傾斜式施工升降機附著方法的研究

張亞鵬 徐冬 李燕雷 馬鳳臣 付寶良 王繼權(quán)

摘 要：研發(fā)出一種電塔施工用的傾斜式施工升降機附墻附著技術(shù)，可以快速解決傾斜曲面附著定位難題，還能方便調(diào)整導(dǎo)軌架垂直度，同時提高導(dǎo)軌架整體穩(wěn)定性能。

關(guān)鍵詞：電塔；傾斜式施工升降機；附墻

中圖分類號：TU61 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）10-0001-03

1 背景技術(shù)

施工升降機導(dǎo)軌架由標準節(jié)拼接而成，是施工升降機的運行軌道，通常由長度為1 508 mm的標準節(jié)通過M24高強度螺栓連接組成，螺栓擰緊力不小于700 N·m。標準節(jié)由鋼管、角鋼、鋼管等焊接而成，其上裝有齒條，齒條通過3個內(nèi)六角螺釘緊固，齒條可拆換，方便維修時更換齒條。標準節(jié)表面可做噴漆處理或熱鍍鋅處理，具有較高的防腐性能。標準節(jié)四根主弦桿下端焊有錐套，齒條下端設(shè)有定位銷，以便標準節(jié)安裝時準確定位。另外導(dǎo)軌架的頂部和底部裝有行程限位碰塊，其與吊籠上的上下限位開關(guān)相碰時，會使吊籠自動停車，一旦吊籠上極限限位開關(guān)碰觸上下極限限位碰塊，三相極限開關(guān)就會切斷總電源使吊籠停車[1]。

附著裝置是導(dǎo)軌架與建筑物之間的聯(lián)接部件，附墻架的一端與標準節(jié)的框架角鋼用U或V型螺栓或六角螺栓相連接；另一端與嵌入構(gòu)筑物內(nèi)的預(yù)埋件或其他連接件用螺栓連接，用以保持施工升降機導(dǎo)軌架及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。另外，附著裝置也為電纜導(dǎo)架提供了安裝位置。附墻架長度可在一定范圍內(nèi)適當調(diào)節(jié)，安裝時附墻架的仰、俯角度≤8°。導(dǎo)軌架通過附墻架與構(gòu)筑物固定，附墻是施工升降機的重要組成部件，主要由聯(lián)接座、支撐管、聯(lián)接桿、大支架、小支架和連桿等組成（見圖1），用來連接施工升降機的導(dǎo)軌架和建筑物，從而保證導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性。導(dǎo)軌架穩(wěn)定性是施工升降機吊籠上下運行平順的重要影響因素之一。

這種片式附墻結(jié)構(gòu)的附著點基本固定，尤其是兩支撐管2-1之間的開檔尺寸B，其導(dǎo)軌架中心到附著點處的尺寸L也是固定不變或呈單向維度有限范圍內(nèi)變化，適用于垂直式導(dǎo)軌架或傾斜式導(dǎo)軌架但其附著面是平面的施工環(huán)境[2]。對于附著構(gòu)筑物平面不斷變化的工況是不適用的，因其調(diào)整的范圍有限，不利于變截面附著。

在輸電線路的電塔施工環(huán)境中，其導(dǎo)軌架附著的電塔主管是傾斜的圓柱曲面，并且整個主管的橫截面呈下粗上細的變化，意味著每道附墻附著點開檔尺寸B發(fā)生了變化。同時由于電塔主管的主軸是傾斜的，加上附墻附著面為曲面，對附著點位置的精準度要求很高。顯然，片式結(jié)構(gòu)的附墻已經(jīng)不能滿足使用需求。

若針對每道附墻的實際安裝工況進行專項設(shè)計，則需要采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，每道附著可能都不一樣，將會造成設(shè)計、制造上人力、物力資源浪費，也不便管理。

除此外，施工升降機還面臨一種窘狀，即在有限元優(yōu)化分析下，在滿足強度和剛度性能要求上，主體鋼結(jié)構(gòu)尤其是導(dǎo)軌架結(jié)構(gòu)為達到精簡目標，其橫截面呈小型化趨勢發(fā)展[3]。但因為空間需求，吊籠尺寸仍保持不變，因此吊籠相對導(dǎo)軌架的尺寸比值增大。在運行過程中，相比大截面導(dǎo)軌架的施工升降機，小截面的施工升降機的吊籠對導(dǎo)軌架的扭動幅度會大一些，從而降低了乘坐時的舒適感。因此在使用過程中對導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性有了更高的要求。

