地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)及其仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水電施工領(lǐng)域，特別是一種地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)及其仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水電站地下式廠房包括洞室內(nèi)的大型橋機(jī)、壓力鋼管、鋼閘門(mén)在吊裝時(shí)，由于受到洞室內(nèi)有效空間的制約限制，大型起重機(jī)械無(wú)法布置和吊裝。需要采用特殊的吊裝方式。
[0003]由于吊裝系統(tǒng)的各個(gè)部件在洞室內(nèi)布置上存在復(fù)雜的空間關(guān)系，且吊裝系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件受力大、被吊裝設(shè)備在上下起吊時(shí)的極限位置要求非常嚴(yán)、要求互相之間的配合確保精確，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)決定了起重吊裝關(guān)鍵設(shè)備例如卷?yè)P(yáng)機(jī)、動(dòng)、定滑輪組的選型、以及吊裝的工作效率，故有必要首先進(jìn)行該系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，以獲得相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，確保實(shí)際吊裝時(shí)的一次成功。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)及其仿真方法，可以解決地下廠房洞室內(nèi)大型結(jié)構(gòu)件的吊裝，并能夠在吊裝前進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)際吊裝順利。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)，在地下廠房洞室的廠房地面設(shè)置第一卷?yè)P(yáng)機(jī)和第二卷?yè)P(yáng)機(jī)，在地下廠房洞室的頂部設(shè)有第一天錨和第二天錨，第一天錨上設(shè)有第一定滑輪組，第二天錨上設(shè)有第二定滑輪組；
在鋼閘門(mén)上設(shè)有第一動(dòng)滑輪組和第二動(dòng)滑輪組，第一卷?yè)P(yáng)機(jī)的第一鋼絲繩繞過(guò)第一定滑輪組和第一動(dòng)滑輪組后，端頭固定連接，第二卷?yè)P(yáng)機(jī)的第二鋼絲繩繞過(guò)第二定滑輪組和第二動(dòng)滑輪組后，端頭固定連接。
[0006]所述的第一天錨和第二天錨位于鋼閘門(mén)軌道的上方。
[0007]一種用于上述的地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)的仿真吊裝方法，包括以下步驟:
一、根據(jù)地下廠房洞室的實(shí)際情況建造三維模型；
二、將卷?yè)P(yáng)機(jī)、天錨、定滑輪組、動(dòng)滑輪組和鋼閘門(mén)建造成三維模型；
三、對(duì)地下廠房洞室、卷?yè)P(yáng)機(jī)、天錨、定滑輪組、動(dòng)滑輪組、鋼閘門(mén)、鋼閘門(mén)軌道的三維模型按照施工方案進(jìn)行布置，形成整個(gè)吊裝系統(tǒng)裝配體；
四、開(kāi)啟機(jī)械仿真設(shè)計(jì)軟件，在吊裝系統(tǒng)裝配體中，將卷?yè)P(yáng)機(jī)、定滑輪組、動(dòng)滑輪組和鋼閘門(mén)設(shè)定為運(yùn)動(dòng)模型，將地下廠房洞室、天錨和鋼閘門(mén)軌道設(shè)定為靜止模型；
五、設(shè)置各個(gè)部件之間的約束；
六、設(shè)置各傳動(dòng)部件間的耦合條件以替代鋼絲繩的柔性連接；
七、運(yùn)行仿真計(jì)算器，得到各部件的物理、運(yùn)動(dòng)參數(shù)； 通過(guò)以上步驟實(shí)現(xiàn)地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)仿真吊裝。
[0008]優(yōu)選的方案中，在步驟二中，將卷?yè)P(yáng)機(jī)、天錨、定滑輪組、動(dòng)滑輪組和鋼閘門(mén)的屬性確定為金屬材料的牌號(hào)和密度。
[0009]優(yōu)選的方案中，在步驟三中，檢查整個(gè)裝配體，對(duì)于各個(gè)部件在空間相互關(guān)系上不正確的位置進(jìn)行調(diào)整。
[0010]優(yōu)選的方案中，在步驟五中，約束條件為:卷?yè)P(yáng)機(jī)輥筒軸與軸承座孔配合為旋轉(zhuǎn)副約束；
定滑輪組與天錨2為固定副約束；
定滑輪組與其軸孔為旋轉(zhuǎn)副約束；
動(dòng)滑輪組與其軸孔位旋轉(zhuǎn)副約束；
動(dòng)滑輪組與鋼閘門(mén)吊耳孔位固定副約束；
鋼閘門(mén)與鋼閘門(mén)軌道的結(jié)合面為移動(dòng)副約束。
[0011]優(yōu)選的方案中，在步驟六中，設(shè)置卷?yè)P(yáng)機(jī)旋轉(zhuǎn)副與定滑輪組旋轉(zhuǎn)副之間的耦合關(guān)系為 1:1.5357 ；
設(shè)置定滑輪組旋轉(zhuǎn)副與動(dòng)滑輪組旋轉(zhuǎn)副之間的耦合關(guān)系為1:1。
