CN112709329A - 钢柱对接安装三轴调节装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢柱对接安装三轴调节装置及其施工方法，涉及钢结构起重吊装类施工技术领域，其中装置包括连接上节钢柱的上支架、连接下节钢柱的下支架、连接上支架与下支架的紧固机构、安装于上支架上的竖向调节机构、安装于上支架或下支架前侧的径向调节机构、以及安装于上支架上的环向调节机构；通过竖向调节机构调节上节钢柱的竖直度，通过径向调节机构调节上节钢柱的前后左右的错位，通过径向调节机构调节上节钢柱的扭转度。本发明在上下钢柱对接过程中，可完成竖向、环向、径向的调节，多方向调节，调节精准；实现可靠、安全、高效的调节。

Description

钢柱对接安装三轴调节装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢柱对接安装三轴调节装置及其施工方法，属于钢结构起重吊装类施工技术领域。

背景技术

近年来，钢结构为主体的建设项目非常普遍，在钢结构为主体的建筑钢结构施工中，各种截面的钢柱构件应用较为普遍，其中主要截面类型有：圆管柱、矩形管柱、H型钢柱、组合截面异形柱等，钢柱施工方式基本为分段施工，现场分段对接方式采用临时连接耳板，临时连接耳板随安装使用方便，单螺栓固定后不具备调节功能，钢柱校正时需拧松螺栓，临时焊接卡板等调节措施，用千斤顶进行调整，对施工安全及施工效率影响较大。

钢柱类构件的安装过程需要临时固定—垂直度、错口的校正，钢柱类构件一般使用耳板进行临时连接，然后在上下节之间焊接临时卡码，再通过千斤顶调节垂直度，垂直度调节后，要重新焊接水平卡码调节错口和扭转，因此在钢柱校正时，临时耳板的螺栓处需旋松，上下节柱间存在无约束状态，安全风险较大，并且在调整过程中，因临时耳板的螺栓与螺栓孔间的约束，有时无法调整，上下节钢柱在焊接完成后，需切割十几块临时卡码，影响观感质量和安装效率。

鉴于上述原因，钢柱类构件在校正过程中存在安全风险及效率低下的问题，临时卡码的焊接对安装工人的经验及水平有这较高要求，校正过程复杂，本行业暂无一套可靠产品用于解决此工序问题。

基于此，做出本申请。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种钢柱对接安装三轴调节装置及其施工方法，实现竖向、环向、径向可靠、安全、高效的调节。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种钢柱对接安装三轴调节装置，包括连接上节钢柱的上支架、连接下节钢柱的下支架、连接上支架与下支架的紧固机构、安装于上支架上的竖向调节机构、安装于上支架或下支架前侧的径向调节机构、以及安装于上支架上的环向调节机构；

