快起钩速度，减小构件与地面脱离时间，以减小晃动幅度；由于依靠人为操作，对操作技能要求较高，并且时机难以掌握，并不能成熟可靠的保证起吊稳定。二是在构件底部垫一层木方，构件发生晃动时依靠木方的变形用以缓冲，减小晃动幅度；此方法由于木方容易损坏，较重构件的边缘容易直接切断木方，而使方法失效，并且也无法完全避免起吊的晃动。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢柱起吊稳定控制支架及起吊方法，能够有效避免起吊过程钢柱剧烈晃动和转动，结构简单，可重复使用，施工方便高效。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种钢柱起吊稳定控制支架，包括底座，所述底座的两侧各设有一根找坡斜杆，所述找坡斜杆和所述底座之间连接有若干支撑杆，两根所述找坡斜杆之间设有若干横梁，所述横梁上设有缓冲木方，最下端所述横梁上设有两个挡板。

底座、支撑杆、找坡斜杆、横梁可以采用槽钢、h型钢、矩形管等制作，采用焊接固定，挡板采用钢板制作；组成的支架底面为矩形、立面为梯形、上表面整体呈倾斜坡度；缓冲木方与横梁之间通过铁丝固定。使用方法为将刚柱放置在支架最下端（斜坡的最低端为下端）横梁的缓冲木方上，然后起吊钢柱，在逐渐起吊的过程中，刚柱的重心支点会逐渐的转移，钢柱不会发生晃动。

进一步，每道所述横梁的中间处设有与所述底座连接的竖杆，竖杆与底座和横梁之间焊接，增加横梁的承重能力。

进一步，最下端所述横梁的两端各设有一个槽型孔，所述槽型孔内设有用于固定所述挡板的螺栓。槽型孔沿横梁的水平方向设置，每个槽型孔内螺栓设置为两个，利用螺栓进行水平向调节两块挡板间距，可以适配不同规格的钢柱。

进一步，所述挡板的内侧面为自上而下渐宽的锲形，方便圆柱型钢柱卡入两个挡板之间，而不会造成过多的空隙，提高稳定性。

进一步，所述找坡斜杆的坡度为arctan(b/l)+2°，其中b为刚柱的截面短边长度或直径，l为钢柱长度，找坡斜杆的坡度可根据钢柱截面进行调整，要保证大于钢柱重心与起吊支点重合之前钢柱底面与水平面夹角。

进一步，所述挡板的高度为b/3。

进一步，最下端两个所述横梁之间的间距设置为3b/4，最下部两个横梁间距可根据钢柱截面尺寸确定，间距可取3b/4，保证钢柱接近垂直状态之前，起吊支点对边可位于横梁上达到支点转换的目的。

一种利用控制支架的钢柱起吊方法，包括以下步骤：

（1）将钢柱放置在支架上，钢柱端部伸出挡板的距离，不小于缓冲木方距地面的距离，调节挡板位置，控制钢柱的横向位移；

（2）通过钢柱顶部吊点吊装钢柱，逐步起吊至接近竖直状态；

（3）当钢柱重心快要接近支点时，钢柱支点的对向边缘接触上方缓冲木方；

（4）继续起钩，钢柱支点转移至上部缓冲木方上，因支点发生变化，钢柱的重心在起吊过程中一直在支点的一侧，不存在越过支点的情况，钢柱不会发生晃动；

（5）继续起吊至竖直状态，完成起吊过程。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明支架可根据需要现场制作，结构简单，成本低廉、使用方便；

（2）本发明能有效避免起吊过程的晃动和钢柱旋转，有利于施工安全；

（3）本发明起吊方法不增加额外措施机械，材料可根据实际回收材料制作、施工成本低；

（4）本发明支架可重复利用，适用不同规格的竖向钢柱起吊，通用性强。

附图说明

图1为本发明支架结构组成示意图；

图2为本发明起吊初始状态三维示意图；

图3为图2正视图；

图4为图2侧视图；

图5为图2俯视图；

图6为本发明在起吊过程中支点转换状态示意图；

图7为图6三维示意图。

标注说明：1、钢柱；2、挡板；3、底座；4、支撑杆；5、找坡斜杆；6、横梁；7、缓冲木方；8、竖杆。

具体实施方式

参照图1至图7对本发明一种钢柱起吊稳定控制支架及起吊方法的具体实施方式作进一步的说明。

一种钢柱起吊稳定控制支架，包括底座3，所述底座3的两侧各设有一根找坡斜杆5，所述找坡斜杆5和所述底座3之间连接有若干支撑杆4，两根所述找坡斜杆5之间设有若干横梁6，所述横梁6上设有缓冲木方7，最下端所述横梁61上设有两个挡板2。

