一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置的制作方法

本实用新型涉及吊装施工领域，特别涉及一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置，其特别适用于对需要四点起吊的的桥梁桩柱一体化下部结构管桩的起吊。

背景技术：

由于传统桥梁建设中存在的环境污染严重、施工现场劳动力密集、施工周期长、对交通影响大等缺点，装配式建造技术应运而生。虽然我国发展装配式桥梁开始于20世纪90年代，但是随着近几年国家和地方政策的引导，使得装配式建造技术得到了强劲的发展。但是随着装配式技术在桥梁中的运用范围越来越大，已经逐渐从部分预制发展为全预制。该种方式通过工厂预制加工，然后运输到现场进行拼装。这其中一个很重要的过程就是现场预制构件起吊拼装，其直接关乎到施工过程的安全性。目前，工程中大多采用两点起吊的方式，即普遍认为三点无法达到平均分配力，更不要考虑四点起吊。然而，为了减少现场拼装次数，预制节段往往设计得较大。尤其是具有桩柱一体化施工工艺的预制管桩，其施工吊装重量往往超过100吨。想要吊装如此大重量的结构若还是采用两点起吊，则管桩在吊点位置处的局部受力将变大，同时临时吊装设施的设置也需要设计得十分强大，导致管桩预制难度增。而且也不利于起吊过程中的定位，尤其是在管桩拼装过程中需要稳定竖直。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置，以解决传统两点吊装所引起的管桩局部应力过大、临时吊装设施庞大以及起吊拼装过程中管桩无法保持稳定竖直的问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置，所述预制管桩的一端开设有横向贯穿其管壁的预留孔，所述预留孔的轴向垂直于预制管桩的长度方向；所述起吊装置包括钢架、吊绳、吊索、钢棒以及控制系统，所述钢架顶部四角各固连一根吊绳的一端，所述吊绳的另一端用于连接吊车吊钩，所述钢架的中部间隔安装有两定滑轮，两定滑轮的轮轴平行设置，每一定滑轮上安装有一吊索，所述吊索的两端分别连接在钢棒上，其中一端位于所述预制管桩的内侧，所述钢棒用于穿设预制管桩的预留孔，其两端位于所述预制管桩的外侧，所述钢棒与钢架平行设置；

所述控制系统包括控制台、无线发射器、两个应变传感器和高精度实时倾角传感器，所述控制台通过无线发射器无线连接两个应变传感器和高精度实时倾角传感器，所述无线发射器在钢棒和钢架上均安装，其中，所述钢棒上的无线发射器连接两应变传感器，所述钢架上的无线发射器连接高精度实时倾角传感器；两个应变传感器分别放置在钢棒上，并位于每一吊索连接钢棒的两端连接处之间，所述高精度实时倾角传感器安装在钢架上。

优选地，所述定滑轮的直径大于预制管桩管壁的厚度，两定滑轮尺寸相同，两定滑轮上的吊索长度相同，四根吊绳的长度相同。

优选地，所述定滑轮位于四根吊绳与钢架连接处之间。

优选地，所述钢架包括两根纵梁、两根横梁、四个钢架吊点、两根轮轴、两根钢架横撑和两个定滑轮，两根纵梁和两根横梁构成钢架的轮廓，所述钢架的轮廓为长方形结构，每一根纵梁顶部对称设置有两钢架吊点，四个钢架吊点的连线构成长方形结构，每一钢架吊点连接一根吊绳，两根轮轴垂直纵梁的长度方向设置，其两端分别架设在两根纵梁上，每一轮轴的中部安装一个定滑轮，每一轮轴与纵梁连接处距离其最近的钢架吊点的间距均相同，两根钢架横撑交叉设置，其位于两根轮轴之间，并关于所述钢架的轮廓中心对称，每一根钢架横撑的两端固连在两根纵梁上；所述钢架上的无线发射器和高精度实时倾角传感器安装在一纵梁上。

