一种沉箱吊装用的双层吊具及其吊装方法

技术领域

本发明涉及吊具技术领域，特别是涉及一种沉箱吊装用的双层吊具及其吊装方法。

背景技术

沉箱结构具有水下工程量小、施工速度快、稳定性好等优点，常用于码头、桥梁基础等工程建设当中，受施工条件和存放场地等的限制，沉箱大多在预制厂制造，再通过水上运输至现场安装；沉箱预制安装方案采用工厂化、标准化制造，有利于沉箱生产的质量、安全、成本控制，且能够有效的避免季风、台风、洋流等不利因素影响，被广泛的应用于沿海的码头工程、填岛工程、栈桥工程、护岸等工程中。

混凝土沉箱是一种壁厚较薄的结构，为了保证沉箱壁在吊运中不被破坏，需采用一些辅助工具进行吊运，这就是起重吊架，通过起重吊架来改变沉箱壁的受力方向，从而保证沉箱壁不受侧压力只受垂直力的作用；目前常用的起重吊架有：

1、单层吊架：单层吊架是最常用的方案，如果沉箱的重量较大，就需要设多个吊点，但是对于8个吊点的大沉箱，难以做到个吊点受力均匀，安全性较差。如果工程的沉箱型号较多，需要多个吊架；

2、通过滑轮组控制的可动式吊架：其结构相对复杂，在滑轮组在使用强度较高的情况下，可靠性打折扣，制作成本较高，满足多型号较重沉箱起吊要求，但制作复杂，损坏修复困难。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种沉箱吊装用的双层吊具及其吊装方法，解决了现有技术中的现有吊架不可吊装多种规格的沉箱，且现有吊架结构复杂、成本较高以及可修复性低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种沉箱吊装用的双层吊具，其包括起吊框架以及两根镜像设置的第一吊杆，第一吊杆的两端均设有用于与起吊装置的吊钩连接的第一吊绳，第一吊杆的两端均通过至少两根以上的第二吊绳与起吊框架连接；

起吊框架相对的两侧均设置有两根以上的第三吊绳，且两根以上的第三吊绳沿起吊框架上与第三吊绳连接的相对两侧的对称中心线方向间隔设置，任意相邻两根第三吊绳之间的间距可变。

进一步地，起吊框架与第二吊绳连接的相对两侧与第三吊绳连接。

进一步地，第二吊绳的数量为两根。

进一步地，起吊框架包括两根镜像设置的框架横梁，两根框架横梁之间沿框架横梁的长度方向间隔设置有多根框架支梁，第一吊杆的两端通过第二吊绳分别与两根框架横梁连接，第三吊绳与框架横梁连接。

进一步地，框架支梁的数量为四根，且每根框架支梁与框架横梁的连接处对应一根第三吊绳。

进一步地，框架横梁和框架支梁均为无缝钢管结构。

进一步地，第一吊杆为ERW钢管结构，第一吊绳、第二吊绳以及第三吊绳均为金属芯钢丝绳，起吊框架的材料为低碳合金钢。

进一步地，第一吊杆的材料为APLX70，第一吊绳、第二吊绳以及第三吊绳均为钢芯钢丝绳，起吊框架的材料为Q345B。

第二方面，本方案还提供一种使用沉箱吊装用的双层吊具的吊装方法，具体包括以下步骤：

S1、根据待吊装的沉箱仓数以及待吊装的沉箱重量确定沉箱起吊点数量M；

S2、根据沉箱起吊点数量M确定第三吊绳的数量，并根据沉箱同一侧的任意相邻两个沉箱起吊点的间距确定任意相邻两根第三吊绳之间的间距；

S3、将第一吊绳与起吊装置的吊钩连接，并将双层吊具沿垂直方向向上移动第一预定距离；

S4、判断第三吊绳的中心线是否与起吊框架垂直，若是，则进入步骤S5；否则，调整第三吊绳，直至第三吊绳的中心线与起吊框架垂直后进入步骤S5；

S5、将双层吊具移动至待吊装的沉箱的所在位置上方后，控制双层吊具沿垂直方向向下运动，以使第三吊绳远离起吊框架的一端位于与沉箱起吊点连接的起吊连接区域内；

S6、将第三吊绳与沉箱起吊点连接；

S7、使第三吊绳处于绷直状态，并判断第三吊绳是否垂直于水平面，若是，则进入步骤S8；否则，调整第三吊绳，直至第三吊绳与水平面垂直后进入步骤S8；

S8、通过双层吊具将沉箱吊运至预定位置。

进一步地，步骤S5中的起吊连接区域为以沉箱起吊点为圆心且半径为R的半球形区域。

本发明的有益效果为：

1、本发明的通过两根第一吊杆构成第一层吊架，并与起吊框架组成双层吊架结构，第一吊杆以及起吊框架可因沉箱起吊点的数量作出相应改变，确保每个沉箱起吊点受力均匀，进而可以吊起重量较重的沉箱，这是单层吊架不能安全实现的；

2、本发明的起吊框架同一侧的第三吊绳的数量可变，进而可以根据沉箱的重量增减第三吊绳的数量，从而起吊更重的沉箱，扩大双层吊具的应用范围；

3、本发明通过设置起吊框架实现第三吊绳数量的更改，从而实现吊装不同规格的沉箱，与可移动式吊架需要滑轮组相比，本发明不需要，并且第一吊杆和起吊框架构成的双层吊架结构的结构稳定性好。

