大直径混凝土管吊装夹具研究

赵文俊 刘旭

摘要：混凝土管是用混凝土或钢筋混凝土制作的管子，用于输送水、油、气等流体，按混凝土管内径的不同，可分为内径400毫米以下的小直径管，内径400～1400毫米的中直径管和内径1400毫米以上大直径管，通常在铺设安装时，需要吊装混凝土管，吊装混凝土管时需要夹持混凝土管的夹具。结合泾河二街南段施工现场的实际情况雨水管道采用直径3000的大直径管道和以往大直径管吊装相关经验技术，项目积极研究更具不同的吊装直径发明一种可调节的混凝土管吊装家具，有效的控制了混凝土吊装的进度并且大大提高了吊装的安全性。

关键词：吊装夹具;大直径管道;拼装精度;安全性

1 引 言

域市排水工程是市政道路排水工程的重要组成部分。排水管道的密闭性是评价排水工程使用性能的一个重要指标，直接影响着管道的功能发挥，因此排水管道密闭性的改善和提高一直是排水管道施工中的关键按照传统工艺施工，钢筋混凝土管安装后经常发生管道管口被吊装过程中的钢丝绳磁破，管口凿毛不彻底、砂浆脱落、裂缝，管道接空、漏水及闭水不合格等现象。其中，管道接口不严密时，在水流冲刷下，容易在管道周围形成空洞，进而发生沉陷。以往在钢筋混凝土管道吊装施工时，通常使用穿心吊或捆绑吊法进行。当使用穿心吊时，泥凝土管口处易被钢丝绳损坏，且安管时，为了使于摘取钢丝绳，通常会在管道接口处留设较大缝隙，而使用捆绑吊时，则可以解决管口缝隙的控制问题。

2 工程概况

泾河二街南段道路南北走向，雨水管道采用单排布设，雨水管位于路中线西侧13.5m。雨水干管按照泾河新城雨水专项规划设计，起自泾河大道与泾河二街平交口现状雨水管，自北向南排入南侧规划d3000雨水管道，最终排入泾河。设计雨水管道管径d3000mm，总长度888.3m，雨水開挖最大深度可达8m。

3 吊具构成

为了改善钢管吊装稳定性较低的问题，项目组织相关人员发明一种大直径混凝土管用吊装夹具，包括插入筒、两个上限位板和两个下限位板，插入筒上固定连接有挂钩，插入筒外壁与混凝土管一端周向抵接;两个上限位板关于插入筒长度方向的轴线正对设置，且与混凝土管外壁抵接，两个上限位板分别连接有用于固定上限位板位置的固定组件，固定组件和插入筒连接;两个下限位板关于插入筒长度方向的轴线正对设置，且与混凝土管内壁抵接，两个下限位板分别连接有用于固定下限位板位置的定位组件，定位组件和插入筒连接。

4 吊具原理

通过采用上述技术方案，插入筒的设置，使得插入筒外壁一周均可以与混凝土管抵接，则混凝土管在被吊装时，混凝土管的周向均可以被插入管支持，则不仅吊装的稳定性高，且吊装过程难以破坏混凝土管内部材料的部分区域力学性质;上限位板与下限位板的设置，使得混凝土管的管壁可以同时被上限位板与下限位板夹紧，则混凝土管被上限位板与下限位板同时夹持时，吊装的稳定性较高。插入筒呈喇叭状;两个上限位板均和插入筒滑动连接，且滑动方向为沿插入筒筒壁的直线方向。

通过采用上述技术方案，呈喇叭状的插入筒设计，使得插入筒可以适用于任何大直径混凝土管的支持，上限位板与插入筒的滑动连接，使得上限位板也可以配合下限位板适用于任何大直径管的夹持，则此吊装夹具可以适用于任何大直径管的夹持，且夹持稳定性较高。

插入筒的筒壁内开设有两个滑动槽，滑动槽从插入筒口径较小一端向插入筒口径较大一端延伸;上限位板下方固定连接有滑动块，滑动块位于滑动槽内;滑动槽背离上限位板一侧开设有开口，滑动块通过开口和固定组件连接。滑动槽与滑动块的设置，使得上限位板可以通过滑动块在滑动槽内滑动，从而改变上限位板本身的位置与高度，以适用于不同厚度管壁的夹持，且由于滑动块被滑动槽限位，使得滑动块在滑动槽内滑动时难以晃动，从而与滑动块连接的上限位板难以晃动，上限位板与下限位板对混凝土管的管壁夹持较稳定。

固定组件包括竖直固定杆与水平固定杆，竖直固定杆一端与滑动块固定连接，另一端与水平固定杆固定连接;两个水平固定杆之间连接有用于驱动两个水平固定杆相互靠近或远离的双向丝杠。

水平固定杆作为两个竖直固定杆与双向丝杠的中间连接体，双向丝杠可以改变两个水平固定杆之间的距离，从而间接改变两个上限位板之间的距离，使得上限位板与混凝土管的管外壁紧密贴合，工作人员仅通过对双向丝杠的控制就可以对两个上限位板进行控制。

