分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统

摘要

本发明公开了一种分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统，包括：门型钢桁架，设置在原有建筑物的下游，包括左右支架和顶部横梁；浮力基座，包括间隔设置的左右基座；牵拉组件，包括多个与浮力基座相连的卷扬机，其设置在门型钢桁架的左右侧岸边、以及原有建筑物上；吊装组件，包括设置在顶部横梁上的第一二纵梁，其沿顺流向设置在左右支架之间，且第一二纵梁上分别设置有电动葫芦和手动葫芦。本发明工程投资小、易于拆装，对各装配块进行吊装施工和拼装时难度小、可操作性强、快捷方便、安全可靠，大大提高了施工效率。

权利要求

1.一种分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统，所述水工建筑物设置在原有建筑物的下游，其特征在于：所述安装系统包括门型钢桁架，设置在所述原有建筑物的下游，包括左支架和右支架、以及连接所述左支架和右支架的顶部横梁；

浮力基座，包括设置在左支架底部并与其相连的左基座，以及设置在所述右支架底部并与其相连的右基座，所述左基座和右基座间隔设置；

牵拉组件，包括多个与所述浮力基座相连的卷扬机，所述卷扬机设置在门型钢桁架的左侧岸边和右侧岸边、以及原有建筑物上；

吊装组件，包括设置在所述顶部横梁上的第一纵梁和第二纵梁，所述第一纵梁和第二纵梁均沿顺流向设置在左支架和右支架之间，且第一纵梁上设置有电动葫芦，所述第二纵梁上设置有手动葫芦；

所述卷扬机的钢丝绳与左基座或右基座相连，且位于门型钢桁架左侧岸边和右侧岸边的卷扬机位于相应钢丝绳与左基座、右基座连接点的上游；

所述左基座和右基座结构相同，均由多个浮箱沿纵向依次连接而成，所述浮箱包括外部钢壳体和设置在其内部的轻质填充材料；

所述左支架和右支架结构相同，均包括两排并列设置的立柱，所述立柱上部设置斜撑，立柱下部形成安全通道；

所述顶部横梁为高强度工字钢或格构式桁架梁；

所述左支架和右支架之间还设置有底部横梁；

所述第一纵梁和第二纵梁分别为两根，且第一纵梁设置在第二纵梁内侧，第一纵梁延伸至原有建筑物上方，并设置有与原有建筑物相连的支腿。

说明书

分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统

技术领域

[0001] 本发明涉及水工建筑物安装技术领域，尤其是涉及一种分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统。

背景技术

[0002] 大型引调水工程在穿越河流、山谷时，会采用渡槽或倒虹吸结构。引调水的渠道从河流的上部穿越时采用渡槽输水，引调水的渠道从河流下部穿越时采用倒虹吸输水。高速公路、国道、生产性公路等一般采用上部跨越输水渠道，当一跨无法跨越时，会在引调水的渠道内设置桥梁的墩柱。因大型引调水工程规模大，按照技术可行经济合理的原则，大型引调水的渡槽、倒虹吸多为2‑4联并行布置，两槽、孔间采用墩或墙分开；桥梁的墩柱直接立于渠道。根据水动力学原理，引调水的渠道输水绕流墩、墙、柱等水中的建筑物后，在下游侧形成漩涡，俗称卡门涡街现象，流速越大，该现象越明显。这类工程一般在设计引调水流量下运行时，卡门涡街现象存在，但不影响工程运行。

[0003] 我国北方水资源匮乏，为落实空间均衡的治水方针，挖掘已建引调水工程的调水潜力，借汛期水量充沛时机，向北方进行生态补水，原引调水工程进行加大流量输水。在加大流量输水时，部分引调水工程的桥梁墩柱、渡槽、倒虹吸等建筑物下游侧出现明显的卡门涡街现象，甚至形成紊乱流态，制约加大调水能力。根据相关研究成果，对原有引调水工程的渡槽、倒虹吸以及跨渠的桥梁墩、柱、导墙等进行优化改造，在原有墩、柱、导墙等建筑物的下游新建三角形、梯形与椭圆组合等类型的导流结构，可以消除卡门涡街现象，提高输水能力。

[0004] 引调水工程一般规模较大，停水改造经济损失太大，只能在正常输水的情况下对原建筑物进行改造。同时，引调水工程水面较宽，墩、柱、导墙均位于渠道中心，常规的汽车起重机臂展较长后，起重能力下降明显，履带式起重机虽可起重较大吨位，但沿渠道的检修道路宽度和承载能力受限，影响原调水建筑物的安全。引调水工程一般不通航，浮吊、起重船等无法抵达水面施工现场，采用公路运输同样面临履带吊所遇到的问题。

发明内容

[0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种可配合公路运输进行现场组装的分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统，具体可采取如下技术方案：

[0006] 本发明所述的分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统，所述水工建筑物设置在原有建筑物的下游，所述安装系统包括

