管节接头竖向钢剪力键安装工装及安装方法

技术领域

本发明涉及沉管隧道施工技术领域，尤其涉及管节接头竖向钢剪力键安装工装及安装方法。

背景技术

沉管隧道是将隧道管段分段预制，并在管段的每段两端设置临时止水头部。将管段浮运至隧道轴线处后沉放于预先挖好的基槽内，通过管节接头各项措施完成管段间的水下连接。

为保证管段沉放对接后的稳定性，需要限制管节接头的竖向位移。现有的沉管隧道中限制沉管接头竖向位移的措施为安装竖向钢剪力键或竖向混凝土剪力键，通过架设剪力键限制相邻的两段管段发生相对位移，本文所述为针对竖向钢剪力键。通常使用的竖向钢剪力键如图1和图2所示，以襄阳鱼梁洲隧道为例：中墙剪力键的高度H1为2.1m、宽L1为0.55m、厚度0.95m、重量约3.1吨；侧墙剪力键的高度H2为1.65m、宽度L2为0.45m、厚度0.95m、重量约2.3吨。

现有的剪力键安装采用手拉葫芦吊装的方式就位安装，但这种安装方式具有以下三个弊端：其一，需在管节接头的端钢壳顶部和剪力键上焊接吊装眼板，会对管段中的GINA止水带和OMEGA止水带以及剪力键本体造成一定的损伤，并且施工完成后需要拆除吊装眼板和二次防腐，施工工序繁杂且会延长工期。其二，管节接头空间狭小，不利于吊装设施的安装。以襄阳鱼梁洲隧道为例：侧墙剪力键内侧面几乎接近OMEGA止水带顶点；中墙上剪力键顶部距离端钢壳顶部和OMEGA止水带顶点仅0.6m；侧墙上剪力键顶部距离端钢壳顶部和OMEGA止水带顶点仅0.2m，吊装设施安装难度大。其三，剪力键最大重量为3.1吨，最小为2.3吨，全靠人力提升就位，管节接头宽度仅1.15m，不利于施工人员站位和剪力键就位安装；端钢壳顶部吊装设施安装涉及高空作业和动火作业，危险系数较大，有很大的安全隐患，施工难度高、效率低。

另一方法采用自动化叉车，如图3所示，利用叉车道可同步开合，并且能够实现前倾、后倾以及同步升降的性能，辅助剪力键就位安装。以襄阳鱼梁洲隧道为例：中墙上剪力键起升高度为3.9m、侧墙上剪力键起升高度为3.1m，而叉车起升高度仅有2.7m，因此无法满足中墙和侧墙上剪力键的就位安装需求。

发明内容

本发明的目的在于提供管节接头竖向钢剪力键安装工装及安装方法，能在不损伤剪力键的基础上，实现对管节接头上剪力键的安装，降低劳动强度，提高安全性和安装效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

