CN111535318B - 逆作法钢管柱精确安装与调整装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工领域，具体公开了一种逆作法钢管柱精确安装与调整装置，包括设置在桩孔处带有空腔的定位架，空腔左右侧壁上均滑动连接有滑块，空腔的前侧壁上固定有第一液压缸；滑块之间固定有横杆，横杆上滑动连接有定位块，滑块侧壁上固定有第一液压缸；定位块上开设有圆孔，圆孔中设置有调垂结构，调垂结构包括第一环形块，第一环形块侧边固定有第一连接杆，定位块上开设有凹槽；第一环形块内第二环形块，第二环形块的侧边固定有第二连接杆；第二环形块上固定有第三环形块；桩孔内设置有第四环形块，第四环形块上固定有滑动有第三液压缸的环形轨道；本发明的目的在于解决逆作法支撑柱的垂直度精度不高、柱顶标高误差大的问题。

Description

逆作法钢管柱精确安装与调整装置及使用方法

技术领域

本发明涉及建筑施工的技术领域，具体公开了一种逆作法钢管柱精确安装与调整装置及使用方法。

背景技术

随着我国综合国力的跨越式发展，城市建设方兴未艾，而受土地稀缺性的限制，在城市建设中，地下空间的开发与利用正越来越受到重视。逆作法施工由于其鲜明的优点在地下空间的开发利用中正被广泛的采纳和使用。作为逆作阶段的承重结构，逆作法支撑柱施工质量至关重要。但长期以来，逆作法支撑柱的垂直度、标高及柱位置控制始终是困扰施工界的一个难题。但是，现有的调垂方式是通过前后四个角度推动达到调节目的，其调节的方位固定，调垂的范围小，导致调垂精度不高、施工效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逆作法钢管柱精确安装与调整装置及使用方法，以解决逆作法支撑柱的垂直度精度不高、标高与位置误差大的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种逆作法钢管柱精确安装与调整装置，包括设置在桩孔处的定位架，定位架上设置有空腔，空腔左右侧壁上均滑动连接有滑块，空腔的前侧壁上固定有推动滑块前后滑动的第一液压缸；滑块之间固定有两根横杆，横杆上滑动连接有定位块，滑块侧壁上固定有推动定位块的第二液压缸；定位块上开设有圆孔，圆孔中设置有调垂结构，调垂结构包括与圆孔同圆心的第一环形块，第一环形块的侧边固定有对称设置的第一连接杆，定位块的侧壁上开设有用于嵌入连接杆的凹槽；第一环形块内设置有同圆心的第二环形块，第二环形块的侧边固定有正对设置有第二连接杆，且连接杆转动连接在第一环形块的内侧壁上，第一连接杆与第二连接杆垂直；第二环形块的上表面固定有同圆心的第三环形块，第三环形块上圆形阵列分布有螺纹孔，第三环形块上设置有平衡测量仪；桩孔内设置有第四环形块，第四环形块与定位块之间通过伸缩杆连接，第四环形块上固定有环形轨道，环形轨道上滑动有朝向圆心处的第三液压缸，第三液压缸上固定有驱动电机，驱动电机用于驱动第三液压缸环向运动；定位架底部固定有四个第四液压缸。

可选地，第一连接杆端部均开有齿，定位块上开设有横槽，横槽内转动连接有与第一连接杆啮合的第一齿轮，横槽内设置有卡块；第二连接杆的端部均开设有齿，第一环形块内部开有空腔，空腔内转动连接有与第二连接杆啮合的第二齿轮，第二连接杆上套有定位环，定位环上固定有卡和块。

通过设置齿轮与连接杆的啮合，防止钢管柱自身出现回摆情况，同时可卡块与卡和块的可在调垂结束后固定住连接杆的转动，从而固定住钢管柱，防止浇筑过程中钢管柱的调垂精度下降。

