一种安全高效管片吊装及存放装置的制作方法

本发明涉及盾构工程施工技术领域，具体设计一种安全高效管片吊装及存放装置。

背景技术：

进入21世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，越来越多的人涌向城市，给城市交通造成巨大压力。城市地铁以其安全高效、运载能力强的特点成为了新时代城市交通的必然选择。盾构法隧道也凭借着机械化程度高、掘进安全高效、能够适应绝大多数地层而成为如今城市地铁隧道修建的主流方法。管片作为承担土压力，维持隧道安全运行的受力机构，在运送、存放及吊装过程中均有着严格的操作规范，坚决避免管片在运输过程中受到损坏。

目前管片吊装过程中，需要先利用叉车将管片运送到龙门吊位置，而后利用龙门吊带有胶体保护的吊装带进行吊装。但是随着垂直运输管片数量的增多，吊装带胶体将无法避免的受到损坏，难以继续为管片吊装提供足够的摩擦力并以之作为管片吊装的安全储备，因而易于出现管片掉落、损坏等事故。同时由于吊装过程中混凝土管片直接放置在钢结构管片运输台车上，吊装速度较快时极易由于磕碰而产生管片破损等结构损坏。

另外，目前管片在盾构施工现场的存放过程中，往往先焊一个钢支架，而后通过垫方木的方式将管片进行交叠放置，之后采用遮雨布进行覆盖以避免管片被暴晒或雨淋。但是由于管片为大型圆弧状混凝土结构，体积较大，因而将占用较大场地，同时管片运输仅能靠叉车进行运输，机械及人工成本要求巨大，同时因为管片需要长期不断进行供应，需要保障施工场地随时有充足的交通空间，以便于进行管片装车、卸车及吊装运输。

鉴于现存的管片吊装及存放装置均存在上述缺陷，难以兼顾吊装及存放过程中对于管片质量的保障与吊装的安全性与高效性。因此，开发出具有普适性的安全高效管片吊装及存放装置。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种安全高效管片吊装及存放装置，其实现盾构管片安全高效吊装的同时简化了盾构施工流程，可替代人工叉车转运管片，有利于保障管片质量，转运效率高、成本低。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种安全高效管片吊装及存放装置，包括呈上下设置的管片吊装承台与存放台车，所述存放台车的顶面设有凹槽，所述管片吊装承台的底面形状与所述存放台车的顶面形状相吻合；所述存放台车上固定设有牵引装置；所述管片吊装承台的顶部设置有管片存放槽，所述管片存放槽的底部为弧面，所述弧面与管片形状相适配；所述管片存放槽两端设置有至少一对限位装置，所述限位装置沿所述管片径向对称设置；所述管片吊装承台的边沿还设置有多个吊装部件，多个所述吊装部件对称排布。

进一步，所述管片吊装承台底部设置有叉车转运槽，所述叉车转运槽平行所述管片的轴向设置。

进一步，所述管片存放槽垂直所述管片轴向的截面为弓形，所述限位装置对称设置在所述弓形的两端。

进一步，所述限位装置为限位杆，所述限位杆通过限位杆基座安装在所述管片吊装承台上端。

进一步，所述限位杆包括依次首尾连接的多节杆件，多节所述杆件通过螺栓可拆卸地连接。

进一步，所述管片存放槽内铺设有缓冲垫。

进一步，所述管片吊装承台的侧面设有编码标识牌，所述编码标识牌与所述管片吊装承台可拆卸地连接。

进一步，所述存放台车包括存放台车主体、台车轮胎及牵引装置，所述台车轮胎与所述存放台车主体的底部转动连接，所述牵引装置固定设置在所述存放台车主体的侧面；所述存放台车的车轮包括钢骨架与皮质轮胎，所述皮质车轮固定设置在所述钢骨架的外环。

本发明的有益效果是：本发明可替代人工叉车转运管片，有利于保障管片质量，转运效率高、成本低。其有益效果主要表现在以下几个方面：

1.本发明装置解决了管片吊装承台无法运入洞内与吊装过程中需要吊装承台提供安全保障之间的矛盾，省去了管片基坑内二次转运上管片运输电瓶车的流程，提高了管片吊装过程中的安全性。

2.管片吊装承台上设有对称的多个吊装部件，使得管片吊装过程中装置受力更为均匀、管片吊装更为安全可靠。同时本装置设有多根可弯曲的限位杆，与弧形的管片存放槽联合使用，有效保障了管片在吊装过程中牢固稳定，使管片吊装的安全性得到大幅度提高。

