大中型钢结构杠杆式重复使用地锚 所属技术领域
本发明涉及用于起重安装工程的地锚,能重复使用的钢结构杠杆式地锚。
背景技术
地锚是拉载受力的重要设施,广泛用于起重安装作业,随着国民经济和吊装技术的发展,要求地锚的受力越来越大,目前公知的大中型地锚用钢筋混凝土浇筑,设计规范表明:混凝土的重量要等于设计拉力,即:980KN的地锚要用100t重的混凝土(摘自机械设备安装手册),(本案地锚举例拉力统一为980KN,俗称100t)
地锚在同一地方重复使用的概率几乎为零。由于造价高,丢弃后浪费惊人(安装1台起重量600t龙门吊的地锚所需钢筋混凝土2763t,造价300万(摘自大连造船重工安装资料),人们一直渴望改革消耗大量人力财力的公知地锚。
【发明内容】
本申请利用钢结构的特点和杠杆原理,使需要创造的动臂力成倍减小。容易得到,可就地利用的支点力成倍增加,来获取成正比增加的摩擦力。(地锚所需拉力)
本发明设计成统一的机型,适合所有常规地质,创造动力臂的力,选择性强,应用的方法有三种:
1、重力加压法
(1)老企业,钢材多,如钢板,园钢,工字钢等,也可向地区扩散租赁。只要操作上便利,经济上合算。如租借钢厂的钢锭。
(2)松散物料,来源更广泛,备有组合式箱体盛放。如矿石、石子、黄沙乃至粘土,用后收回,如用粘土更是就地取舍,不会与混凝土地锚一样,用完后废弃。(如遇建设需要,还要消耗巨额拆除费)
2、打桩法
桩有很大的抗压力,也有相等的抗拔力,由于动臂力只有200KN左右,取2倍安全系数也只有400多KN,本案所用之桩,以小为原则,设计载量98KN左右,以利施工(打入和拔出),打入首选自制落锤,拔出用吊车,在大型的施工企业,要处理小小地钢桩是很容易的,施工成本也很低。
3、膨胀螺杆固定法和螺杆插入粘接法
现代钻孔,膨胀粘接技术为此法创造了有利条件,它们的可靠性也被人们接爱,螺杆主要根据载体的强度体积来确定大小、深度。
注:以上三种方法可交替使用,互补不足。如重物数量不足,可增加松散物箱加压,也可打入桩增加拔力和水平拉力。如设计拉力超出现成的杠杆式地锚的拉力,为节省成本,可串联或平联应用,一个不够用二个,二个不够用三个。以此类推。
有益效果
1、构件用钢材制造,重量轻,强度高,设计灵活。用组合装配式,便于搬运、安装,磨损率低,保养得当,能长期使用。
2、测试容易,安全性强,由于受力简单明了,操作性强,可用带表液压千斤顶测试动力荷载,杠杆式地锚系统安装后可按设计夹角,拉力,模拟测试。如固定桅杆的地锚,大扩张都是对称分佈,在二地锚之间,用滑车组或液压提升器(一种新颖拉载工艺)相互作用,(用支撑调正受力夹角符合设计角度),一次可测二个地锚的安全载量。
3、成本低,经济和社会效益显著
980KN钢结构杠杆式地锚用钢量约10t。材料价4万元,制作费3万元,以上二项按使用10次分摊。(制作大于或小于980KN的地锚,可按以上比例估算。)
980KN杠杆式地锚每次使用成本核算:
(1)成本费:
(2)运输费(按吨/公里1元,平均500公里计)=10000元
(3)安装、拆装、调试费=3000元
共计约20000元
980KN混凝土地锚造价100000元左右。(还不包括可能的拆除费)产出比为1∶5。间接节约的能耗和社会效益更加显著。
附图说明:
下面结合附图对发明进一步说明
图1是980KN拉力,与地面成30°的地锚受力分析图,O、O3、O2钢筋混凝土地锚受力图,根据30°角的特性,Q=980KN(缆绳受力),B=848KN(水平分力)C=490KN(向上分力)。
三角形O、O1、O2是利用杠杆原理,形成新的三角形缆绳受力图。T=Q=980KN,O(杠杆支点),O-O1(1200)(杠杆重臂),O-O2(4200)(杠杆动臂)比值:1∶3.5通过计算:
S=202KN(sinβ12°)(缆绳小于原设计30°形成向上的分力)
G=2766KN(B×3.5-S)(对地面产生的压力)
A=242KN(B3.5),]]>(动臂力)
W=1247KN(G×摩擦系数夯实干土加碎石橡胶垫取0.45)大于水平B力1.46倍
图2:钢结构杠杆式重力加压法地锚。
1受载横梁(用箱体装物加压,增加停放面积使箱体保持平稳),2盛松散物的箱体,3螺杆,增加横梁,通过螺杆连接4,(载梁),5加强联接板,6拉杆,7卸扣孔(受力点),8受力连接板,9重臂,10杠杆,11支腿,12抗压钢结构垫板,13抗摩橡胶输送带,14止动碰头,15连接螺孔,(如用桩加强载荷,桩按螺孔位置打入,孔上加压板,用螺杆与桩连接,也称预留孔,视需而定),16手孔,(安装螺杆用),17连接螺杆,18松散物料。
图3:钢结构杠杆式桩载地锚
1压板,2螺杆,3钢桩,三者通过螺杆连接,将桩的抗拔力传给承载梁4,序号5——17的名称和作用与图2说明相同,18保险桩。(根据地质地理情况而定)
图4、钢结构杠杆式岩石地锚
1压板,2膨胀螺杆,3岩石载体,三者通过膨胀螺杆连接,将岩石的重量传给承载梁4,序号5——17的名称和作用与图2说明相同,18找平用C30的钢筋混凝土,19找平素混凝土,20保险膨胀螺杆。(需特殊处理的地锚和受力夹角大于30°的地锚使用。)