可选地，定位块圆孔孔口处转动连接有定位杆，定位杆的长度与圆孔的半径大小相等。

通过设置定位杆，利用定位杆的端部进行圆孔圆心的定位，及钢管柱圆心的定位，提高钢管柱的安装精度。

可选地，驱动电机竖直设置，且驱动电机输出端上固定有驱动齿轮，轨道内侧壁上开有齿与驱动齿轮啮合。

通过驱动齿轮与轨道之间的啮合，防止第三液压缸在工作过程中出现滑动，影响钢管柱的调垂。

可选地，第三液压缸的输出端上转动连接有水平设置的推动辊，且推动辊与第三液压缸垂直。

可选地，驱动电机与第三液压缸均通过无线遥控控制启闭。

逆作法钢管柱精确安装与调整装置的使用方法，包括以下步骤：

1)、在岩石地质下施工钢管柱的桩孔，在桩孔内下放钢筋笼，并将钢筋笼顶端与地面固定连接，浇筑混凝土至桩孔底部；

2)、地面岩石层上打四个矩形孔，在钢筋笼顶端上方安装定位架，并确保第四液压缸分别嵌入在矩形孔中，在第四环形块上设置有拉绳，并让第四环形块自然滑落至桩孔中部位置，伸缩杆伸长，同时将拉绳的端部固定在地面上；转动定位杆使其处于水平状态，此时定位杆的端部与圆孔圆心重合；启闭第一液压缸，第一液压缸推动滑块水平滑动，直至将滑动推动至所需位置；启闭第二液压缸，第二液压缸推动定位块在横杆上滑动，从而调整定位块的位置，通过观察定位杆的端部确定圆孔的圆心是否处于所需位置；在圆孔的圆心处于所需位置后，转动定位杆使其恢复至初始位置；

3)、选取对应尺寸的调垂结构，将调垂结构套在钢管柱的顶端，并通过螺栓配合第三环形块上螺纹孔，使调垂结构与钢管柱之间固定；再对钢管柱进行吊装，使钢管柱底部依次穿过定位块与第四环形块进入桩孔内；同时，将第一环形块的连接杆嵌入凹槽内，使第一连接杆与第一齿轮啮合；

4)、通过遥控启闭第三液压缸，第三液压缸推动钢管柱，使钢管柱小角度摆动，从而进行调垂；同时遥控启闭驱动电机，驱动电机带动驱动齿轮转动，从而带动第三液压缸在轨道上环向运动，带动第三液压缸运动至下一个位置进行调垂；第一环形块与第二环形块的使钢管柱可在水平360度内摆动，而钢管柱摆动时会带动第一环形块和第二环形块转动，第一环形块带动第一齿轮转动，第二环形块则带动第二齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮可对第一环形块、第二环形块施加阻力防止钢管柱自身出现回摆；重复上述过程，通过观察平衡测量仪，确保钢管柱垂直度达到要求；调垂结束后将卡块卡和在第一齿轮与第一连接杆啮合处，并滑动定位环，使卡和块卡在第二齿轮与第二连接杆啮合处，防止钢管柱出现摆动；

5)、测量钢管柱的地面标高，如标高不符要求，则通过启闭第四液压缸推动定位架上下运动，从而调整钢管柱的地面标高；

6)、在钢管柱内下放导管，安装混凝土料筒，进行钢管柱底部的混凝土浇筑；在浇筑过程中观察平衡测量仪，如钢管柱出现垂直度出现偏移，重复步骤4)再次调整钢管柱的垂直度，确保成型钢管柱精确成型；在混凝土终凝后，将第四环形块拉回收缩，并松开螺栓、拆除调垂结构与定位架；再进行第二次混凝土的灌装。

本方案的工作原理及有益效果在于：

1.本方案中，利用第一环形块与第二环形块的组合，使钢管柱的可摆动范围达到360度，达到全方位的可调垂，提高钢管柱的调垂精度；同时，第三液压缸可在第四环形块360度环向运动，即第三液压缸可在全方位对钢管柱进行推动，配合调垂结构，进一步提高钢管柱的调垂精度；此外，通过第四液压缸，起到钢管柱地面标高可调节的效果，达到竖向标高、垂直度两方面的调整。