公司曾在2018年5月研發(fā)了一種具有上、中、下3層空間結(jié)構(gòu)且拆卸輕便，可萬向調(diào)節(jié)式的M型附墻裝置（專利編號為ZL 2018 2 0784665.X），該附墻結(jié)構(gòu)由4根兩端可調(diào)的撐桿組成，每根撐桿兩頭分別設(shè)置了正反牙螺絲，撐桿中間設(shè)置有方便安裝的工藝孔，工藝孔處的鋼管表面還增加貼板進行了強度加強，方便撐桿在安裝時進行長短的調(diào)節(jié)，安裝拆卸方便，同時由于該附墻與標準節(jié)方框通過連桿連接，而連桿與標準節(jié)方框通過螺絲固定，此種結(jié)構(gòu)的附墻對導(dǎo)軌架垂直度的調(diào)整是極為便利的，現(xiàn)場的使用也證明，該附墻結(jié)構(gòu)對于導(dǎo)軌架垂直度的調(diào)整是不可或缺的。

該附墻結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)前后上下左右三維空間無極調(diào)整，便于導(dǎo)軌架垂直度調(diào)整，解決了曲面的附墻附著難題。M型附墻裝置見圖2 。

該結(jié)構(gòu)主要原理：連接耳板1-2，連接座2-2，可調(diào)撐桿3-2，連桿4-2，連接耳板1-2與連接座2-2之間、連接座2-2與可調(diào)撐桿3-2之間、連接座2-2與連桿4-2之間均采用銷軸鉸接。

但是由于附墻兩根連桿之間的B1距離尺寸小，在穩(wěn)定導(dǎo)軌架方面，相對弱了一些。同時四件可調(diào)撐桿3-2，導(dǎo)致安裝時比較繁瑣，影響安裝效率。

為此亟需開發(fā)一種既輕便裝拆，解決電塔施工主管附墻的安裝難題、導(dǎo)軌架垂直度方便調(diào)節(jié)，又能提高導(dǎo)軌架穩(wěn)定性能的附墻附著方法。

2 新型附墻附著技術(shù)

為此，針對以上附墻結(jié)構(gòu)的特點，綜合電力鐵塔的結(jié)構(gòu)特點，研發(fā)了一種新的附墻布置方法，既能快速解決傾斜曲面施工升降機附墻附著定位難題，方便導(dǎo)軌架垂直度調(diào)節(jié)，同時又提高導(dǎo)軌架穩(wěn)定性的新型附墻系統(tǒng)。

2.1 撐桿扣件式附墻

該方法在原調(diào)節(jié)撐桿式的M型附墻裝置基礎(chǔ)上，間隔布置一種撐桿扣件形式的附墻，撐桿扣件式附墻見圖3。該附墻的結(jié)構(gòu)主要有撐桿3-3、轉(zhuǎn)向連接座2-3、雙管扣件4-3組成。

在被附著的建筑物上設(shè)有連接耳板1-3；在撐桿3-3和連接耳板1-3之間安裝轉(zhuǎn)向連接座2-3，該轉(zhuǎn)向連接座確保了撐桿在各角度方向上的調(diào)整；在撐桿3-3與導(dǎo)軌架5-3之間采用雙管扣件4-3連接，雙管扣件具有360度角度旋向功能可滿足連接撐桿3-3和導(dǎo)軌架5-3立管之間不同角度的連接。

在此四撐桿的約束作用下，可確保前述兩連桿B1尺寸過小而造成導(dǎo)軌架扭晃的穩(wěn)定性得到很大的提升。此種四撐桿扣件型式的附墻系統(tǒng)直接附著在標準節(jié)的主管上，增大了與標準節(jié)方框的附著開檔尺寸，對于提高整個導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性起到了決定性的作用。

2.2 附墻安裝布置方案

具體安裝方案如下，在導(dǎo)軌架基礎(chǔ)底座調(diào)平后（確保正面的垂直度），將基礎(chǔ)底座調(diào)到電塔施工所需的角度安裝導(dǎo)軌架，在導(dǎo)軌架升高至第一道附墻位置，采用萬向調(diào)節(jié)式的M型附墻裝置，安裝時只先安裝2根側(cè)可調(diào)撐桿3-2，M型附墻裝置初裝示意圖見圖4。

