一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装设备及方法

技术领域

本发明涉及深井压力钢管安装的技术领域，具体为一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装设备及方法。

背景技术

在水电站大深度竖井压力钢管安装施工中，压力钢管安装时，采用压力钢管内壁焊接支撑平台的安装方法。不仅会对压力钢管母材损伤较大，同时随压力钢管安装要不断进行支撑平台拆除及安装工作。竖井压力钢管内安装支撑平台一方面耗费时间长，浪费工期，另一方面大深度竖井支撑平台安装拆除安全系数低，再者，采用压力钢管内壁焊接支撑平台的方法，材料损耗较大，在不断拆除安装的过程中，需要不断增补支撑平台搭接材料，降低了压力钢管安装效率；大大增加了施工成本。

发明内容

针对现有技术水电站大深度竖井压力钢管安装中存在需要不断安装和拆除辅助压力钢管安装的支撑平台，浪费工期的问题，本发明提供一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装设备及方法，减少了支撑平台安装工序，提高了压力钢管安装安全系数，且实用性强，有效的保障了大深度竖井压力钢管安装的效率，从而降低了生产成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装设备，包括连接在吊装机构的升降机构上且悬挂在大深度竖井内安装压力钢管的载人吊笼；所述载人吊笼上包括悬挂机构、固定安装机构和焊接机构；悬挂机构、固定安装机构和焊接机构通过若干根支柱固定连接，悬挂机构连接在吊装机构的升降机构上，并通过升降机构在大深度竖井的压力钢管内进行施工安装，固定安装机构在压力钢管安装好后固定悬挂在压力钢管上，用于对载人吊笼在压力钢管内的稳定施工。

优选的，载人吊笼为圆柱形结构。

优选的，焊接机构、固定安装机构和焊接机构同轴设置且之间设置有爬梯。

优选的，若干根支柱平行设置，且在若干根支柱之间且沿着支柱的长方向上设有若干个平衡支杆。

优选的，悬挂机构包括悬挂台和若干个悬挂环；若干个所述悬挂环固定焊接在悬挂台的顶部，吊装机构的升降机构挂在悬挂环上设置。

优选的，固定安装机构包括安装平台和若干个挂钩；若干个所述挂钩的固定端均设置在安装平台上，悬挂端均悬挂在压力钢管上设置。

优选的，焊接机构包括载人焊接施工台和焊接施工平台，所述焊接施工平台和载人焊接是施工台分别固定在支柱上，且载人焊接施工台沿着支柱在焊接施工平台下方设置。

进一步的，载人焊接施工台上沿着边侧设有护栏。

一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装方法，基于上述所述的安装设备，包括如下步骤：

吊装机构的升降机构牵引载人吊笼使用，并将载人吊笼和第一层压力钢管平行吊起，降入大深度竖井内；升降机构在大深度竖井内放置好载人吊笼和第一层压力钢管后，升降机构卸下载人吊笼和第一层压力钢管并升起装配第二层压力钢管，第二层压力钢管通过升降机构进入大深度竖井内下降，第二层压力钢管的管口穿过载人吊笼叠加放置在第一层压力钢管上，操作人员在焊接机构上对两个压力钢管之间进行焊接；

升降机构在大深度竖井内依次叠加放置压力钢管，当压力钢管的叠加高度高于载人吊笼时，载人吊笼的固定安装机构通过操作人员悬挂在最上层压力钢管的管口进行稳定悬挂后，操作人员继续进行焊接施工；升降机构在叠加卸下压力钢管的同时，操作人员在悬挂机构上连接升降机构后再进行升降，升降机构循环对大深度竖井内的压力钢管卸下的同时，连接载人吊笼进行升起工作，直至大深度竖井内的压力钢管焊接完毕，工作结束。

优选的，载人吊笼通过H型钢组焊接成型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装设备，通过载人吊笼在大深度竖井内对压力钢管进行焊接安装，大大提高了压力钢管安装效率，避免了在安装压力钢管的同时还要不断安装和拆除辅助压力钢管安装的支撑平台，升降机构可整体将载人吊笼在大深度竖井内进行升降运动，载人吊笼上包括悬挂机构、固定安装机构和焊接机构，焊接机构、固定安装机构和焊接机构通过若干根支柱固定连接，提高了载人吊笼的安装稳定性，本发明中的载人吊笼结构形式简单，所需材料单一，制作方便快捷，可操作性和实用性强，有效的保障了压力钢管的安装效率，从而降低了安装成本。

进一步的，载人吊笼为圆柱形结构，便于将载人吊笼降入至大深度竖井中。

进一步的，焊接机构、固定安装机构和焊接机构同轴设置且之间设置有爬梯，爬梯的设置便于操作人员在载人吊笼上进行升降的活动，可根据施工的情况选择性的进入到各个机构中进行施工，提高了载人吊笼内的施工的灵活性。

