一种竖井内压力钢管管节安装装置及方法与流程

1.本发明涉及压力钢管技术领域，更具体地说，涉及一种竖井内压力钢管管节安装装置及方法。


背景技术：

2.压力钢管在水电站中得到越来越多的应用，尤其抽水蓄能电站的输水系统，受地质条件影响往往大量的采用压力钢管衬砌。压力钢管在安装时，将管节安装顺序依次吊运至竖井内，然后再将压力钢管管节焊接完成压力钢管的安装，但是，由于项目竖井长度较长，长距离的管节吊装对绞车、吊笼、稳车等设备性能要求较严格，且长距离的吊装导致的安全风险因素增加，具体施工难点体现为：
3.1、管节的吊装距离长，使用滑轮组吊装则钢丝绳在吊装过程中容易出现扭结在一起，使用单根钢丝绳吊装则因钢丝绳存在内劲，吊装过程中管子会旋转产生危险源，且对钢丝绳的使用寿命和强度会产生损坏；
4.2、开挖洞室支护后直径为φ4200mm，管子夹紧环外边直径为φ3128mm
‑
φ3172mm，管节加劲环到洞壁的空间较小，吊笼的稳绳与管节吊装之间的转换问题等存在干涉；
5.3、井口部位垂直高度空间扩挖较小，管节高度为3米，吊笼高度为2.5米，结合吊笼上的起吊钢丝绳绳夹长度、运输台车高度、管节的起吊高度等方面，井口的管节吊装作业难度增加；
6.4、管节经过200多米的吊装后，轴线会发生偏移，导致管节在组对时需进行适当的调整，保证轴线对齐，增加了管节吊装作业的难度。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种竖井内压力钢管管节安装装置及方法，可以实现解决钢丝绳旋转问题的同时便于管节组对时需旋转调整的使用要求。
8.本发明的第二个目的在于提供上述装置的使用方法。
9.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
10.一种竖井内压力钢管管节安装装置，包括布置于竖井井口的竖井吊架，所述竖井吊架上通过起吊定滑轮绕接有绞车起吊钢丝绳，所述绞车起吊钢丝绳连接绞车输出端，所述绞车起吊钢丝绳的末端绕过起吊定滑轮后固定连接有平衡梁总成，所述平衡梁总成的下端固定连接有管节，所述平衡梁总成包括上梁和下梁，所述上梁与绞车起吊钢丝绳末端固定连接，且下梁与管节上端吊装环固定连接，所述上梁下端中心设置有旋转吊钩，所述旋转吊钩通过平衡连接绳与下梁上端固定连接。
11.作为本发明的一种优选方案，所述下梁的上端中心设置有上梁吊耳，所述上梁吊耳与平衡连接绳的下端固定连接，所述下梁的下端两侧设置有管节连接座，所述管节连接座通过钢索与管节的上端两侧固定连接。
12.作为本发明的一种优选方案，所述下梁的下端中心设置有管道连接加固座，所述
管道连接加固座上设置有两个连接孔，且两个所述连接孔分别通过绳索与管节的上端两侧固定连接。
13.作为本发明的一种优选方案，所述上梁的上端两侧对称开设有两个上梁连接孔，且绞车起吊钢丝绳对应上梁连接孔设置有两个，两个所述上梁连接孔分别通过绞车起吊钢丝绳与两台绞车输出端连接。
14.作为本发明的一种优选方案，所述上梁与旋转吊钩连接处设置有止推轴承。
15.作为本发明的一种优选方案，所述竖井吊架的下侧中心设置有运输台车，所述运输台车对应井口位置设置。
16.作为本发明的一种优选方案，所述竖井吊架下侧对应井口处开设有轨道预埋基础扩挖槽，所述运输台车设置于轨道预埋基础扩挖槽内。
17.作为本发明的一种优选方案，所述管节的外侧壁设置有加劲环，所述竖井吊架的上端设置有稳绳定滑轮，所述稳绳定滑轮上绕接有稳绳，所述稳绳的一端与稳车的输出端固定连接，且稳绳的另一端绕过稳绳定滑轮固定连接有吊笼，且稳绳的下端穿过吊笼后与加劲环固定连接。