[0012]優(yōu)選的方案中，設(shè)置動(dòng)滑輪組旋轉(zhuǎn)副與鋼閘門(mén)和鋼閘門(mén)軌道移動(dòng)副之間的耦合關(guān)系為:1.5357:0.625。
[0013]優(yōu)選的方案中，設(shè)置鋼閘門(mén)重力加速度為9.8lmm/s2ο
[0014]在步驟六之后，添加裝配體各個(gè)部件的質(zhì)量屬性。
[0015]本發(fā)明提供的一種地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)及其仿真吊裝方法，通過(guò)采用多個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)配合天錨和滑輪組協(xié)同工作的方式，實(shí)現(xiàn)了在空間狹窄的地下廠房洞室內(nèi)進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)件，例如鋼閘門(mén)的吊裝。本發(fā)明的方法利用普通的機(jī)械仿真軟件建造三維模型；設(shè)置各個(gè)傳動(dòng)部件之間的約束；設(shè)置各個(gè)傳動(dòng)、運(yùn)動(dòng)部件之間的耦合條件替代鋼絲繩的柔性連接；添加裝配體各個(gè)部件的質(zhì)量屬性；得到各部件的物理、運(yùn)動(dòng)參數(shù)；實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)仿真吊裝。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在普通的機(jī)械仿真軟件上通過(guò)各傳動(dòng)部件間的耦合設(shè)置實(shí)現(xiàn)鋼絲繩柔性連接，以替代專(zhuān)用的起重吊裝仿真軟件，實(shí)現(xiàn)在空間狹窄的地下廠房洞室內(nèi)進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)件的吊裝仿真，并根據(jù)獲得的物理、運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)吊裝風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估、排查，消除潛在危險(xiǎn)。在吊裝前仿真吊裝計(jì)算，得到各個(gè)部件之間的各種參數(shù)，同時(shí)根據(jù)仿真時(shí)間可獲得實(shí)際吊裝時(shí)間、步驟，從而精確控制整個(gè)施工進(jìn)度。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明起吊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:第一卷?yè)P(yáng)機(jī)1，第二卷?yè)P(yáng)機(jī)I’，第一天錨2，第二天錨2’，第一定滑輪組3，第二定滑輪組3’，第一動(dòng)滑輪組4，第二動(dòng)滑輪組4’，鋼閘門(mén)5，鋼閘門(mén)軌道6，地下廠房洞室7，第一鋼絲繩8，第二鋼絲繩8’。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:
一種地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)，在地下廠房洞室8的廠房地面設(shè)置第一卷?yè)P(yáng)機(jī)I和第二卷?yè)P(yáng)機(jī)I’，在地下廠房洞室8的頂部設(shè)有第一天錨2和第二天錨2’，天錨2通過(guò)錨桿固定于地下廠房洞室7的弧形拱頂起吊中心軸線上，第一天錨2上設(shè)有第一定滑輪組3，第二天錨2’上設(shè)有第二定滑輪組3’ ；
在鋼閘門(mén)5上設(shè)有第一動(dòng)滑輪組4和第二動(dòng)滑輪組4’，兩個(gè)動(dòng)滑輪組分別固定于鋼閘門(mén)左右2個(gè)吊耳上，第一卷?yè)P(yáng)機(jī)I的第一鋼絲繩8繞過(guò)第一定滑輪組3和第一動(dòng)滑輪組4后端頭被固定連接，第二卷?yè)P(yáng)機(jī)I’的第二鋼絲繩8’繞過(guò)第二定滑輪組3’和第二動(dòng)滑輪組4’后端頭被固定連接。鋼閘門(mén)由安裝間平臺(tái)高程處起吊，再下放入鋼閘門(mén)門(mén)槽軌道內(nèi)進(jìn)行安裝擋水。在本例中根據(jù)鋼閘門(mén)的重量，鋼絲繩的端頭有多種固定方式，可以是固定在動(dòng)滑輪組上，也可以是固定在定滑輪組上。本例中的吊裝系統(tǒng)也可以用于其他大型構(gòu)建物的吊裝，例如鋼閘門(mén)軌道6配件的吊裝。
[0020]所述的第一天錨2和第二天錨2’位于鋼閘門(mén)軌道6的上方。
[0021]實(shí)施例2:
一種用于上述的地下洞室內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)天錨滑輪吊裝系統(tǒng)的仿真吊裝方法，包括以下步驟:
一、根據(jù)地下廠房洞室7的實(shí)際情況建造三維模型；優(yōu)選的，采用1:1進(jìn)行實(shí)體建模；
二、將卷?yè)P(yáng)機(jī)、天錨、定滑輪組、動(dòng)滑輪組和鋼閘門(mén)建造成三維模型；優(yōu)選的，將卷?yè)P(yáng)機(jī)、天錨、定滑輪組、動(dòng)滑輪組和鋼閘門(mén)的屬性確定為金屬材料的牌號(hào)和密度。
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