通过竖向调节机构调节上节钢柱的竖直度，通过径向调节机构调节上节钢柱的前后左右的错位，通过径向调节机构调节上节钢柱的扭转度。

进一步地，为了提高调节精度，各个调节机构采取丝杠，具体的，

所述紧固机构包括套设于下支架一侧且连接上支架和下支架的固定板、穿过固定板底部且与固定板底部螺纹连接的紧固丝杠；

所述竖向调节机构包括z向贯穿上支架并与上支架螺纹连接的竖向调节丝杠，通过拧动竖向调节丝杆的下端与所述下支架接触；

所述径向调节机构包括x向贯穿下支架并与下支架螺纹连接的径向调节丝杠，通过拧动径向调节丝杠的后端与所述上支架接触；

所述环向调节机构包括y向贯穿上支架并与上支架螺纹连接的环向调节丝杠，环向调节丝杠的端部穿过所述紧固机构的固定板，通过环向调节丝杠实现上支架与下支架的连接紧固。

进一步地，为了使三轴调节装置受力平衡，提高可靠性，所述紧固机构设有两个，分别安装于下支架的左右两侧。

进一步地，为了实现更高效地调节，所述三轴调节安装装置多个，分别安装于钢柱的每个面上。

进一步地，为了改变原钢柱结构，所述上节钢柱的下部与下节钢柱的上部均设有耳板，分别与上支架和下支架连接。

进一步地，为了实现回收利用，增强通用性，所述耳板、上支架和下支架上均开设有螺孔，上下支架与耳板之间通过螺栓固定。

一种钢柱对接安装三轴调节装置的施工方法，包括如下步骤：

（1）将组装好的三轴调节装置通过上支架的螺栓孔与上节钢柱的耳板栓接固定，随上节钢柱一起吊装至下节钢柱的对接处；

（2）通过下支架的螺栓孔与下节钢柱的耳板栓接固定，钢柱的每个面均按照步骤（1）和步骤（2）安装相应的三轴调节装置，各螺栓及丝杠处于紧固状态后，吊机松钩；

（3）根据上节钢柱的竖直度，适当旋松左右紧固丝杠，同时旋紧竖向调节丝杠，使调节侧钢柱对接间隙增大，以此调节上节钢柱竖直度；

（4）竖直度调节完成后，根据上下节钢柱扭转情况，调节环向调节丝杠，调节上下节间钢柱的扭转，钢柱其他面上的三轴调节装置同时按此步骤进行调节；

（5）扭转调节完成后，根据上下节钢柱的径向错口情况调节径向调节丝杠，对向的三轴调节装置同时反向调节，达到水平位移的调节目的；

（6）调整完成即进行上下钢柱焊接，钢柱焊接完成后通过拆除上下支架与耳板的螺栓，拆除三轴调节装置，用于下次钢柱吊装。

本发明能实现如下技术效果：

（1）本发明不改变工厂原制造工艺，仍预留钢柱耳板，通过上下柱耳板安装本发明三轴调节装置，在上下钢柱对接过程中，可完成竖向、环向、径向的调节，多方向调节，调节精准；且调节操作简单快捷。

（2）本发明调节精度可控，可实现3个方向的位移调整，可大幅增加作业效率，降低人工、机械、材料成本。

（3）本发明在调节过程中上下节钢柱之间保持约束状态，可有效避免传统钢柱校正时的无约束状态，消除安全隐患，有利于施工安全；

（4）本发明三轴调节装置通用性较强，可适用于H型、十字型、圆管、矩形钢柱的快速调节。

（5）本发明可根据常用钢柱构件重量，区分几个型号进行制作，可作为成套标准件进行批量制作；且可重复使用，成本低，机械连接，绿色环保。

附图说明

图1是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置使用状态安装示意图；

图2是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置中调节支架轴侧三维示意图；

图3是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置中左固定板及左紧固丝杠轴侧三维示意图；

图4是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置中上支架及环向调节丝杠及竖向调节丝杠轴侧三维示意图；

图5是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置中下支架及径向调节丝杠轴侧三维示意图；

图6是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置中右固定板及右紧固丝杠轴侧三维示意图；

图7是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置的正视图；

图8是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置的侧视图；

图9是本实施例钢柱对接安装三轴调节装置的俯视图；

图10是本实施例环向调节时上节钢柱受力简图。

标注说明：上支架1，环向调节丝杠2，竖向调节丝杠3，下支架4，径向调节丝杠5，左固定板6，左紧固丝杠7，右固定板8，右紧固丝杠9，螺栓孔10，上节钢柱11，下节钢柱12，耳板13。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：

如图1至图10所示，本实施例的一种钢柱对接安装三轴调节装置，一种钢柱对接安装三轴调节装置，包括连接上节钢柱的上支架、连接下节钢柱的下支架、连接上支架与下支架的紧固机构、安装于上支架上的竖向调节机构、安装于上支架或下支架前侧的径向调节机构、以及安装于上支架上的环向调节机构；通过竖向调节机构调节上节钢柱的竖直度，通过径向调节机构调节上节钢柱的前后左右的错位，通过径向调节机构调节上节钢柱的扭转度。