进一步的，若干根支柱平行设置，且在若干根支柱之间且沿着支柱的长方向上设有若干个平衡支杆，增加了支柱之间的稳定性，提高了施工的安全性。

进一步的，悬挂机构包括悬挂台和若干个悬挂环；若干个悬挂环固定焊接在悬挂台的顶部，吊装机构的升降机构挂在悬挂环上设置，载人吊笼通过悬挂机构与升降机构进行连接，便于将载人吊笼在大深度竖井内进行升降。

进一步的，固定安装机构包括安装平台和若干个挂钩；若干个挂钩的固定端均设置在安装平台上，悬挂端均悬挂在压力钢管上设置，载人吊笼通过固定安装机构在压力钢管安装好后固定悬挂在压力钢管上，增加了对载人吊笼在大深度竖井内的施工稳定性。

进一步的，焊接机构包括载人焊接施工台和焊接施工平台，焊接施工平台和载人焊接是施工台分别固定在支柱上，且载人焊接施工台沿着支柱在焊接施工平台下方设置，载人吊笼通过焊接机构对安装的压力钢管进行安装焊接，提高了压力钢管的安装效率。

进一步的，载人焊接施工台上沿着边侧设有护栏，提高了对操作人员的安全保护性。

一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装方法，载人吊笼在压力钢管安装应用中，不仅减少了因在压力钢管内壁上焊接支撑平台而对压力钢管母材造成的损伤，同时大大减少了随压力钢管安装要不断进行支撑平台拆除及安装工作，节约了大量工期，提高了施工效率。

进一步的，载人吊笼1通过H型钢组焊接成型，提高了载人吊笼施工使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明中载人吊笼结构的示意图；

图2为本发明中载人吊笼在施工过程中的结构示意图。

图中：1-载人吊笼；2-悬挂台；3-支柱；4-安装平台；5-平衡支杆；6-焊接施工平台；7-护栏；8-载人焊接施工台；9-爬梯；10-悬挂环；11-挂钩；12-压力钢管；13-吊耳；14-吊装机构。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供了一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装设备，如图1所示，包括连接在吊装机构14的升降机构上且悬挂在大深度竖井内安装压力钢管12的载人吊笼1；所述载人吊笼1上包括悬挂机构、固定安装机构和焊接机构；所述悬挂机构、固定安装机构和焊接机构通过若干根支柱3固定连接，所述悬挂机构连接在吊装机构14的升降机构上，并通过升降机构在大深度竖井的压力钢管12内进行施工安装，所述固定安装机构在压力钢管12安装好后固定悬挂在压力钢管12上，用于对载人吊笼1在压力钢管12内的稳定施工。

焊接机构、固定安装机构和焊接机构同轴设置且之间设置有爬梯9，爬梯9的设置便于操作人员在载人吊笼上进行升降的活动，可根据施工的情况选择性的进入到各个机构中进行施工，提高了载人吊笼内的施工的灵活性。

若干根支柱3平行设置，且在若干根支柱3之间且沿着支柱3的长方向上设有若干个平衡支杆5，增加了支柱3之间的稳定性，提高了施工的安全性。

本发明中载人吊笼1的悬挂机构包括悬挂台2和若干个悬挂环10；若干个所述悬挂环10固定焊接在悬挂台2的顶部，所述吊装机构14的升降机构挂在悬挂环10上设置，载人吊笼1通过悬挂机构与升降机构进行连接，便于将载人吊笼在大深度竖井内进行升降。

固定安装机构包括安装平台4和若干个挂钩11；若干个所述挂钩11的固定端均设置在安装平台4上，悬挂端均悬挂在压力钢管12上设置；载人吊笼1通过固定安装机构在压力钢管12安装好后固定悬挂在压力钢管上，增加了对载人吊笼在大深度竖井内的施工稳定性。

焊接机构包括载人焊接施工台8和焊接施工平台6，所述焊接施工平台6和载人焊接是施工台8分别固定在支柱3上，且载人焊接施工台8沿着支柱3在焊接施工平台6下方设置，载人吊笼通过焊接机构对安装的压力钢管进行安装焊接，提高了压力钢管的安装效率；其中，载人焊接施工台8上沿着边侧设有护栏7，提高了对操作人员的安全保护性。

本发明中载人吊笼1为圆柱形结构，便于将载人吊笼降入至大深度竖井中。

本发明中的载人吊笼的制作方法如下，

制作载人吊笼1的悬挂机构、固定安装机构和焊接机构；

确定悬挂机构、固定安装机构和焊接机构的安全载荷系数，确定载人吊笼1所需承受最大载荷，计算载人吊笼1在安全系数前提下的最大载荷，根据H型钢力学性能表选用满足载荷能力的规格型号。

