一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备的制作方法

本发明属于钢管混凝土拱桥施工，具体涉及一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备。

背景技术：

1、

2、钢管混凝土拱桥上部结构在吊装过程中调节过程复杂，姿态调整难度大；此外，吊装自动化程度低，吊装精度效果差。因此，如何在保证施工安全降低成本的同时，确保拱桥上部结构空中姿态调整准确，吊装智能化程度高成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，包括吊具横梁、智能移动设备、吊钩装置和plc自动控制系统。所述吊具横梁顶部设置热轧普通槽钢，热轧普通槽钢上部设置发电机组，以确保plc自动控制系统正常运行；所述吊具横梁底部设置横移滑轨并于横移设备的滚动滑轮滑动连接，保证智能移动设备在横移轨道上平滑移动；所述吊钩装置通过钢绞绳与智能移动设备连接，保证吊钩装置能够沿吊具横梁垂直方向上下移动；所述plc自动控制系统通过控制元件、无线信号发射器和plc自动控制终端的联合作用共同控制吊构装置和横移设备的行程距离，以达到准确调整拱桥上部结构空中姿态的效果。

3、作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述吊具横梁包括顶部钢板、侧向钢板和底部斜向钢板，三者之间采用矩形钢板焊接，确保吊具横梁的整体稳定性。所述吊具横梁内部焊接横隔板，横隔板沿吊具横梁纵向布置，横隔板左右两边和顶部设置矩形通孔，角钢沿吊具横梁纵向方向贯穿横隔板矩形通孔，并进行焊接。所述吊具横梁的顶部钢板设置吊耳，吊耳中部开设第一吊孔，吊耳左右两边焊接圆形钢板，圆形钢板中心位置开设第二吊孔，第一吊孔和第二吊孔直径相等，吊耳下部与加固钢板进行焊接。所述吊具横梁的顶部钢板上方布设热轧普通槽钢，槽钢上部放置发电机组。所述吊具横梁在发电机组下方采用法兰板进行加固，所述法兰板周围开设螺纹孔，六角头螺栓穿过法兰板周围螺纹孔用锁紧螺母进行栓接，法兰板与锁紧螺母间设置有垫片，法兰盘与吊具横梁采用加劲板进行加固。所述吊具横梁左右两边端部设置横梁挡板，底部设置横移滑轨，滑轨与智能移动设备的滑轮滑动连接。

4、作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述智能移动设备包括横移装置和升降装置，两者通过连接架进行栓接，所述连接架包括连接钢板、连接螺栓和连接螺母；所述横移装置包括横移滑轮，横移滑轮与吊具横梁底部横移滑轨滑动连接。在横移滑轮远离横移滑轨的一侧设置滑轮挡板，滑移挡板与横移转轴连接，带动滑轮沿吊具横梁纵向滑动。横移转轴与u形限位槽采用螺栓进行栓接，螺栓与u形限位槽之间设置垫圈，所述u形限位槽与横移电动机和电气装置进行连接。所述升降装置包括卷筒，卷筒内部有钢绞绳，钢绞绳缠绕在第一滚轮上并通过钢绞绳限位卡固定连接，卷筒两侧设置升降电动机和减速器，当在吊卸重物时，减速器可以保证升降装置匀速吊装。

5、作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述吊钩装置包括吊钩、销轴、第二滚轮和第二滚轮限位机构；所述吊钩开口位置设置吊钩限位卡，保证拱桥上部结构在吊装时不从吊钩开口位置滑落；所述销轴在几何中心位置预留吊钩孔，吊钩穿过吊钩孔进行栓接；所述第二滚轮与升降装置的第一滚轮用钢绞绳连接，在升降装置启动时，吊钩可以沿吊具横梁垂直方向上下移动；所述第二滚轮限位机构开设销轴孔，方便销轴穿过第二滚轮限位机构进行连接。

6、作为优选，本发明更进一步的技术方案是：所述plc自动控制系统包括发电机组、无线信号发射器、plc自动控制终端和控制元件；所述控制元件包括第一行程元件、第二位移元件和第三位移元件，第一行程元件设置在智能移动设备的升降装置底端，并于吊钩装置在同一垂线上，当吊钩装置达到限高时会触碰到第一行程元件时，触发无线信号发射器，无线信号发射器将电信号转化为无线信号后发出“停止”命令，由plc自动控制终端进行接收处理，吊装设备停止工作。第一行程元件内部设有第一红外倾角检测器，可以通过无线信号发射器将拱桥上部结构竖向姿态实时传送至plc自动控制终端，实现拱桥上部结构竖向姿态的智能调整。

7、进一步地，所述第二位移元件和第三位移元件设置在吊具横梁底部的横移滑轨端部，其内部安装有第二红外倾角检测器，可以通过无线信号发射器将吊具横梁的倾角实时传送至plc自动控制终端，以保证吊具横梁始终处于水平状态。当智能移动设备的横移装置移至横移滑轨端部时，触发无线信号发射器，无线信号发射器将电信号转化为无线信号后发出“停止”命令，由plc自动控制终端进行接收处理，吊装设备停止工作。