3.通过对管片存放槽的数量设置以及对管片的叠加存放，每个管片吊装承台单次可以完成多片管片的运输，2-3个吊装承台单次即可满足绝大多数工程单环所需管片的吊装及运输工作，提高了施工流畅性，提高了工作效率。

4.管片吊装承台上弧形的管片存放槽内部设有橡胶垫层，在管片吊装与存放过程中起缓冲作用，避免吊装过程中因为钢-混凝土界面冲击荷载而造成管片破损等事故。

5.本发明装置设有附加外部动力系统的可移动存放台车，摆脱了管片转运对于叉车的依赖性，改变了管片在施工场地内存放难、移动难的问题。

6.本发明装置可以实现管片预制—预制厂吊装承台存放—管片吊装承台整体运输—现场台车存放—管片吊装承台整体吊装—管片拼装—吊装承台回收入预制厂的整体操作流程，一套设备即可满足管片从制作到拼装的全过程，提高管片运输、存放及吊装中管片的安全性，解决管片生产运输使用链中运输难、吊装难的问题，有效提高了整套流程中的施工效率。

附图说明

图1为本发明提供的管片吊装及存放装置的示意图；

图2是本发明提供的管片吊装承台的主视图；

图3是本发明提供的两榀管片吊装承台的侧视图；

图4是本发明提供的两榀管片吊装承台的俯视图；

图5是本发明提供的可弯曲限位杆的杆件主视及侧视结构示意图；

图6是本发明提供的可移动存放台车的主视图；

图7是本发明提供的单榀管片吊装承台侧视图；

图8是本发明提供的单榀管片吊装承台俯视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、管片吊装承台；2、存放台车；3、管片；4、方木；5、承台主体；6、管片存放槽；7、橡胶垫层；8、叉车转运槽；9、吊装部件；10、限位杆基座；11、限位杆；12、存放台车主体；13、台车轮胎；14、牵引装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示的一种安全高效管片吊装及存放装置，包括呈上下设置的管片吊装承台1与存放台车2，所述存放台车2的顶面设有凹槽，所述管片吊装承台1的底面形状与所述存放台车2的顶面形状相吻合。管片吊装承台1用于存放管片3，以及在管片3吊装过程中为管片3提供支撑；存放台车2用于承载以及运输管片吊装承台1。

如图2所示，所述管片吊装承台1的承台主体5顶部向内凹进设置。承台主体5的顶部焊接有管片存放槽6，根据施工现场的需求，可将管片存放槽6的数量设置为一个或多个，如图7～8所示为设置一个管片存放槽6的示例，如图3～4所示为两个管片存放槽6的示例，本实施例主要以两个管片存放槽6为例进行说明。所述管片存放槽6的底部为弧面，管片3为弓形，所述弧面与管片3形状相适配。当管片3放置在管片存放槽6内时，管片3与管片存放槽6的接触面能更好地贴合，减少运输过程中管片3滑脱的可能性。所述管片存放槽6内铺设有缓冲垫，本实施例采用橡胶垫层7，在管片3吊装过程中对管片3起缓冲与保护作用，避免管片3在吊装过程中由于冲击荷载而破损。

吊装承台与可移动的存放台车2均可以根据井下管片3运输台车的大小进行灵活设计，管片3的堆放层数也可以根据实际需求进行灵活变更，每两层管片3之间应铺设适宜数量的方木4进行隔开。本实施例以叠加存放两层管片3为例进行说明。可以选择一次存放2*2块管片3或1*2块管片3，以充分满足泥水平衡及土压平衡盾构施工现场的要求。

如图1～3所示，所述管片存放槽6两端设置有至少一对限位装置，所述限位装置沿所述管片3径向对称设置，为管片3提供较好的定位。所述管片存放槽6垂直所述管片3轴向的截面为弓形，所述限位装置对称设置在所述弓形的两端。所述限位装置为限位杆11，所述限位杆11通过限位杆基座10固定安装在所述管片吊装承台1上端。所述限位杆11为依次首尾连接的多节杆件，如图5所示为其中一节杆件的主视及侧视结构示意图，每节杆件的首尾均设有螺孔。多节所述杆件通过螺栓可拆卸地连接为一条长的限位杆11，可以根据施工现场管片3的型号及堆放的层数、高度不同对限位杆11的长度进行灵活调整，以满足各施工现场的要求。限位杆11各部分可沿螺栓进行自由转动从而调节限位杆11的弯曲度，通过与绳索的配合，可将不同的限位杆11进行绑定，从而将管片3牢固地限制在管片存放槽6上，在吊装过程中对管片3横向位移进行限制，避免了吊装过程中管片3发生倾斜及扭转而发生掉落，提高了吊装的安全性及稳定性。