[0007] 门型钢桁架，设置在所述原有建筑物的下游，包括左支架和右支架、以及连接所述左支架和右支架的顶部横梁；

[0008] 浮力基座，包括设置在左支架底部并与其相连的左基座，以及设置在所述右支架底座并与其相连的右基座，所述左基座和右基座间隔设置；

[0009] 牵拉组件，包括多个与所述浮力基座相连的卷扬机，所述卷扬机设置在门型钢桁架的左侧岸边和右侧岸边、以及原有建筑物上；

[0010] 吊装组件，包括设置在所述顶部横梁上的第一纵梁和第二纵梁，所述第一纵梁和第二纵梁均沿顺流向设置在左支架和右支架之间，且第一纵梁上设置有电动葫芦，所述第二纵梁上设置有手动葫芦。

[0011] 所述卷扬机的钢丝绳与左基座或右基座相连，且位于门型钢桁架左侧岸边和右侧岸边的卷扬机位于相应钢丝绳与左基座、右基座连接点的上游。

[0012] 所述左基座和右基座结构相同，均由多个浮箱沿纵向依次连接而成，所述浮箱包括外部钢壳体和设置在其内部的轻质填充材料。

[0013] 所述左支架和右支架结构相同，均包括两排并列设置的立柱，所述立柱上部设置斜撑，立柱下部形成安全通道。

[0014] 所述顶部横梁为高强度工字钢或格构式桁架梁。

[0015] 所述左支架和右支架之间还设置有底部横梁。

[0016] 所述第一纵梁和第二纵梁分别为两根，且第一纵梁设置在第二纵梁内侧，第一纵梁延伸至原有建筑物上方，并设置有与原有建筑物相连的支腿。

[0017] 本发明提供的分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统，适用于长距离大型调水工程中对渡槽、倒虹吸、桥梁墩柱等进行新增导流墩、导流墙、导流罩等优化改造项目所涉及的水上安装、吊装、检修时的起重施工，当新增水工建筑物采用分块制造时，可配合公路运输方便快捷地将各装配块运至岸边，然后通过汽车吊将其转运至水面上的吊装组件下方，再通过电动葫芦和手动葫芦的配合将装配块分层分段组装并下沉至就位处，其可实现在正常输水的情况下对长距离大型调水工程中原建筑物的改造，且上述水面起吊设备工程投资小、易于拆装，对各装配块进行吊装施工和拼装时难度小、可操作性强、快捷方便、安全可靠，大大提高了施工效率。

附图说明

[0018] 图1是本发明的结构示意图。

[0019] 图2是图1的A‑A向放大视图。

[0020] 图3‑1至图3‑6是本发明对装配块进行吊装装配的工作过程示意图。

[0021] 图4是图3‑4的B‑B向视图。

具体实施方式

[0022] 本发明所述的分块式水工建筑物动水条件水面拼装下沉就位用安装系统，所述水工建筑物设置在原有建筑物的下游，所述安装系统包括

[0023] 门型钢桁架，设置在所述原有建筑物的下游，包括左支架和右支架、以及连接所述左支架和右支架的顶部横梁；

[0024] 浮力基座，包括设置在左支架底部并与其相连的左基座，以及设置在所述右支架底座并与其相连的右基座，所述左基座和右基座间隔设置；

[0025] 牵拉组件，包括多个与所述浮力基座相连的卷扬机，所述卷扬机设置在门型钢桁架的左侧岸边和右侧岸边、以及原有建筑物上；

[0026] 吊装组件，包括设置在所述顶部横梁上的第一纵梁和第二纵梁，所述第一纵梁和第二纵梁均沿顺流向设置在左支架和右支架之间，且第一纵梁上设置有电动葫芦，所述第二纵梁上设置有手动葫芦。

[0027] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

[0028] 如图1、2所示，为了消除原有引调水工程中原有建筑物M（如桥梁墩柱、渡槽、倒虹吸等）下游侧出现的明显卡门涡街现象，需要在动水条件下完成位于原有建筑物M下游导流水工建筑物的施工。该水工建筑物采用分块式工厂预制结构，后期通过汽车运输至施工现场，然后通过本发明所述的安装系统进行吊装装配就位安装。

[0029] 具体地，在水面安装浮力基座，其包括由模块化浮箱构成的左基座101和右基座102，左基座101和右基座102间隔设置，中间空余部分为起重作业和吊装施工的空间。左基座101和右基座102的长、宽、高等根据吊装作业需要、起重荷载、自重荷载及安全系数等综合确定，其具有一定强度和刚度，在全吃水深度下，结构不被破坏，扰度能够满足结构需要，刚度和强度满足规范要求。上述浮箱结构相同，均包括外部密封钢壳体和设置在其内部的轻质填充材料，每个浮箱上下游侧面和顶部均预留连接装置，上下游侧面的连接装置将相邻浮箱沿纵向依次连接成整体，顶部的连接装置用于连接门型钢桁架2。