8、作为优选，本发明还提供了一种plc自动控制系统工作原理程序，在对拱桥上部结构进行吊装时，无线信号发射器将控制元件检测的数据由电信号转化为无线信号，传送至plc自动控制终端，plc自动控制终端对数据进行分析处理后实现智能移动设备的横移装置和升降装置的控制，从而达到调整拱桥上部结构的姿态的目的。

9、进一步地，所述plc自动控制系统工作原理包括主程序和控制程序，控制程序包括上移程序、下移程序、左移程序和右移程序。若要智能移动设备的横移装置左移，需合上主程序开关，发电机组将电源引入至主程序，按下控制程序左移开关，首先左移开关长臂触头断开右移程序，实现按钮互锁；其次左移开关常开触头闭合，左移程序启动；最后，左移程序长臂触头断开右移程序的同时，左移程序常开触头闭合，横移电动机转动，横移装置向左移动。

10、进一步地，在对拱桥上部结构进行吊装时，需对智能移动设备的行程进行控制，保证横移装置和升降装置在限定行程内准确运行，保证智能吊装设备设备安全。当吊钩装置运转至限定高度时，撞击智能移动设备的第一行程元件，无线信号发射器将第一行程元件的信息立即发送至plc自动控制终端，左移程序第一行程元件开关触头上移，横移电动机脱离交流电源，横移装置停止运行。

11、本发明提出的一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，采用上述技术方案，具有如下有益效果：

12、1、一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备对施工人员要求较低，操作简单，可靠性高，且能够满足拱桥上部结构不同角度变化的吊装，吊装精度高，可以极大提高吊装效率，缩短施工工期，节约成本。

13、2、一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备吊具横梁采用钢结构拼装而成，具有结构强度高、稳定性强，施工安全系数高，风险低的优点。

14、3、一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备智能化、信息化程度高，本发明通过无线信号发射器将拱桥上部结构姿态传送至自动控制终端，实现对拱桥上部结构姿态的实时调整，具有较高的社会效益和较好的推广前景。

技术特征：

1.一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，包括吊具横梁、智能移动设备、吊钩装置和plc自动控制系统；所述吊具横梁顶部设置热轧普通槽钢，热轧普通槽钢上部设置发电机组，以确保plc自动控制系统正常运行；所述吊具横梁底部设置横移滑轨并于横移设备的滚动滑轮滑动连接，保证智能移动设备在横移轨道上平滑移动；所述吊钩装置通过钢绞绳与智能移动设备连接，保证吊钩装置能够沿吊具横梁垂直方向上下移动；所述plc自动控制系统通过控制元件、无线信号发射器和plc自动控制终端的联合作用共同控制吊构装置和横移设备的行程距离，以达到准确调整拱桥上部结构空中姿态的效果。

2.根据权利要求1所述的一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，其特征在于：所述吊具横梁包括顶部钢板、侧向钢板和底部斜向钢板，三者之间采用矩形钢板焊接，确保吊具横梁的整体稳定性。所述吊具横梁内部焊接横隔板，横隔板沿吊具横梁纵向布置，横隔板左右两边和顶部设置矩形通孔，角钢沿吊具横梁纵向方向贯穿横隔板矩形通孔，并进行焊接。所述吊具横梁的顶部钢板设置吊耳，吊耳中部开设第一吊孔，吊耳左右两边焊接圆形钢板，圆形钢板中心位置开设第二吊孔，第一吊孔和第二吊孔直径相等，吊耳下部与加固钢板进行焊接。所述吊具横梁的顶部钢板上方布设热轧普通槽钢，槽钢上部放置发电机组。所述吊具横梁在发电机组下方采用法兰板进行加固，所述法兰板周围开设螺纹孔，六角头螺栓穿过法兰板周围螺纹孔用锁紧螺母进行栓接，法兰板与锁紧螺母间设置有垫片，法兰盘与吊具横梁采用加劲板进行加固。所述吊具横梁左右两边端部设置横梁挡板，底部设置横移滑轨，滑轨与智能移动设备的滑轮滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，其特征在于：所述智能移动设备包括横移装置和升降装置，两者通过连接架进行栓接，所述连接架包括连接钢板、连接螺栓和连接螺母；所述横移装置包括横移滑轮，横移滑轮与吊具横梁底部横移滑轨滑动连接。在横移滑轮远离横移滑轨的一侧设置滑轮挡板，滑移挡板与横移转轴连接，带动滑轮沿吊具横梁纵向滑动。横移转轴与u形限位槽采用螺栓进行栓接，螺栓与u形限位槽之间设置垫圈，所述u形限位槽与横移电动机和电气装置进行连接。所述升降装置包括卷筒，卷筒内部有钢绞绳，钢绞绳缠绕在第一滚轮上并通过钢绞绳限位卡固定连接，卷筒两侧设置升降电动机和减速器，当在吊卸重物时，减速器可以保证升降装置匀速吊装。