双向丝杠包括左丝杠、右丝杠和套筒，左丝杠的长度方向、右丝杠的长度方向和套筒的长度方向与两个滑动块的连接线重合，左丝杠一端与水平固定杆固定连接，右丝杠一端与另一水平固定杆固定连接，套筒套于左丝杠和右丝杠上，并与左丝杠、右丝杠螺纹连接。

套筒的设置，使得工作人员通过转动套筒，可以控制左丝杠与右丝杠伸出与缩进套筒，从而间接控制两个正对的上限位板相互靠近或远离，使得两个上限板可以和下限位板协同作用，共同夹紧混凝土管。

两个水平固定杆之间设置有导向杆，导向杆与两个水平固定杆滑动连接。通过采用上述技术方案，导向杆的设置，一方面来说，可以对两个水平固定杆进行导向，使得两个水平固定杆始终保持平行，则与水平固定杆间接连接的上限位板稳定性较高;另一方面来说，导向杆可以辅助双向丝杠，使得导向杆与双向丝杠共同作用，以对上限位板进行更稳定的支持。

下限位板包括水平段与倾斜段，水平段与倾斜段固定连接，水平段与上限位板平行;倾斜段位于水平段靠近插入筒小口径一端，倾斜段倾斜设置，且倾斜方向向插入筒长度方向的轴线处延伸。

水平段的设置，使得水平段可以抵接混凝土管的内壁，则水平段与上限位板共同为混凝土管进行限位;倾斜段的设置，使得工作人员将插入筒插入混凝土管时，倾斜段首先抵接混凝土管的端部，则倾斜段顺着混凝土管的端部滑入混凝土管中，从而水平段也同时进入混凝土管内壁，使得工作人员无需手动调整下限位板的位置。

定位组件包括连接杆和压簧，连接杆设置为两个，两个连接杆分别穿出插入筒，并和水平段固定连接;压簧一端与一个连接杆固定连接，压簧另一端与另一连接杆固定连接。

定位组件的设置，使得下限位板可以根据混凝土管的直径改变自身的位置，压簧的弹性作用力会使得两个连接杆推动下定位板与混凝土管内壁紧密抵接，下定位板还可以通过压簧实现自动定位，简单便捷。

定位组件包括伸缩杆，伸缩杆一端与一个连接杆固定连接，伸缩杆另一端与另一连接杆固定连接，压簧套设于伸缩杆外。

伸缩杆的设置，使得伸缩杆可以跟随两个连接杆的位置变化进行伸缩，伸缩杆也可以为压簧进行导向，使得压簧自身的稳定性较高，不易弯折，则两个连接杆随着压簧而运动时，连接杆的运动稳定性较高。

5  设计简图及说明

工作人员准备将大直径混凝土管8吊起时，首先将两个插入筒1分别插入混凝土管8两端，上限位板2会被推动而滑动，上限位板2带动滑动块21、竖直固定杆41与水平固定杆42滑动，插进插入筒1的同时转动套筒53，套筒53的轉动使得左丝杠51和右丝杠52伸出套筒53;同时，倾斜段32碰到混凝土管8的端部，倾斜段32带动连接杆61向混凝土管8长度方向的轴线靠近，压簧62被两个连接杆61压缩，伸缩杆63缩短，待倾斜段32进入混凝土管8内后，水平段31继续进入混凝土管8内，则压簧62的弹性作用力推动水平段31挤压混凝土管8内壁;待上限位板2完全插入混凝土管8壁上时，不再转动套筒53，上限位板2被定位，水平段31与上限位板2同时将混凝土管8壁夹紧;最后将吊绳挂于挂钩12上，将混凝土管8吊装起来。

6 技术效果

插入筒的设置，使得插入筒外壁一周均可以与混凝土管抵接，上限位板与下限位板的设置，使得混凝土管的管壁可以同时被上限位板与下限位板夹紧，则吊装的稳定性较高;呈喇叭状的插入筒设计，使得插入筒可以适用于任何大直径混凝土管的支持，上限位板与插入筒的滑动连接，使得上限位板也可以配合下限位板适用于任何大直径管的夹持;定位组件的设置，使得下限位板可以根据混凝土管的直径改变自身的位置，下定位板还可以通过压簧实现自动定位，简单便捷。

7 结语

钢筋混凝土管道夹具吊具解决了管口处易被钢丝绳损坏、管口缝隙的控制、工人频繁的摘挂钢丝绳、难以摘取、管口毛效率低、抹带砂浆强度低、砂浆与管道结合不紧密及渗水等一系列问题，提高了钢筋混凝土管道接口的稳定性和完好性，保证了管道的也避免了因管道渗漏引起路面塌陷、管道闭水堵头忘记拆除而使管道堵塞等现象的发生，达到了良好的闭水效果。同时此吊装工具的推广也大大提高了工作效率保障人员安全，该工具在今后的市政工程钢筋混凝土管安装施工中具有广阔的应用空间和推广价值。

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