2.本方案中，调垂结构与定位架之间为可拆卸的，通过选取不同尺寸的调垂结构即可适合不同尺寸的钢管柱，极大的提高了定位架、调垂结构的可重复利用率。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本实施例中定位架的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3中B处的放大示意图；

图5为本实施例中第四环形块的结构示意图。

附图中标记如下：定位架1、滑块2、第一液压缸3、定位块4、横杆5、第一环形块6、第二环形块7、第三环形块8、第二液压缸9、第三液压缸10、第四环形块11、轨道12、驱动电机13、伸缩杆14、第四液压缸15、定位杆16、第一连接杆17、第二连接杆18、第一齿轮19、卡块20、卡和块21、驱动齿轮22、第二齿轮23。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例：

本实施例基本如图1、图2、图3、图4与图5所示：

一种逆作法钢管柱精确安装与调整装置，包括固定在桩孔处的定位架1，定位架1上设置有空腔，空腔左右侧壁上均滑动连接有滑块2，空腔的前侧壁上螺栓连接有推动滑块2前后滑动的第一液压缸3；滑块2之间固定有两根横杆5，横杆5上滑动连接有定位块4，滑块2侧壁上固定有推动定位块4的第二 液压缸9 ；定位块4上开设有圆孔，圆孔中设置有调垂结构，定位块4圆孔孔口处转动连接有定位杆16，定位杆16的长度与圆孔的半径大小相等；调垂结构包括与圆孔同圆心的第一环形块6，第一环形块6的侧边焊接有对称设置的第一连接杆17，定位块4的侧壁上开设有用于嵌入连接杆的凹槽，第一连接杆17端部均开有齿，定位块4上开设有横槽，横槽内转动连接有与第一连接杆17啮合的第一齿轮19，横槽内设置有卡块20；第一环形块6内设置有同圆心的第二环形块7，第二环形块7的侧边焊接有正对设置有第二连接杆18，且连接杆转动连接在第一环形块6的内侧壁上，第一连接杆17与第二连接杆18垂直，第二连接杆18的端部均开设有齿，第一环形块6内部开有空腔，空腔内转动连接有与第二连接杆18啮合的第二齿轮23，第二连接杆18上套有定位环，定位环上焊接有卡和块21；第二环形块7的上表面固定有同圆心的第三环形块8，第三环形块8上圆形阵列分布有螺纹孔，第三环形块8上安装有平衡测量仪；桩孔内设置有第四环形块11，第四环形块11与定位块4之间通过伸缩杆14连接，第四环形块11上固定有环形轨道12，环形轨道12上滑动有朝向圆心处的第三液压缸10，第三液压缸10的输出端上转动连接有水平设置的推动辊，且推动辊与第三液压缸10垂直；第三液压缸10上固定有驱动电机13，驱动电机13竖直螺栓连接在第三液压缸10侧壁上，且驱动电机13输出端上固定有驱动齿轮22，轨道12内侧壁上开有齿与驱动齿轮22啮合，驱动电机13用于驱动第三液压缸10环向运动，且驱动电机13与第三液压缸10均通过无线遥控控制启闭；定位架1底部螺栓连接有四个均匀分布的第四液压缸15。

逆作法钢管柱精确安装与调整装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、在岩石地质下施工钢管柱的桩孔，在桩孔内下放钢筋笼，并将钢筋笼顶端与地面固定连接，浇筑混凝土至桩孔底部；

2)、地面岩石层上打四个矩形孔，在钢筋笼顶端上方安装定位架1，并确保第四液压缸 15分别嵌入在矩形孔中，在第四环形块11上设置有拉绳，并让第四环形块11自然滑落至桩孔中部位置，伸缩杆14伸长，同时将拉绳的端部固定在地面上；转动定位杆16使其处于水平状态，此时定位杆16的端部与圆孔圆心重合；启闭第一液压缸3，第一液压缸3推动滑块2水平滑动，直至将滑动推动至所需位置；启闭第二液压缸9，第二液压缸9推动定位块4 在横杆5上滑动，从而调整定位块4的位置，通过观察定位杆16的端部确定圆孔的圆心是否处于所需位置；在圆孔的圆心处于所需位置后，转动定位杆16使其恢复至初始位置；