确定压力钢管12吊装作业环境，确定压力钢管12直径，绘制载人吊笼1的结构形式图；

通过结构形式图对相应规格型号H型钢进行安装和焊接，，焊角不小于8mm，焊接完成24小时后打磨光滑，进行UT探伤，探伤合格后投入使用。

制作支柱；

根据载人吊笼最大载荷及安全系数确定立柱最大受力能力，根据圆钢力学性能表确定立柱规格型号，根据单节安装压力钢管长度确定立柱高度下料。

制作护栏

采用圆钢或其他型材下料安装焊接。

将载人吊笼1整体组装焊接完成后防腐投入使用。

其中本发明中一种用于水电站大深度竖井内压力钢管的安装方法，基于上述所述的安装设备，包括如下步骤：

吊装机构14的升降机构牵引载人吊笼1使用，并将载人吊笼1和第一层压力钢管12平行吊起，降入大深度竖井内；升降机构在大深度竖井内放置好载人吊笼1和第一层压力钢管12后，升降机构卸下载人吊笼1和第一层压力钢管12并升起装配第二层压力钢管12，第二层压力钢管12通过升降机构进入大深度竖井内下降，第二层压力钢管12的管口穿过载人吊笼1叠加放置在第一层压力钢管12上，操作人员在焊接机构上对两个压力钢管12之间进行焊接；

升降机构在大深度竖井内依次叠加放置压力钢管12，当压力钢管12的叠加高度高于载人吊笼1时，载人吊笼1的固定安装机构通过操作人员悬挂在最上层压力钢管12的管口进行稳定悬挂后，操作人员继续进行焊接施工；升降机构在叠加卸下压力钢管12的同时，操作人员在悬挂机构上连接升降机构后再进行升降，升降机构循环对大深度竖井内的压力钢管卸下的同时，连接载人吊笼1进行升起工作，直至大深度竖井内的压力钢管12焊接完毕，工作结束。

其中悬挂机构、固定安装机构和焊接机构为焊接件，支柱为型材，结构形式、沉重能力等参数根据所吊吊笼自重，焊接设备、人员重量选择；

在使用状态时，所述载人吊笼1由吊装机构14的升降机构牵引使用，悬挂机构的悬挂环10分别对应于升降机构的四组钢丝绳走线连接，且载人吊笼1呈平行状态，置于升降机构正下方，保持载人吊笼1在运动状态下处于同一水平面。

载人吊笼1由H型钢组焊成型，H型钢四周均进行双边焊接，焊角不小于8mm，焊缝为1类焊缝，百分之百UT探伤合格。且载人吊笼1的结构形式在压力钢管安装应用中，载人吊笼的起升降落的作业环境为3.18m深孔，所述吊笼的最大直径需小于3.18m，所述环形吊具的承载能力需进行受力计算，满足载人安全系数要求。

支柱3的规格型号根据实际应用选用想应规格型号，支柱3与悬挂机构、固定安装机构和焊接机构焊接连接，焊角不小于8mm，焊缝为1类焊缝，百分之百UT探伤合格。

护栏7的大小根据实际应用确定护栏高度，护栏7与支柱、悬挂机构、固定安装机构和焊接机构焊接连接。

本发明中的载人吊笼在使用时，将升降机构的副钩钢丝绳分别于悬挂机构的悬挂环对应连接，将载人吊笼1调整至水平状态，进行载荷试验，载荷试验合格后投入使用，本发明中压力钢管12两侧设有吊耳13，升降机构通过连接吊耳13对压力钢管12进行升降。

本发明中悬挂机构、固定安装机构和焊接机构为工字钢或其他型材焊接件，H型钢规格型号在满足安全系数的前提下根据所承重最大值选用。根据悬挂机构、固定安装机构和焊接机构作业环境所安装压力钢管12内径确定悬挂机构、固定安装机构和焊接机构规格尺寸完成下料，下料完成后进行拼装焊接，拼装焊接由专业铆工焊工完成。

支柱3根据安装单元节长度确定其立柱高度，根据所需承重能力确定立柱的规格型号，护栏7可根据焊工和铆工进行焊接时操作简便及安全性两方面确定其护栏高度及结构形式。

本发明利用一个载人吊笼1的悬挂机构、固定安装机构和焊接机构实现了大深度竖井压力钢管安装中压力钢管安装焊接的高效性，用简单的载人平台解决了压力钢管安装过程中因大深度需不断进行支撑平台安装拆除、浪费材料、耗费工期等问题；本应用不仅节约了支撑平台材料，还提高了压力钢管安装的生产效率，同时避免了因施工中多次拆除安装支撑平台的安全故障，本施工方法能够很好的满足压力钢管安装的施工技术要求，满足施工质量、安全和进度要求，成本低、效果好。