附图说明

图1为一种沉箱吊装用的双层吊具的正视图。

图2为一种沉箱吊装用的双层吊具的左视图。

图3为起吊框架的示意图。

其中，1、第一吊杆；2、第一吊绳；3、起吊框架；31、框架横梁；32、框架支梁；4、第二吊绳；5、第三吊绳。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1和图2所示，本方案提供了一种沉箱吊装用的双层吊具，其包括起吊框架3以及两根镜像设置的第一吊杆1，第一吊杆1的两端均设有用于与起吊装置的吊钩连接的第一吊绳2，第一吊杆1的两端均通过至少两根以上的第二吊绳4与起吊框架3连接；

起吊框架3相对的两侧均设置有两根以上的第三吊绳5，且两根以上的第三吊绳5沿起吊框架3上与第三吊绳5连接的相对两侧的对称中心线方向间隔设置，任意相邻两根第三吊绳5之间的间距可变。

本实施例中，起吊框架3上同一侧的第三吊绳5的数量根据沉箱仓数以及沉箱的重量而定，通过两个第一吊杆1构成双层吊具的第一层吊装框架，并通过第二吊绳4与起吊框架3连接，实现双层吊架结构，进而可以起吊重量较重的沉箱，并且通过第二吊绳4使得第二吊杆2与起吊框架3构成金字塔结构，进而可以吊装不同规格的沉箱，减少了沉箱数量；为了便于调整相邻两根第三吊绳5之间的间距值，第三吊绳5可套设在起吊框架3上，并在起吊框架3上设有用于限制第三吊绳5移动的限制机构，例如，限制机构可采用螺母或者压板将第三吊绳5固定住，以避免第三吊绳5沿起吊框架3作轴向运动，并且避免第三吊绳5转动，而使第三吊绳5的中心线垂直于水平面上。

具体的，本实施例中，起吊框架3与第二吊绳4连接的相对两侧与第三吊绳5连接，沉箱对吊具施加的作用力可直接通过第二吊绳4传递至第一吊杆1上，进而使吊具受力均匀，以便能够吊装重量较重沉箱；第二吊绳4的数量优选为两根，能够满足绝大多数的沉箱吊装需求，并尽可能的降低双层吊具的制造成本。

如图3所示，起吊框架3包括两根镜像设置的框架横梁31，两根框架横梁31之间沿框架横梁31的长度方向间隔设置有多根框架支梁32，第一吊杆1的两端通过第二吊绳4分别与两根框架横梁31连接，第三吊绳5与框架横梁31连接。通过框架横梁31与框架支梁32构成框架式结构，在满足吊装要求的同时减少吊具重量，以便确保吊具的安全性。

其中，框架横梁31和框架支梁32均为无缝钢管结构，满足强度要求的同时可节省材料，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，比较安全。

本实施例中，在吊装9至12仓的沉箱时，框架支梁32的数量为四根，且每根框架支梁32与框架横梁31的连接处对应一根第三吊绳5，第三吊绳5承受的沉箱作用力可通过框架横梁31直接作用于第二吊绳4上，以确保吊具结构的稳定性，延长其使用寿命。

第一吊杆1为ERW钢管结构，ERW钢管的韧性、抗压扁性较优，结构坚固，强度好，可长期使用，比较安全；第一吊绳2、第二吊绳4以及第三吊绳5均为金属芯钢丝绳，金属芯钢丝绳具有较高的使用寿命，破断拉力相对的高，柔软度相对较低，在许用范围内安全性能较好；起吊框架3的材料为低碳合金钢，低碳合金钢利于强度控制，；具体的，第一吊杆1的材料为APLX70，第一吊绳2、第二吊绳4以及第三吊绳5均为钢芯钢丝绳，起吊框架3的材料为Q345B。

实施例2

本方案还提供一种沉箱吊装用的双层吊具的吊装方法，具体包括以下步骤：

S1、根据待吊装的沉箱仓数以及待吊装的沉箱重量确定沉箱起吊点数量M；

S2、根据沉箱起吊点数量M确定第三吊绳5的数量，并根据沉箱同一侧的任意相邻两个沉箱起吊点的间距确定任意相邻两根第三吊绳5之间的间距；

S3、将第一吊绳2与起吊装置的吊钩连接，并将双层吊具沿垂直方向向上移动第一预定距离；

S4、判断第三吊绳5的中心线是否与起吊框架3垂直，若是，则进入步骤S5；否则，调整第三吊绳5，直至第三吊绳5的中心线与起吊框架3垂直后进入步骤S5；

S5、将双层吊具移动至待吊装的沉箱的所在位置上方后，控制双层吊具沿垂直方向向下运动，以使第三吊绳5远离起吊框架3的一端位于与沉箱起吊点连接的起吊连接区域内；

S6、将第三吊绳5与沉箱起吊点连接；

S7、使第三吊绳5处于绷直状态，并判断第三吊绳5是否垂直于水平面，若是，则进入步骤S8；否则，调整第三吊绳5，直至第三吊绳5与水平面垂直后进入步骤S8；

S8、通过双层吊具将沉箱吊运至预定位置。

具体的，通过步骤S4可初步使第三吊绳5处于预定状态，以减少步骤S7的作业时间；通过步骤S7使第三吊绳5处于绷直状态，可确保沉箱壁不受侧压力而只受垂直力的作用。

其中，步骤S5中的起吊连接区域为以沉箱起吊点为圆心且半径为R的半球形区域，通过设置起吊连接区域，可使第三吊绳5与沉箱快速连接，提高作业效率。