3)、选取对应尺寸的调垂结构，将调垂结构套在钢管柱的顶端，并通过螺栓配合第三环形块8上螺纹孔，使调垂结构与钢管柱之间固定；再对钢管柱进行吊装，使钢管柱底部依次穿过定位块4与第四环形块11进入桩孔内；同时，将第一环形块6的连接杆嵌入凹槽内，使第一连接杆17与第一齿轮19啮合；

4)、通过遥控启闭第三液压缸10，第三液压缸10推动钢管柱，使钢管柱小角度摆动，从而进行调垂；同时遥控启闭驱动电机13，驱动电机13带动驱动齿轮22转动，从而带动第三液压缸10在轨道12上环向运动，带动第三液压缸10运动至下一个位置进行调垂；第一环形块6与第二环形块7的配合使钢管柱可在水平360度内摆动，而钢管柱摆动时会带动第一环形块6和第二环形块7转动，第一环形块6带动第一齿轮19转动，第二环形块7则带动第二齿轮23转动，第一齿轮19与第二齿轮23可对第一环形块6、第二环形块7施加阻力防止钢管柱自身出现回摆；重复上述过程，通过观察平衡测量仪，确保钢管柱垂直度达到要求；调垂结束后将卡块20卡和在第一齿轮19与第一连接杆17啮合处，并滑动定位环，使卡和块21卡在第二齿轮23与第二连接杆18啮合处，防止钢管柱出现摆动；

5)、测量钢管柱的地面标高，如标高不符要求，则通过启闭第四液压缸15推动定位架 1上下运动，从而调整钢管柱的地面标高；

6)、在钢管柱内下放导管，安装混凝土料筒，进行钢管柱底部的混凝土浇筑；在浇筑过程中观察平衡测量仪，如钢管柱垂直度出现偏移，重复步骤4)再次调整钢管柱的垂直度，确保成型钢管柱精确成型；在混凝土终凝后，将第四环形块11拉回收缩，并松开螺栓、拆除调垂结构与定位架1；再进行第二次混凝土的灌装。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (6)

1.一种逆作法钢管柱精确安装与调整装置，其特征在于：包括设置在桩孔处的定位架，定位架上设置有空腔，空腔左右侧壁上均滑动连接有滑块，空腔的前侧壁上固定有推动滑块前后滑动的第一液压缸；滑块之间固定有两根横杆，横杆上滑动连接有定位块，滑块侧壁上固定有推动定位块的第二液压缸；定位块上开设有圆孔，圆孔中设置有调垂结构，调垂结构包括与圆孔同圆心的第一环形块，第一环形块的侧边固定有对称设置的第一连接杆，定位块的侧壁上开设有用于嵌入连接杆的凹槽；第一环形块内设置有同圆心的第二环形块，第二环形块的侧边固定有正对设置有第二连接杆，且连接杆转动连接在第一环形块的内侧壁上，第一连接杆与第二连接杆垂直；第二环形块的上表面固定有同圆心的第三环形块，第三环形块上圆形阵列分布有螺纹孔，第三环形块上设置有平衡测量仪；桩孔内设置有第四环形块，第四环形块与定位块之间通过伸缩杆连接，第四环形块上固定有环形轨道，环形轨道上滑动有朝向圆心处的第三液压缸，第三液压缸上固定有驱动电机，驱动电机用于驱动第三液压缸环向运动；定位架底部固定有四个第四液压缸；所述第一连接杆端部均开有齿，定位块上开设有横槽，横槽内转动连接有与第一连接杆啮合的第一齿轮，横槽内设置有卡块；第二连接杆的端部均开设有齿，第一环形块内部开有空腔，空腔内转动连接有与第二连接杆啮合的第二齿轮，第二连接杆上套有定位环，定位环上固定有卡和块。