利用可調(diào)撐桿3-2可調(diào)長度的屬性將導(dǎo)軌架調(diào)整到滿足要求的垂直度和角度，暫不鎖定可調(diào)撐桿3-2的長度。加高導(dǎo)軌架至第3道附墻高度，同理，只先安裝2根側(cè)可調(diào)撐桿3-2，同時調(diào)整導(dǎo)軌架所需的垂直度和角度。按此方法依次安裝奇數(shù)道附墻，待所需高度滿足后，整體微調(diào)導(dǎo)軌架至所需垂直度和角度，并鎖定各可調(diào)撐桿3-2的長度。再安裝每道附墻剩余的兩根可調(diào)撐桿并鎖定各長度，M型附墻裝置圖的可調(diào)撐桿見圖2。

M型附墻裝置安裝完成后，在間隔位置即偶數(shù)道附墻位置處，安裝撐桿扣件形式附墻，撐桿扣件式附墻見圖3。其安裝方案如下：先進行兩側(cè)撐桿的連接固定，撐桿扣件式附墻的安裝步驟圖見圖5，再交叉安裝內(nèi)部兩根撐桿。安裝時，根據(jù)實際需要可調(diào)節(jié)撐桿與導(dǎo)軌架立管的相對位置，以避開可能存在干涉的部件。旋轉(zhuǎn)座2-3的應(yīng)用可確保撐桿進行上下角度調(diào)整，避開各桿件相互之間的干涉。

依此方案安裝所有偶數(shù)道撐桿扣件式附墻。該附墻的設(shè)置，通過增大附墻與導(dǎo)軌架固定點之間的開檔距離，提高了導(dǎo)軌架的抗扭性，增強了導(dǎo)軌架的整體穩(wěn)定性，約束了導(dǎo)軌架兩側(cè)的扭晃空間，對提高導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性有著決定性的幫助。通過項目安裝后的實際使用效果驗證，由于導(dǎo)軌架整體穩(wěn)定性得到了徹底的提高，吊籠運行時導(dǎo)軌架因受吊籠風(fēng)載或偏載而導(dǎo)致的晃扭現(xiàn)象幾乎沒有，導(dǎo)軌架穩(wěn)則吊籠穩(wěn)。吊籠在運行過程中的扭晃得到了徹底的解決，整體運行時乘員的乘員體驗得到了明顯提高。

2.3 附墻安裝效率的提高

根據(jù)鐵塔組立實際工況，項目組通過優(yōu)化施工方案，將導(dǎo)軌架的加節(jié)與附墻系統(tǒng)的安裝準備工作同步進行，所有零部件以能地面安裝絕不高空安裝為原則，改變傳統(tǒng)的安裝方式，為了提高附墻的安裝效率，在地面加節(jié)時，在導(dǎo)軌架上定位好附墻安裝位置，并安裝每種附墻形式所需連接的部件，如M型附墻裝置，可預(yù)先安裝好連桿4-2、旋轉(zhuǎn)座2-2、可調(diào)撐桿3-2等；撐桿扣件式附墻，可預(yù)先安裝上鋼管扣件。通過高空與地面配合的安裝方式，很大程度上避免了高空操作的不便和危險性，消除高空墜物發(fā)生概率，也極大程度地提高了附墻安裝效率[4]，從而提高整機的安裝效率。

3 結(jié)語

此次新型的附墻布置方案，利用調(diào)節(jié)撐桿式M型附墻快速解決電塔施工傾斜曲面附著定位難題，方便調(diào)節(jié)導(dǎo)軌架垂直度和角度，同時利用撐桿扣件式附墻約束導(dǎo)軌架兩側(cè)的扭晃空間，增高了導(dǎo)軌架的整體穩(wěn)定性，對探索類似電塔施工時對傾斜曲面的附著技術(shù)有著重要的意義[5]。

參考文獻

[1] 何懿翔，李世紹，黃俊鳴.可調(diào)角度傾斜式施工升降機研究[J].建筑機械，2022（4）：45-47.

[2] 隰桂吉.可調(diào)角度的傾斜施工升降機[J].建筑機械化，2017，38 （8）：39-40.

[3] 郭本信.關(guān)于施工升降機安裝（維修）時的調(diào)整[J].低碳世界， 2020，10（4）：196-197.

[4] 李樹強.淺析施工升降機技術(shù)發(fā)展方向[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2020（9）：118-119.

[5] 戴小松，劉開揚，羅義生，等.懸掛式施工升降機在超深豎井中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2019，48（16）：98-101.