优选地，所述高精度实时倾角传感器采用hvt826t-modbus输出型高精度双轴倾角传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型所提出了一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置，其通过定滑轮巧妙的将原来单点起吊的力平均分为两部分，从而将两点起吊变成四点起吊，即使得起吊装置能够实现四点起吊的要求，使得预制管桩的四点起吊受力均匀；再者，由于采用定滑轮使得钢棒受力由两点变成四点，从而使得原来两点起吊的吊索力降低了一半，进而减少钢棒的局部受力，同时可以很容易的实现管桩竖直度的要求；此外，本实用新型的所述起吊装置的吊绳和吊索的长度通过工厂制造，其长度、质量可以很容易的保证。

(2)本实用新型所提出的起吊装置设置有用于检测钢棒起吊过程应变情况的应变传感器，以监控钢棒的耐受力，而所设置的高精度实时倾角传感器可检测起吊过程钢架的水平度，进而检测预制管桩的垂直度，因此，在预制管桩起吊过程中使用该起吊装置，不但能够确保起吊装置的安全，而且能够实时确保起吊过程中钢架的水平度，从而确保管桩的竖直度。

附图说明

图1是本实用新型起吊装置的结构示意图。

图2是图1中a-a向视图。

主要元件符号说明

图中：吊车吊钩1、吊绳2、定滑轮3、吊索4、钢棒5、应变传感器6、无线发射器7、控制台8、高精度实时倾角传感器9、钢架吊点10、钢架横撑11、轮轴12、横梁13、钢架14、纵梁15、预制管桩16。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

请参阅图1-图2，在本实用新型的一种较佳实施方式中，一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置，其基于如下的预制管桩16进行设计：所述预制管桩16的一端开设有横向贯穿其管壁的预留孔，所述预留孔的轴向垂直于预制管桩16的长度方向。

所述起吊装置包括一钢架14、四吊绳2、四吊索4、一钢棒5以及一控制系统。所述钢架14顶部四角各固连一根吊绳2的一端，所述吊绳2的另一端用于连接吊车吊钩1，所述钢架14的中部间隔安装有两定滑轮3，两定滑轮3的轮轴12平行设置，每一定滑轮3上安装有一吊索4，所述吊索4的两端分别连接在钢棒5上，其中一端位于所述预制管桩16的内侧，所述钢棒5用于穿设预制管桩16的预留孔，其两端位于所述预制管桩16的外侧，所述钢棒5与钢架14平行设置，优选地，所述钢棒5为实心钢棒5，其将预制管桩16的重量传递到吊索4上；也就是，本实用新型通过定滑轮3和吊索4使得钢棒5一端受力从一点变成两点，且由于定滑轮3的作用，可使得两点受力均匀，而本申请采用两个定滑轮3，这就使得预制管桩16在起吊时钢棒5是四点受力，且受力均匀，每点受力与原先钢棒5两点受力时单点受力小，降为原先单点受力的一半，这就使得钢棒5的局部受力降低，更容易起吊且易满足预制管桩16竖直度的要求。请参阅图2，在本实施方式中，所述钢架14包括两根纵梁、两根横梁13、四个钢架吊点10、两根轮轴12、两根钢架横撑11和两个定滑轮3，两根纵梁和两根横梁13构成钢架14的轮廓，也为钢架14的称重体系，所述钢架14的轮廓为长方形结构，每一根纵梁顶部对称设置有两钢架吊点10，四个钢架吊点10的连线构成长方形结构，且处于对角线的两个钢架吊点10的连线过钢架14轮廓的中心，每一钢架吊点10连接一根吊绳2，两根轮轴12垂直纵梁的长度方向设置，其两端分别架设在两根纵梁上，每一轮轴12的中部安装一个定滑轮3，所述定滑轮3所承受的力通过轮轴12传递到钢架14上，每一轮轴12与纵梁连接处距离其最近的钢架吊点10的间距均相同，两根钢架横撑11交叉设置，其位于两根轮轴12之间，并关于所述钢架14的轮廓中心对称，每一根钢架横撑11的两端固连在两根纵梁上，钢架横撑11用于提高整个钢架14的稳定性。优选地，所述定滑轮3的直径大于预制管桩16管壁的厚度，两定滑轮3尺寸相同，两定滑轮3上的吊索4长度相同，四根吊绳2的长度相同；所述定滑轮3位于四根吊绳2与钢架14连接处之间，两定滑轮3处于同一平面上。