18.作为本发明的一种优选方案，所述上梁的前后两侧中心固定连接有稳定臂，所述稳定臂上端靠近外侧处设置有牵引吊环，所述竖井吊架的上端对应牵引吊环设置有两个牵引定滑轮，两个所述牵引定滑轮上绕接有平衡梁牵引绳，所述平衡梁牵引绳的一端与卷扬机卷筒固定连接，且平衡梁牵引绳另一端与对应位置牵引吊环固定连接。
19.一种竖井内压力钢管管节安装方法，包括以下几个步骤：
20.s1、布置施工现场，在竖井井口扩挖轨道预埋基础扩挖槽，并且安装竖井吊架；
21.s2、将管节按照安装顺序编号，并且将管节按照安装顺序运输到井口附近；
22.s3、在井口附近空地完成管节的翻身作业，并且将管节运输到运输台车上；
23.s4、运输台车将管节运输至竖井吊架下侧吊装作业空间；
24.s5、绞车起吊钢丝绳通过平衡梁总成将管节固定，采用两台同步十吨绞车吊装管节；
25.s6、将管节吊运至竖井内安装位置，吊装过程中，通过平衡梁总成上旋转吊钩的转动解决钢丝绳旋转及管节组对时需旋转调整的使用要求；
26.s7、放下吊笼，工作人员通过吊笼内的管节安装工作平台完成管节的对接和焊接作业；
27.s8、焊接完成后，吊起吊笼，开始下一段管节的安装。
28.相比于现有技术，本发明的优点在于：
29.(1)本方案通过设置平衡梁总成，通过平衡梁总成内旋转吊钩的旋转解决钢丝绳旋转及管节组对时需旋转调整的使用要求，有效避免了单根钢丝绳吊装则因钢丝绳存在内劲，吊装过程中管节旋转产生的危险，并且有效降低了对钢丝绳的使用寿命和强度的损坏。
30.(2)本方案通过在井口位置扩挖轨道预埋基础扩挖槽，降低了管节在井口吊装的难度，便于管节的吊装时，对管节和吊笼的安装固定。
附图说明
31.图1为本发明中平衡梁总成的立体图；
32.图2为本发明的正视图；
33.图3为本发明中平衡梁总成的正剖视图；
34.图4为本发明中加装稳定臂后的下梁俯视图。
35.1、竖井吊架；2、管节；3、平衡梁总成；4、起吊定滑轮；5、绞车起吊钢丝绳；6、上梁；7、旋转吊钩；8、止推轴承；9、平衡连接绳；10、下梁；11、管节连接座；12、上梁吊耳；13、上梁连接孔；14、管道连接加固座；15、运输台车；16、轨道预埋基础扩挖槽；17、加劲环；18、稳绳定滑轮；19、稳绳；20、稳定臂；21、平衡梁牵引绳；22、牵引定滑轮；23、牵引吊环；24、吊笼。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
39.实施例：
40.请参阅图1
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4，一种竖井内压力钢管管节安装装置，包括布置于竖井井口的竖井吊架1，竖井吊架1上通过起吊定滑轮4绕接有绞车起吊钢丝绳5，绞车起吊钢丝绳5连接绞车输出端，绞车起吊钢丝绳5的末端绕过起吊定滑轮4后固定连接有平衡梁总成3，平衡梁总成3的下端固定连接有管节2，平衡梁总成3包括上梁6和下梁10，上梁6与绞车起吊钢丝绳5末端固定连接，且下梁10与管节2上端吊装环固定连接，上梁6下端中心设置有旋转吊钩7，旋转吊钩7通过平衡连接绳9与下梁10上端固定连接。
41.具体的，下梁10的上端中心设置有上梁吊耳12，上梁吊耳12与平衡连接绳9的下端固定连接，下梁10的下端两侧设置有管节连接座11，管节连接座11通过钢索与管节2的上端两侧固定连接。
42.本实施例中，通过设置上梁吊耳12，便于下梁10与平衡连接绳9的连接，同时底部的管节连接座11能够与管节2上端竖直连接，减少下梁10与管节2连接钢丝绳的倾角，提高了吊装的稳定性。