4.根据权利要求1所述的一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，其特征在于：所述吊钩装置包括吊钩、销轴、第二滚轮和第二滚轮限位机构；所述吊钩开口位置设置吊钩限位卡，保证拱桥上部结构在吊装时不从吊钩开口位置滑落；所述销轴在几何中心位置预留吊钩孔，吊钩穿过吊钩孔进行栓接；所述第二滚轮与升降装置的第一滚轮用钢绞绳连接，在升降装置启动时，吊钩可以沿吊具横梁垂直方向上下移动；所述第二滚轮限位机构开设销轴孔，方便销轴穿过第二滚轮限位机构进行连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备，其特征在于：所述plc自动控制系统包括发电机组、无线信号发射器、plc自动控制终端和控制元件；所述控制元件包括第一行程元件、第二位移元件和第三位移元件，第一行程元件设置在智能移动设备的升降装置底端，并于吊钩装置在同一垂线上，当吊钩装置达到限高时会触碰到第一行程元件时，触发无线信号发射器，无线信号发射器将电信号转化为无线信号后发出“停止”命令，由plc自动控制终端进行接收处理，吊装设备停止工作。第一行程元件内部设有第一红外倾角检测器，可以通过无线信号发射器将拱桥上部结构竖向姿态实时传送至plc自动控制终端，实现拱桥上部结构竖向姿态的智能调整。

6.根据权利要求5所述的plc自动控制系统，其特征在于：所述第二位移元件和第三位移元件设置在吊具横梁底部的横移滑轨端部，其内部安装有第二红外倾角检测器，可以通过无线信号发射器将吊具横梁的倾角实时传送至plc自动控制终端，以保证吊具横梁始终处于水平状态。当智能移动设备的横移装置移至横移滑轨端部时，触发无线信号发射器，无线信号发射器将电信号转化为无线信号后发出“停止”命令，由plc自动控制终端进行接收处理，吊装设备停止工作。

7.根据权利要求5所述的plc自动控制系统，其工作原理在于：在对拱桥上部结构进行吊装时，无线信号发射器将控制元件检测的数据由电信号转化为无线信号，传送至plc自动控制终端，plc自动控制终端对数据进行分析处理后实现智能移动设备的横移装置和升降装置的控制，从而达到调整拱桥上部结构的姿态的目的。

8.根据权利要求7所述的plc自动控制系统工作原理，其特征在于：所述plc自动控制系统工作原理包括主程序和控制程序，控制程序包括上移程序、下移程序、左移程序和右移程序。若要智能移动设备的横移装置左移，需合上主程序开关，发电机组将电源引入至主程序，按下控制程序左移开关，首先左移开关长臂触头断开右移程序，实现按钮互锁；其次左移开关常开触头闭合，左移程序启动；最后，左移程序长臂触头断开右移程序的同时，左移程序常开触头闭合，横移电动机转动，横移装置向左移动。在对拱桥上部结构进行吊装时，需对智能移动设备的行程进行控制，保证横移装置和升降装置在限定行程内准确运行，保证智能吊装系统设备安全。当吊钩装置运转至限定高度时，撞击智能移动设备的第一行程元件，无线信号发射器将第一行程元件的信息立即发送至plc自动控制终端，左移程序第一行程元件开关触头上移，横移电动机脱离交流电源，横移装置停止运行。

技术总结
一种用于拱桥上部结构空中姿态调整及智能吊装设备包括吊具横梁、智能移动设备、吊钩装置和PLC自动控制系统。所述吊具横梁包括顶部钢板、侧向钢板和底部斜向钢板，在吊具横梁上方设置吊耳，内部焊接横隔板，底部设置横移滑轨，滑轨与智能移动设备的滑轮滑动连接，吊具横梁采用钢结构拼装而成，具有结构强度高、稳定性强，施工安全系数高，风险低的优点；所述智能移动设备包括横移装置和升降装置，两者通过连接架进行栓接，通过横移装置和升降装置的联合作用，达到拱桥上部结构姿态实时调整的效果；所述吊钩装置包括吊钩、销轴、第二滚轮和第二滚轮限位机构；所述PLC自动控制系统包括发电机组、无线信号发射器、PLC自动控制终端和控制元件；在进行拱桥上部结构吊装时，无线信号发射器可将电信号转化为无线信号传送至PLC自动控制终端进行处理分析，智能化、信息化程度高，具有较高的社会效益和较好的推广前景。

技术研发人员：梁胜阳,聂建,张耀阳,王美望,王海海,房鹏帅,王春光,白文东
受保护的技术使用者：中交二公局第四工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23