如图2～4所示，所述管片吊装承台1的两侧边沿还焊接有六个吊装部件9，此六个所述吊装部件9对称排布，使得在吊装过程中管片吊装承台1及管片3整体受力更加均匀，增大了管片3吊装的安全系数，同时使得吊装流程更为安全平稳流畅。

进一步，所述管片吊装承台1底部设置有两条叉车转运槽8，所述叉车转运槽8平行所述管片3的轴向设置，方便管片3进场装车时利用叉车对管片3进行装卸。

本实施例中，所述管片吊装承台1的侧面设有编码标识牌，所述编码标识牌与所述管片吊装承台1可拆卸地连接，便于现场管片3及存放台车2管理。

如图6所示，存放台车2主要由存放台车主体12、台车轮胎13及牵引装置14组成。所述台车轮胎13与所述存放台车主体12的底部转动连接，所述牵引装置14固定设置在所述存放台车主体12的侧面。所述存放台车2的车轮包括钢骨架与皮质轮胎，所述皮质车轮固定设置在所述钢骨架的外环。存放台车主体12形状与隧道管片3运输台车相似，顶部设置为凹形通槽形状，使得存放台车2的顶部呈现为“凹”字型，与管片吊装承台1相吻合，存放台车2与管片吊装承台1配套使用。存放台车2底部对称设有4组车轮，每组车轮为两个。存放台车2的车轮包括钢骨架与皮质轮胎，皮质车轮固定设置在所述钢骨架的外环。轮胎为皮质轮胎，可以摆脱台车运输对于轨道的需求。同时台车两端焊接有外接动力的牵引装置14，可以和外部动力系统进行连接，在外接动力系统牵引下进行移动，同时也可以和其他台车进行连接形成整体，方便进行管片3的存放及转运。牵引装置14为插销装置，装置简单，操作方便。存放台车2与外部动力系统联合使用，可以实现存放台车2搭载管片3的自我移动运输，减小了现场的运输压力，同时使得管片3的移动更为方便；与施工现场大型雨棚联合使用，可以给管片3提供更好的存放环境，避免管片3因暴晒、雨淋而造成裂缝破损。

制作时，首先将管片吊装承台1的主体按照设计进行焊接，焊接过程中注意预留出叉车转运槽8以便于管片3及吊装承台由预制构件厂运输到施工现场时利用叉车进行装卸；而后将管片存放槽6进行焊接，管片存放槽6预制过程中应当注意按照现场管片3实际弧度进行，以便更好地保护管片3；之后将限位杆基座10焊接在吊装承台的对应位置。可移动的存放台车2按顺序将各组件进行预制焊接即可，但安装过程中一定范围内应当保障台车水平度，以避免管片3存放过程中因倾斜而出现管片3掉落、破损事故。

工作时，管片3存放过程中，应当首先在管片存放槽6上粘贴橡胶垫层7，以之作为混凝土管片3与钢制台车之间的缓冲层，以避免管片3吊装过程中因为冲击荷载而产生管片3破损无法利用的事故。其次将预制好的混凝土管片3放在管片存放槽6中。根据实际需求，可在放置好的管片3上方再放置新的管片3，操作如下：在底层管片3上方垫一层方木4，方木4的排布密度应当较大(通常选为6块对称放置)，避免应力集中或管片3存放不稳等问题，然后可在方木4的上方再次存放一层管片3。同理的，理论上还可以存放三层的管片3。完成后应当安装或者通过调整螺栓的松紧度来调整限位杆11的弯曲度，利用绳索将对应限位杆11端部进行绑定，将管片3抱死，以提高运输过程中管片3的稳定性，同时保障管片3吊装过程的安全性。最后利用叉车通过叉车转运槽8将管片3连同吊装承台一起运输到施工现场，再利用叉车将上述部分转移至可移动的存放台车2上，由牵引装置14牵引至管片3存放场地进行集体存放及养护。

管片3吊装过程中，利用牵引装置14将可移动的存放台车2平台牵引至龙门吊吊装位置，通过管片吊装承台1上的6个吊装装置进行吊装，注意绑扎吊带过程中应当保证受力均衡及吊装承台大致水平。吊装下井后直接放至管片3运输台车上，松开限位杆11件，运送进入隧道完成管片3拼装，而后由龙门吊将吊装承台吊上井口完成吊装任务。

管片运输台车将管片3及吊装承台等一套运送到施工现场之后，返程可以将现场相应的空余承台运送回管片预制厂，进行循环利用。这样，一次制作一定数量的管片吊装承台1及可移动的存放台车2即可满足工程需要。在一个工程施工完成之后，可以将管片存放槽6按照新工程管片3尺寸进行预制与更换，即可满足新工程的使用需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。