43.具体的，下梁10的下端中心设置有管道连接加固座14，管道连接加固座14上设置有两个连接孔，且两个连接孔分别通过绳索与管节2的上端两侧固定连接。
44.本实施例中，通过设置管道连接加固座14，能够通过管道连接加固座14加装连接
绳索，管道连接加固座14与管节2之间连接的绳索与管节2与管节连接座11之间的连接的绳索呈十字型分布，提高了下梁10与管节2之间连接结构的稳定性。
45.具体的，上梁6的上端两侧对称开设有两个上梁连接孔13，且绞车起吊钢丝绳5对应上梁连接孔13设置有两个，两个上梁连接孔13分别通过绞车起吊钢丝绳5与两台绞车输出端连接。
46.本实施例中，通过设置上梁连接孔13，上梁连接孔13能够与两台绞车连接，通过两根绳索同步卷放完成对管节2的吊装工作，能够有效的降低单根钢丝绳吊装时，由于钢丝绳内部应力导致的管节2偏转，提高了吊装时管节2的稳定性。
47.具体的，上梁6与旋转吊钩7连接处设置有止推轴承8。
48.本实施例中，通过止推轴承8减少旋转吊钩7转动的阻力，从而有效减少旋转吊钩7的磨损，提高了设备的使用寿命。
49.具体的，竖井吊架1的下侧中心设置有运输台车15，运输台车15对应井口位置设置。
50.本实施例中，通过设置的运输台车15，便于管节2的运输及管节2与平衡梁总成3的连接。
51.具体的，竖井吊架1下侧对应井口处开设有轨道预埋基础扩挖槽16，运输台车15设置于轨道预埋基础扩挖槽16内。
52.本实施例中，通过设置轨道预埋基础扩挖槽16，降低了管节2在井口吊装的难度，便于管节2的吊装时，对管节2和吊笼24的安装固定。
53.具体的，管节2的外侧壁设置有加劲环17，竖井吊架1的上端设置有稳绳定滑轮18，稳绳定滑轮18上绕接有稳绳19，稳绳19的一端与稳车的输出端固定连接，且稳绳19的另一端绕过稳绳定滑轮18固定连接有吊笼24，且稳绳19的下端穿过吊笼24后与加劲环17固定连接。
54.本实施例中，通过设置吊笼24，稳绳19下端通过钢板卡挂在加劲环17上，稳绳19上端用稳车通过定滑轮悬挂下来，用稳车将稳绳19拉紧，保证吊笼24的吊装安装。
55.具体的，上梁6的前后两侧中心固定连接有稳定臂20，稳定臂20上端靠近外侧处设置有牵引吊环23，竖井吊架1的上端对应牵引吊环23设置有两个牵引定滑轮22，两个牵引定滑轮22上绕接有平衡梁牵引绳21，平衡梁牵引绳21的一端与卷扬机卷筒固定连接，且平衡梁牵引绳21另一端与对应位置牵引吊环23固定连接。
56.本实施例中，通过设置稳定臂20，稳定臂20通过平衡梁牵引绳21牵引，使得上梁6在吊装时更加稳定，有效避免上梁6受到扭转应力过大导致的两根绞车起吊钢丝绳5缠绕，保证了吊装作业的正常进行。
57.一种竖井内压力钢管管节安装方法，包括以下几个步骤：
58.s1、布置施工现场，在竖井井口扩挖轨道预埋基础扩挖槽16，并且安装竖井吊架1；
59.s2、将管节2按照安装顺序编号，并且将管节2按照安装顺序运输到井口附近；
60.s3、在井口附近空地完成管节2的翻身作业，并且将管节2运输到运输台车15上；
61.s4、运输台车15将管节2运输至竖井吊架1下侧吊装作业空间；
62.s5、绞车起吊钢丝绳5通过平衡梁总成3将管节2固定，采用两台同步十吨绞车吊装管节2；
63.s6、将管节2吊运至竖井内安装位置，吊装过程中，通过平衡梁总成3上旋转吊钩7的转动解决钢丝绳旋转及管节2组对时需旋转调整的使用要求；
64.s7、放下吊笼24，工作人员通过吊笼24内的管节安装工作平台完成管节2的对接和焊接作业；
65.s8、焊接完成后，吊起吊笼24，开始下一段管节2的安装。
66.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。