[0030] 门型钢桁架2包括左支架和右支架、以及连接两者的顶部横梁201。左支架安装在左基座101上，右支架安装在右基座102上，两者结构相同，均包括两排并列设置的立柱202，立柱202的高度由起重高度和安装空间决定，立柱202间距和根数由浮箱数量决定。立柱202顶部设连接纵梁，立柱202从中上部起始设置斜撑203，斜撑203下部形成安全通道。顶部横梁201用于连接左支架和右支架，从而使门型钢桁架2和浮力基座构成一个整体。上述顶部横梁201通过U型螺栓与立柱202顶部连接纵梁相连，其长度大于等于左、右支架与中部安装空间的宽度相加之和。顶部横梁201根据起重荷载采用高强度工字钢或格构式桁架梁，其数量由起重荷载和电动葫芦梁的跨度决定。为了加强结构稳定性，在不影响吊装工作的情况下，在左支架和右支架之间还安装有底部横梁。

[0031] 牵拉组件用于固定浮力基座和门型钢桁架2，其包括安装在门型钢桁架2的左侧岸边和右侧岸边、以及原有建筑物M上的多台卷扬机3。位于原有建筑物M上的卷扬机3的钢丝绳连接在左基座101和右基座102的前端，用于克服水流对水面施工平台（即浮力基座）的推力；位于左侧岸边的卷扬机3的钢丝绳连接在左基座101上，位于右侧岸边的卷扬机3的钢丝绳连接在右基座102上，且上述岸边的卷扬机3均位于相对应的基座与钢丝绳连接点的上游，从而使钢丝绳与水流呈一定夹角（＜90°），此时，钢丝绳顺水流方向的分力能够克服水流推力，同时，垂直水流方向的分力能够形成对浮力基座的锚固力。调整各卷扬机3钢丝绳的长度，将浮力基座固定在合适的位置，然后，控制施工水位，进一步稳定浮力基座和门型钢桁架2。

[0032] 吊装组件包括通过连接板和螺栓连接在顶部横梁201上的一对第一纵梁401和一对第二纵梁402，第一纵梁401用于安装电动葫芦403，第二纵梁402用于安装手动葫芦404。上述第一纵梁401和第二纵梁402均位于左支架和右支架之间的吊装区，第一纵梁401位于第二纵梁402内侧，其一般采用高强工字钢，也可视起重荷载在工字钢的上翼缘增加桁架结构，提高其刚度和强度；还可根据吊装作业范围向原有建筑物M方向延伸，延伸后形成的悬臂部分增加与原有建筑物M相连的辅助支腿5，确保第一纵梁401的刚度。电动葫芦403为国标产品，含电机驱动装置、减速装置、行走装置、起升装置、钢丝绳、吊钩、线缆、遥控器等，其行走装置固定在第一纵梁401上，调整好间隙，线缆采用滑动环悬挂与滑索下方。上述电动葫芦403共四台，每根第一纵梁401上悬挂电动葫芦403各两台，前后布置。第二纵梁402采用工字钢或其它型钢，采用U型螺栓固定于顶部顶部横梁201的上方。根据安装起重吊点位置，在手拉葫芦梁上悬挂手拉葫芦404。手拉葫芦404为国标产品，上部悬挂在第二纵梁402上，下部的吊钩通过钢丝绳与预制构件N连接。每个独立下沉就位的预制构件N通过一组四个手拉葫芦404进行悬吊，其分别位于预制构件N的两侧和前后位置。手拉葫芦404的额定起重量由单个独立下沉预制构件N的总荷载确定。

[0033] 位于原有建筑物M下游的新建导流水工建筑物，按照分段分层的方法进行分块预制，每个预制构件N的上表面均设置4个吊点，位于每段底层的预制构件N除上表面的吊点外，在左右两侧还分别设置有两个吊点。上述预制构件N从工厂经公路运输到现场岸边后，通过吊车、转运小车等按照安装顺序和安装进度分块运送到原有建筑物M上，并使其位于第一纵梁401下方，方便电动葫芦403吊装，之后，使用本发明进行吊运拼装就位，具体步骤如下：

[0034] 第一步，如图3‑1至图3‑3所示，使用电动葫芦403吊起第一块预制构件N，运送到下沉位置后，将手动葫芦404与预制构件N左右两侧的吊点连接，并解除电动葫芦403与预制构件N的连接，完成从电动葫芦403到手动葫芦404的荷载转移；

[0035] 第二步，如图3‑3到图3‑4所示，使电动葫芦403返回至原有建筑物M上方，起吊第二块预制构件N，运送至第一块预制构件N的正上方；

[0036] 第三步，如图3‑5所示，通过电动葫芦403使第二块预制构件N下沉，当第二块预制构件N与第一块预制构件N间隙较小时，调整第二块预制构件N的姿态，使之达到设计精度要求，继续缓慢下降，使第二块预制构件N完全叠加在第一块预制构件N上，紧固第二块预制构件N和第一块预制构件N的层间连接装置；

[0037] 第四步，通过调整手拉葫芦404，使已安装的第二块预制构件N大部分没入水中，利用水的浮力减小浮力基座的起重力；

[0038] 第五步，如图3‑6所示，重复步骤三、四，沿顺序依次完成该竖向段其余各预制构件N的安装，直至底层的第一块预制构件N完全下沉就位于原有建筑物M的底板上；

[0039] 第六步，重复步骤一至步骤五，顺次进行新建导流水工建筑物其余竖向段的吊运拼装下沉就位工作，完成施工。

[0040] 需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是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。