所述控制系统包括控制台8、无线发射器7、两个应变传感器6和高精度实时倾角传感器9，所述控制台8通过无线发射器7无线连接两个应变传感器6和高精度实时倾角传感器9，所述无线发射器7在钢棒5和钢架14上均安装，其中，所述钢棒5上的无线发射器7连接两应变传感器6，所述钢架14上的无线发射器7连接高精度实时倾角传感器9，所述无线发射器7用于将应变传感器6和高精度实时倾角传感器9产生的数据用wifi传输到控制台8；两个应变传感器6分别放置在钢棒5上，并位于每一吊索4连接钢棒5的两端连接处之间，具体是安装于钢棒5弯曲应力最大的位置处，其用于检测起吊过程钢棒5的应变情况，并通过与其连接的无线发射器7将应变数据传递给控制台8，控制台8通过监控实时应变数据获知钢棒5起吊过程的形变情况，以在应变数据超过合理范围及时更换钢棒5，提高本装置的使用安全性及起吊过程的安全性；所述高精度实时倾角传感器9安装在钢架14上，其用于检测起吊过程钢架14的倾角状态，并通过与其连接的无线发射器7将倾角数据传递给控制台8，控制台8通过监控实时倾角数据获知钢架14起吊过程的水平度，从而获知预制管桩16的竖直度，当倾角数据不在合理范围调整吊索4的长度，从而保证预制管桩16的竖直度。优选地，在本实施方式中，所述钢架14上的无线发射器7和高精度实时倾角传感器9安装在一纵梁上；所述高精度实时倾角传感器9采用hvt826t-modbus输出型高精度双轴倾角传感器9，其可以同时测量两个轴的倾角，可以保证起吊时钢架14平面的整体水平度，精度：0.007°、上电启动时间：0.2s、响应时间：0.01s。

基于上述起吊装置，本实用新型给出了一种适用于预制管桩四点起吊的控制方法，该控制方法使用上述的一种适用于预制管桩四点起吊的起吊装置进行起吊，具体包括以下步骤：

(1)将所述预制管桩16运输到现场后，使所述预制管桩16满足起吊姿态；

(2)将所述起吊装置的钢架14、吊绳2、吊索4组装好，并利用吊绳2悬挂于吊车吊钩1上；

(3)将两应变传感器6和一无线发射器7安装到钢棒5相应位置，并将钢棒5穿过预制管桩16的预留孔，并在穿设过程穿过吊索4，使得吊索4与钢棒5连接；

(4)将高精度实时倾角传感器9和另一无线发射器7安装到钢架14顶部相应位置；

(5)打开所有无线发射器7和控制台8电源，清零后开始采集数据，直到控制台8数据正常；

(6)吊车缓慢起吊，使得预制管桩16由水平状态转换到竖直状态，在整个转换过程，应变传感器6实时检测钢棒5应变情况，并通过与其连接的无线发射器7将检测到的应变数据传递给控制台8，控制台8实时观测应变数据，让应变数据在合理的范围；

(7)在预制管桩16完全竖直后，吊车使预制管桩16的下缘离地5cm，并保持一段时间，同时，应变传感器6继续实时检测钢棒5应变情况、高精度实时倾角传感器9实时检测钢架14的倾角情况，应变传感器6和高精度实时倾角传感器9通过无线发射器7传递数据给控制台8，控制台8实时观测应变数据和倾角数据，并在应变数据和倾角数据均在合理的范围后开始正式起吊。

优选地，在步骤(7)中，若应变数据超过合理的范围，则停止起吊，并将预制管桩16放下后重新寻找新承载能力更好的钢棒5，这说明钢棒5不能承受起吊中，需要更换承载能力更好的钢棒5；若倾角数据不在允许的范围内，则停止起吊，并将预制放下管桩，重新调整四根吊绳2的长度。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。