2.根据权利要求1所述的逆作法钢管柱精确安装与调整装置，其特征在于：所述定位块圆孔孔口处转动连接有定位杆，定位杆的长度与圆孔的半径大小相等。

3.根据权利要求2所述的逆作法钢管柱精确安装与调整装置，其特征在于：所述驱动电机竖直设置，且驱动电机输出端上固定有驱动齿轮，轨道内侧壁上开有齿与驱动齿轮啮合。

4.根据权利要求3所述的逆作法钢管柱精确安装与调整装置，其特征在于：所述第三液压缸的输出端上转动连接有水平设置的推动辊，且推动辊与第三液压缸垂直。

5.根据权利要求4所述的逆作法钢管柱精确安装与调整装置，其特征在于：所述驱动电机与第三液压缸均通过无线遥控控制启闭。

6.根据权利要求5所述的逆作法钢管柱精确安装与调整装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、在岩石地质下施工钢管柱的桩孔，在桩孔内下放钢筋笼，并将钢筋笼顶端与地面固定连接，浇筑混凝土至桩孔底部；

2)、地面岩石层上打四个矩形孔，在钢筋笼顶端上方安装定位架，并确保第四液压缸分别嵌入在矩形孔中，在第四环形块上设置有拉绳，并让第四环形块自然滑落至桩孔中部位置，伸缩杆伸长，同时将拉绳的端部固定在地面上；转动定位杆使其处于水平状态，此时定位杆的端部与圆孔圆心重合；启闭第一液压缸，第一液压缸推动滑块水平滑动，直至将滑动推动至所需位置；启闭第二液压缸，第二液压缸推动定位块在横杆上滑动，从而调整定位块的位置，通过观察定位杆的端部确定圆孔的圆心是否处于所需位置；在圆孔的圆心处于所需位置后，转动定位杆使其恢复至初始位置；

3)、选取对应尺寸的调垂结构，将调垂结构套在钢管柱的顶端，并通过螺栓配合第三环形块上螺纹孔，使调垂结构与钢管柱之间固定；再对钢管柱进行吊装，使钢管柱底部依次穿过定位块与第四环形块进入桩孔内；同时，将第一环形块的连接杆嵌入凹槽内，使第一连接杆与第一齿轮啮合；

4)、通过遥控启闭第三液压缸，第三液压缸推动钢管柱，使钢管柱小角度摆动，从而进行调垂；同时遥控启闭驱动电机，驱动电机带动驱动齿轮转动，从而带动第三液压缸在轨道上环向运动，带动第三液压缸运动至下一个位置进行调垂；第一环形块与第二环形块的配合使钢管柱可在水平360度内摆动，而钢管柱摆动时会带动第一环形块和第二环形块转动，第一环形块带动第一齿轮转动，第二环形块则带动第二齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮可对第一环形块、第二环形块施加阻力防止钢管柱自身出现回摆；重复上述过程，通过观察平衡测量仪，确保钢管柱垂直度达到要求；调垂结束后将卡块卡和在第一齿轮与第一连接杆啮合处，并滑动定位环，使卡和块卡在第二齿轮与第二连接杆啮合处，防止钢管柱出现摆动；

5)、测量钢管柱的地面标高，如标高不符要求，则通过启闭第四液压缸推动定位架上下运动，从而调整钢管柱的地面标高；

6)、在钢管柱内下放导管，安装混凝土料筒，进行钢管柱底部的混凝土浇筑；在浇筑过程中观察平衡测量仪，如钢管柱垂直度出现偏移，重复步骤4)再次调整钢管柱的垂直度，确保成型钢管柱精确成型；在混凝土终凝后，将第四环形块拉回收缩，并松开螺栓、拆除调垂结构与定位架；再进行第二次混凝土的灌装。

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