理论教育 悬吊式作业装备的吊点设计

悬吊式作业装备的吊点设计

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:三吊点作业方式 由于三点确定一个平面,在作业中三吊点作业方式能较好地避免平台在升降过程中发生扭转,对平台起到最佳保护作用。图2-7 钢平台重心示意图下面以U型钢平台采用三吊点作业方式为例,根据最优吊点原则及悬吊平台的结构尺寸来确定吊点的基本位置,并计算平台整体质量以及平台的重心。

悬吊式作业装备的吊点设计

最优吊点的定义:在高处作业平台提升或下降过程中,吊点数最少,且悬吊平台的重心与吊点所形成三角形的形心重合或接近,从而使悬吊平台在运动过程中保持整体的稳定,这样的吊点位置就是最优吊点位置。这也是最优吊点的设计原则[5,6]

合理确定提升点的位置和数量,是平台整体提升施工中一项非常重要的工作,它直接关系到提升结构在提升过程中的稳定性、安全可靠性和施工经济性。国家标准GB 19155—2003规定:钢丝绳吊点距悬吊平台端部的距离应大于悬吊平台全长的1/4,悬挂机构的抗倾翻力矩与额定载重量集中作用在悬吊平台外伸段中心引起的最大倾翻力矩之比不得小于1.5。对于这种长度与宽度两个尺寸比例差异不大的异型平台,若提升运动中各吊点提升机稍有不同步,便会造成平台在水平面内摇摆。同时,为了合理确定平台提升吊点布置方案,考虑活载荷的产生和变化也是一个非常重要的问题。所谓活载荷就是平台载重提升或下降时,作用于某一吊点且随着起吊速度及吊物空间位置的变化而变化的载荷。

目前吊点数量选择主要采用四吊点、三吊点和二吊点的作业方式。它们各自的特点如下:

(1)四吊点作业方式 理论上相同型号的四组提升机具有相同的提升速度,可以保证平台平稳提升或下降,但在实际应用中,由于机械本身原因及偏载,四组提升机很难做到同步升降,就会产生在升降过程中平台空中姿态错误,对提升机工作钢丝绳造成较大的扭转应力,以及就位精度低等问题。

(2)三吊点作业方式 由于三点确定一个平面,在作业中三吊点作业方式能较好地避免平台在升降过程中发生扭转,对平台起到最佳保护作用。目前使用的电气控制箱采用具有同步控制功能的PLC控制提升机的起升同步,很好地解决了调平问题。

(3)二吊点作业方式 二吊点作业方式的缺点是提升机的数量较少,以致每个提升机所承受的提升力增大,虽然降低了无法同步造成的影响,但导致平台在升降中的整体平稳性差,同样使U型平台产生空中姿态错误和就位精度低的问题。

通常吊点数太多就难于同步,吊点增加意味着调平难度增大,二吊点作业时悬吊平台在运动过程中会不稳定,故选定为三吊点提升。因为三个点处在同一平面,故三根工作钢丝绳必然同时受力,所以选用三吊点作业方式较为合理和经济。

确定提升吊点的基本原则主要包括:保证钢平台整体结构受力合理以及提升过程中的稳定性;在保证安全和质量的前提下,尽量减少提升点的数量,满足经济性要求;对提升吊点进行布置时,提升吊点所构成的形状面积越大,平台的抗倾翻性也就越好;各提升吊点的选择应尽量以钢结构中心为对称中心,以钢结构主轴线为对称轴,以保证整个提升过程平稳;各提升吊点的选择应考虑到钢平台结构尺寸,以便于安装架与平台护栏的安装。(www.daowen.com)

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2-7 钢平台重心示意图

下面以U型钢平台采用三吊点作业方式为例,根据最优吊点原则及悬吊平台的结构尺寸来确定吊点的基本位置,并计算平台整体质量以及平台的重心。按照上述情况,根据最优吊点中“吊点所形成多边形的重心应与悬吊平台的重心重合或接近”的原则,确定了三个吊点的分布位置,如图2-7所示。

图2-7中实线为U型平台轮廓,点画线为三吊点形成的三角形,虚线为三吊点形成的三角形的三条中线。由图2-7可知,平台重心在图2-7中的单点画线上,距平台短边2500mm。为保持平台在升降过程中整体稳定,将一个吊点设定在平台短边中点A处,另两个吊点BC设在平台两个长边上,构成了等边三角形ABC。由于三角形的重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2∶1,可得

2500/L=2/3 (2-5)

式中 L——三个吊点形成三角形底边中线的长度。

由此可得L=3750mm。即当平台长边上的两个吊点布置在距离短边平台3750mm处时,三个吊点所形成三角形的形心与悬吊平台的重心重合。钢平台外尺寸要求长边平台为5m,短边平台为3m,所以平台设计为可拆装的结构,即钢平台的短边由两个1500mm长平台组成,长边由一个2500mm长的平台和一个1500mm长的平台组成,护栏高1200mm,长边顶端护栏宽度为1000mm。U口处为两个600mm长的护栏,选择材料为矩形薄壁钢管。为方便连接安装,将安装架设在平台长边上距平台短3500mm处,即钢平台提升吊点分别初步设在短边两个1500mm长的钢平台连接处和两个长边上的2500mm平台和1500mm平台连接处,使得悬吊平台的重心与吊点所形成三角形的形心很接近,从而以保持平台在升降过程中的稳定性。

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