[發明專利]一種土壓平衡盾構機管片起重機的吊具及使用方法

在審

• 申請號: 201710474645.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107188016A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 李術才;李明江;丁萬濤;朱建;劉克奇;史培賀;李學乾;戴尊勇;王煥;賈開民;杜以臣
• 申請（專利權）人: 山東大學;中鐵十四局集團有限公司
• 主分類號: B66C1/10
• 分類號: B66C1/10;E21D11/40
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本發明具體涉及一種大直徑土壓平衡盾構機管片起重機的吊具及使用方法。

背景技術

在近50年的城市地鐵建設中，我國引進、完善、開創了一系列適合中國地質條件、技術條件和經濟條件的地鐵隧道施工方法，已由原來單一的明挖法發展到現在的明挖法、蓋挖法、礦山法、盾構法等多種方法，并已初步形成了專業技術體系。其中因盾構法施工對環境影響小，不受地形、地貌、江河水域等條件限制，以及施工安全、快速等諸多優點，在一大批重要城市和省會城市的新一輪地鐵建設大潮中，得到了廣泛應用，并已成為一種重要的隧道施工方法。而在盾構隧道施工的過程中，管片的運輸與吊裝是極其重要的一環，直接影響著整個工程的施工速度和效率，而管片起重機結構型式的好壞和性能的優劣將直接影響盾構施工能否安全、順利進行。

目前，地鐵盾構施工所使用管片的外徑和內徑分別為6m和5.4m左右，環寬為1.2m-1.5m，管片的重量較輕(一般不超過4t)、體積較小，一般情況下，管片起重機的吊具采用螺桿式，吊裝管片前，先將螺桿安裝到管片上，管片起重機的吊具直接抓住螺桿的外露部分實現吊裝和運輸。螺桿式吊具具有結構簡單、維修方便等優點，在直徑較小的地鐵盾構上廣泛應用，但對于大直徑盾構隧道的管片(外徑超過8.5m)，由于其重量較重(一般超過6t)、尺寸較大，螺桿式吊具安全性降低，一般情況采用真空吸盤式吊具。真空吸盤式吊具主要由吸盤鋼結構、真空泵、密封膠條、傳感器和儀表等部分組成，主要優點是具備一定的安全性，起重重量較大，但由于其自身的結構問題，也具有一定的缺陷，主要包括以下幾個方面：1.吸盤鋼結構的加工精度較高。為了保證真空腔的密封效果，吸盤鋼結構的外弧面必須與管片的內弧面緊密貼合，因此就要求吸盤鋼結構在加工時必須保證一定的精度。2.真空吸盤的結構復雜，故障率高，并且不易維修。3.有一定的安全隱患。真空吸盤的保壓時間一般為30分鐘，一旦無法及時將管片落下，那么極有可能會發生管片的墜落，對于施工安全具有較大的隱患。

綜上所述，需要設計一種結構簡單，便于維護且安全可靠的起重機吊具。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了土壓平衡盾構機管片起重機的吊具及使用方法，該裝置結構簡單、性能可靠，且安全性高。利用該裝置可達到快速高效地運輸管片并且保證施工過程中的安全。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種土壓平衡盾構機管片起重機的吊具，包括鋼結構主體、液壓泵站、2個抓鉤和2個液壓油油缸；沿著管片的寬度方向，在所述的鋼結構主體的兩側各安裝有一個抓鉤，所述的抓鉤通過銷軸與鋼結構主體連接，抓鉤可以繞銷軸旋轉；每個抓鉤通過一個液壓油缸的伸長和縮短來實現兩個抓鉤的開或者合；兩個液壓油缸通過液壓泵站控制。

進一步的，所述的抓鉤左側是單抓鉤，右側是雙抓鉤；所述的右側是指員面對隧道掘進方向時的右側；單、雙抓鉤通過銷軸與鋼結構主體連接起來。

進一步的，在所述的鋼結構主體的下部安裝了2個定位銷，當吊裝管片時，這2個定位銷插到管片內弧面的定位孔上，實現管片的定位和固定。

進一步的，還包括有機械互鎖裝置，在管片起重機吊裝和運輸管片期間，為防止誤操作使機械抓鉤打開，導致管片墜落引發安全事故，在吊具上安裝了抓鉤機械互鎖裝置；在吊裝管片時，機械互鎖裝置將機械抓鉤定位卡住，使其不能打開，即使油缸收縮，也不能打開抓鉤；只有在管片落地后，自動解除互鎖裝置，才能打開機械抓鉤。

進一步的，所述的管片起重機吊具采用遙控操作。

進一步的，在鋼結構主體上安裝一臺液壓泵站和2個液壓油缸，液壓油缸的一端連接在管片起重機的鋼結構主體上，另一端連接在抓鉤上，單、雙抓鉤可以繞銷軸旋轉，通過液壓油缸的伸長和縮短分別實現2個抓鉤的合、開。

本發明的吊具的使用方法如下：

管片運輸到盾構機后配套臺車時沿縱向布置，吊裝管片前，首先打開吊具兩側的抓鉤，使2個抓鉤完全伸開；

管片起重機的主鉤下降，吊具落在管片的內弧面上，此時，吊具的定位銷插入管片的定位孔上；

啟動液壓泵站，伸長2個液壓油缸，使抓鉤收縮到位，此時，2個抓鉤剛好卡在管片的外弧面上，實現了對管片的抓取。

打開機械互鎖裝置，實現對抓鉤的鎖定，防止抓鉤突然打開，管片墜落引發安全事故；

管片起重機主鉤提升，將管片吊運起來，并向前移動到喂片機的后部；

管片運輸到位后，管片起重機的主鉤下降，當管片接近喂片機時，管片起重機逆時針方向旋轉90°，使管片橫向布置，主鉤下降，將管片放置在喂片機上；