底座3、支撑杆4、找坡斜杆5、横梁6可以采用槽钢、h型钢、矩形管等制作，采用焊接固定，挡板2采用钢板制作；组成的支架底面为矩形、立面为梯形、上表面整体呈倾斜坡度；缓冲木方7与横梁6之间通过铁丝固定。使用方法为将钢柱1放置在支架最下端（斜坡的最低端为下端）横梁61上的缓冲木方71上，然后起吊钢柱1，在逐渐起吊的过程中，刚柱的重心支点会逐渐的转移，钢柱1不会发生晃动。

本实施例优选的，每道所述横梁6的中间处设有与所述底座3连接的竖杆8，竖杆8与底座3和横梁6之间焊接，增加横梁6的承重能力。

本实施例优选的，最下端所述横梁61的两端各设有一个槽型孔，所述槽型孔内设有用于固定所述挡板2的螺栓。槽型孔沿横梁61的水平方向设置，每个槽型孔内螺栓设置为两个，利用螺栓进行水平向调节两块挡板2间距，可以适配不同规格的钢柱1。

本实施例优选的，所述挡板2的内侧面为自上而下渐宽的锲形，方便圆柱型钢柱1卡入两个挡板2之间，而不会造成过多的空隙，提高稳定性。

本实施例优选的，所述找坡斜杆5的坡度为arctan(b/l)+2°，其中b为钢柱1的截面短边长度或直径，l为钢柱1长度，找坡斜杆5的坡度可根据钢柱1截面进行调整，要保证大于钢柱1重心与起吊支点重合之前钢柱1底面与水平面夹角。

本实施例优选的，所述挡板2的高度为b/3。

本实施例优选的，最下部两个横梁6间距可根据钢柱1截面尺寸确定，间距可取3b/4，保证钢柱1接近垂直状态之前，起吊支点对边可位于横梁6上达到支点转换的目的。

支架制作实施具体步骤如下：

（1）使用槽钢焊接矩形框底座3，根据钢柱1规格计算确定底座内部支撑横梁6位置；（2）在底座3上根据上述计算的支撑横梁6位置，焊接支撑杆4，支撑杆4长度根据坡度计算所得；（3）在支撑杆4上部装配找坡斜杆5，找坡斜杆5与支撑杆4焊接固定；（4）在找坡斜杆5之间装配横梁6，并分别与找坡斜杆5和中间的竖杆8焊接固定，形成整体支架结构；（5）在横梁6上放置缓冲木方7并用铁丝固定；（6）在最下部支撑横梁61上开槽型孔，挡板2通过螺栓连接固定在支撑横梁61上。

一种利用控制支架的钢柱起吊方法，包括以下步骤：

（1）将钢柱1放置在支架最下部支撑横梁61上的缓冲木方上71，钢柱1端部伸出挡板2距离，不小于缓冲木方71上表面距地面的距离；

（2）调节挡板2位置，控制钢柱1的横向位移；

（3）通过钢柱1顶部吊点吊装钢柱1，逐步起吊至接近竖直状态；此过程中钢柱1首先以缓冲木方71为支点，随着提升起吊高度的增加，当钢柱1一端接触地面后，开始以地面为支点；

（4）当钢柱1的重心，垂直投影地面位置快要接近支点时，钢柱1支点的对向边缘接触上方的缓冲木方72；

（4）继续起吊，钢柱1支点转移至上部缓冲木方72上，因支点发生变化，钢柱1的重心在起吊过程中一直在支点的一侧，不存在越过支点的情况，钢柱1不会发生晃动；

（5）继续起吊至竖直状态，完成钢柱1的起吊过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。