管节接头竖向钢剪力键安装工装，能承载所述剪力键，以将所述剪力键安装于所述管节接头，包括：

承载平台，能抵接所述剪力键的下端面，以带动所述剪力键移动；

固定部，凸设于所述承载平台上，且位于所述承载平台的一端，能抵接所述剪力键的侧面；

增高部，连接于所述承载平台远离所述固定部的一侧，所述增高部呈预设高度设置；

叉车限位部，设于所述增高部远离所述承载平台的一端，叉车的货叉能与所述叉车限位部配合，以在通过所述叉车实现举升时，增大所述剪力键的举升高度。

可选地，所述承载平台包括若干个承载杆，若干个所述承载杆相互连接形成框架结构。

可选地，所述固定部包括至少两个固定件，两个所述固定件间隔设置于所述承载平台上。

可选地，所述增高部包括若干个增高件，若干个所述增高件的一端均连接于所述承载平台远离所述固定部的一侧。

可选地，所述增高件远离所述承载平台的一端设有底座，所述底座所在的平面与所述承载平台平行。

可选地，所述叉车限位部与所述底座间隔设置，以使所述货叉能伸入所述底座与所述叉车限位部之间。

可选地，所述叉车限位部包括至少两个限位件，所述限位件连接于相邻的所述增高件之间，两个所述限位件与所述底座的间距相同，以能同时与所述货叉抵接。

可选地，所述管节接头竖向钢剪力键安装工装由方钢制成。

本发明的另一个方面提供管节接头竖向钢剪力键安装方法，使用上述的管节接头竖向钢剪力键安装工装安装，包括以下步骤：

将所述剪力键放置于所述承载平台上，使所述剪力键的下端面抵接所述承载平台；

所述剪力键的侧面抵接所述固定部，通过紧固件使所述剪力键与所述固定部相对固定；

所述货叉与所述叉车限位部配合，将所述剪力键举升至所述管节接头的预埋面板处，以对位进行安装。

可选地，所述紧固件为柔性件。

有益效果：

本发明提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装，将剪力键调整至安装姿态后，通过承载平台抵接剪力键的下端面，通过固定部与剪力键的侧面抵接，使剪力键被承载平台和固定部限位，从而能实现承载并带动剪力键移动的目的，不会对剪力键造成损伤；承载平台下方设有增高部，叉车的货叉能与增高部远离承载平台的叉车限位部配合，从而可以通过货叉抬起该工装，以实现对剪力键的抬升，由于剪力键固定于该工装上，从而使剪力键的举升高度上限为货叉的举升上限与该工装的高度之和，从而能稳定地实现对管节接头上剪力键的安装，该工装能使剪力键的安装通过叉车实现，满足举升高度要求，降低劳动强度的同时，也能提高剪力键安装的安全性和安装效率。

本发明提供的管节接头竖向钢剪力键安装方法，能在不损伤剪力键的基础上，实现对管节接头上剪力键的安装，降低劳动强度，提高安全性和安装效率。

附图说明

图1是现有技术的中墙剪力键的示意图；

图2是现有技术的侧墙剪力键的示意图；

图3是现有技术的叉车安装剪力键的示意图；

图4是本发明实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装与叉车配合时的示意图；

图5是本发明实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装的轴侧图；

图6是本发明实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装的正视图；

图7是本发明实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装的侧视图；

图8是本发明实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装的俯视图；

图9是本发明实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装方法的流程图。

图中：

100、剪力键；200、叉车；210、货叉；300、管节接头；

1、承载平台；11、承载杆；

2、固定部；21、固定件；

3、增高部；31、增高件；32、底座；

4、叉车限位部；41、限位件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图3-图8所示，本实施例提供的管节接头竖向钢剪力键安装工装(以下简称为“工装”)，能承载剪力键100，以将剪力键100安装于管节接头300，包括承载平台1、固定部2、增高部3和叉车限位部4；承载平台1能抵接剪力键100的下端面，以带动剪力键100移动；固定部2凸设于承载平台1上，且位于承载平台1的一端，能抵接剪力键100的侧面；增高部3连接于承载平台1远离固定部2的一侧，增高部3呈预设高度设置；叉车限位部4设于增高部3远离承载平台1的一端，叉车200的货叉210能与叉车限位部4配合，以在通过叉车200实现举升时，增大剪力键100的举升高度。

该工装能在剪力键100调整至安装姿态后，通过承载平台1抵接剪力键100的下端面，通过固定部2与剪力键100的侧面抵接，使剪力键100被承载平台1和固定部2共同限位，以便能承载并带动剪力键100移动，从而使安装过程不会对剪力键100以及管节接头300造成损伤。承载平台1的下方设有增高部3，叉车200的货叉210能与增高部3远离承载平台1一端设置的叉车限位部4配合，从而可以通过货叉210抬起该工装，进而实现对剪力键100的抬升，使剪力键100的举升高度的上限为货叉210的举升上限与增高部3的高度之和，从而能稳定地实现对管节接头300上剪力键100的安装。优选地，增高部3的预设高度根据需要设置，能够满足使用需求即可。可以理解的是，本实施例中的剪力键100具体指竖向钢剪力键。该工装能使剪力键100的安装通过叉车200的举升实现，在满足安装高度要求、降低劳动强度的同时，也能提高剪力键100安装过程的安全性和安装效率。

可选地，承载平台1包括若干个承载杆11，若干个承载杆11相互连接形成框架结构。

承载杆11具有承载平面，以能够使剪力键100稳定地放置于承载平台1上。通过若干个承载杆11首尾连接形成框架结构的承载平台1，能减轻承载平台1的重量，减少货叉210的负荷。

可选地，固定部2包括至少两个固定件21，两个固定件21间隔设置于承载平台1上。

优选地，固定件21为具有抵接面的杆状结构，通过抵接面与剪力键100的侧面抵接。两个固定件21之间的间距可以根据需要设置，能够对剪力键100起到固定限位的作用即可。进一步地，两个固定件21可以设置在剪力键100的同侧，也可以设置在剪力键100的两侧。

继续参照图3-图8，可选地，增高部3包括若干个增高件31，若干个增高件31的一端均连接于承载平台1远离固定部2的一侧。

增高件31可以是杆状，也可以是板状，能增加放置于承载平台1上的剪力键100的举升高度并具有一定的强度即可。通过若干个增高件31实现高度的增加，能减轻该工装整体的重量。

可选地，增高件31远离承载平台1的一端设有底座32，底座32所在的平面与承载平台1平行。

底座32可以由若干个杆状件连接形成，以能够在提高该工装稳定性的同时，减轻整体重量。

可选地，叉车限位部4与底座32间隔设置，以使货叉210能伸入底座32与叉车限位部4之间。

叉车限位部4可以是槽状结构，也可以是与底座32所在平面平行的板状结构，能够使货叉210实现托起该工装的功能即可。

可选地，叉车限位部4包括至少两个限位件41，限位件41连接于相邻的增高件31之间，两个限位件41与底座32的间距相同，以能同时与货叉210抵接。

在本实施例中，该工装件设有四个增高件31，限位件41连接于相邻的两个增高件31之间，两个限位件41沿货叉210的伸入方向间隔设置，以使货叉210能通过同时抵接两个限位件41实现平稳地抬起该工装。

可选地，管节接头竖向钢剪力键安装工装由方钢制成，该工装的各部分可以通过焊接加工成型。优选地，该工装选用100mm×200mm×6mm规格的方钢制成。

可以理解的是，该工装各部分的尺寸等参数，可以根据实际情况设定，可以根据中墙剪力键100的规格设定尺寸，以提高该工装的适用性，能够实现对剪力键100举升高度的增加、减轻整体重量即可。

如图3-图9所示，本发明的另一个方面提供管节接头竖向钢剪力键安装方法，使用上述的管节接头竖向钢剪力键安装工装安装，包括以下步骤：

S10、将剪力键100放置于承载平台1上，使剪力键100的下端面抵接承载平台1；

S20、剪力键100的侧面抵接固定部2，通过紧固件使剪力键100与固定部2相对固定；

S30、使货叉210与叉车限位部4配合，将剪力键100举升至管节接头300的预埋面板处，以对位进行安装。

本发明提供的管节接头竖向钢剪力键安装方法，能在不损伤剪力键100的基础上，实现对管节接头300上剪力键的安装，降低劳动强度，提高安全性和安装效率。

可选地，紧固件为柔性件。优选地，紧固件为收紧器或绑带。

该工装在使用时，先将剪力键100调整至适于安装的姿态，通过叉车200将剪力键100移动至工装上，使剪力键100的下端面接触承载平台1，剪力键100的侧面抵靠固定部2，通过紧固件将剪力键100固定于工装上，此时，剪力键100与工装为一个整体，即剪力键100能在工装的带动下移动。使叉车200位于工装设有固定部2的一侧，通过货叉210与叉车限位部4配合，将工装的举升至预设位置，使剪力键100到达管节接头300的预埋面板处对位，并通过螺栓等固定结构将剪力键100固定于管节接头300上。可以理解的是，在安装过程中，通常先安装靠近管节接头300的端钢壳处的剪力键100。具体地，如图3所示，以管节接头300中墙的剪力键100为例，在同一竖直面设有三个剪力键100，先安装靠近管节接头300、位于两端的剪力键100，再安装位于两个剪力键100之间的剪力键100，从而能够为工装预留空间，避免与已安装的剪力键100干涉。在管节接头300上剪力键100固定后，解除紧固件，由于固定部2位于靠近叉车200的一侧，从而能将工装卸下。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。