本实施例优选的，紧固机构设有两个，分别安装于下支架的左右两侧。

本实施例优选的，三轴调节安装装置多个（本实施例中前后左右共设置了4个），分别安装于钢柱的每个面上。

本实施例优选的，上节钢柱的下部与下节钢柱的上部均设有耳板，分别与上支架和下支架连接。

本实施例优选的，耳板、上支架和下支架上均开设有螺孔，上下支架与耳板之间通过螺栓固定。

本实施例优选的，各个调节机构均采用丝杠，调节精度高，调节过程省力便捷，通过扳手调节装置的丝杠，即可完成竖向、环向、径向的调节。具体如下：

紧固机构包括套设于下支架一侧且连接上支架和下支架的固定板、穿过固定板底部且与固定板底部螺纹连接的紧固丝杠；

竖向调节机构包括z向贯穿上支架并与上支架螺纹连接的竖向调节丝杠，通过拧动竖向调节丝杆的下端与下支架接触；其中调节原理为：当上节钢柱并不竖直（如向后侧倾斜），通过拧紧竖向调节丝杆，可以将上节钢柱向调节侧（前侧）轻微旋转，使其达到竖直。

径向调节机构包括x向贯穿下支架并与下支架螺纹连接的径向调节丝杠，通过拧动径向调节丝杠的后端与上支架接触；其中调节原理为：当上节钢柱与下节钢柱前后左右错位时，通过拧动径向调节丝杆，使上节钢柱前后左右平移。

环向调节机构包括y向贯穿上支架并与上支架螺纹连接的环向调节丝杠，环向调节丝杠的端部穿过紧固机构的固定板，通过环向调节丝杠实现上支架与下支架的连接紧固。其中调节原理为：当上节钢柱扭转错位时，同时拧动钢柱各个面的环向调节丝杠，如图10所示，可以带动上节钢柱向一个方向换向轻微扭转。

本实施例主要材料采用Q390B钢制作，部件间采用焊接进行固定，其中上下支架采用Q345B钢板与45#钢梯形丝杠螺母焊接制作；丝杠均采用45#钢、左右固定板采用Q345B钢板与45#钢梯形丝杠螺母焊接制作、所有材料焊接完成后调质。所有焊缝质量等级一级，UT检测合格后进行组装。

本实施例的一种钢柱对接安装三轴调节装置，以矩形钢柱对接为例，具体步骤如下：

（1）将组装好的成套三轴调节装置利用上支架的螺栓孔与上节钢柱栓接固定，随上节钢柱一起吊装；

（2）通过下支架的螺栓孔与下节钢柱的耳板栓接固定（每个钢柱对接节点在4个方向分别安装4套调节装置），各螺栓及丝杠处于紧固状态后，吊机松钩；

（3）根据竖直度情况适当旋松左右紧固丝杠，同时旋紧竖向调节丝杠，使调节侧钢柱对接间隙增大，以此调节钢柱垂直度（钢柱4个面均可按此调整）；

（4）竖直度调节完成后，根据上下节钢柱扭转情况，调节环向调节丝杠，调节钢柱上下节间的扭转；

（5）扭转调节完成后，根据上下节钢柱的径向错口情况调节径向调节丝杠，对向三轴调节装置同时反向调节，达到水平位移的调节目的；

（6）调整完成后即进行钢柱焊接，钢柱焊接完成后通过拆除上下支架与钢柱耳板的螺栓，拆除调节装置，用于下次钢柱吊装。

以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，如上下支架规格可根据钢柱截面规格进行调整长宽尺寸，以适用于规格差别较大的钢柱构件。所采用的丝杠及螺母的规格可根据钢柱重量进行调整，要保证丝杠及螺母承载力及所需手工调节力矩不大于500KN。另外调节丝杠的竖向调节丝杠与左右紧固丝杠可通过联动扇形齿轮设计为同步动作，可更便于调节。材料可用铸钢件及锻造件经机加工后制作，都应当视为属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种钢柱对接安装三轴调节装置，其特征在于：包括连接上节钢柱的上支架、连接下节钢柱的下支架、连接上支架与下支架的紧固机构、安装于上支架上的竖向调节机构、安装于上支架或下支架前侧的径向调节机构、以及安装于上支架上的环向调节机构；

通过竖向调节机构调节上节钢柱的竖直度，通过径向调节机构调节上节钢柱的前后左右的错位，通过径向调节机构调节上节钢柱的扭转度。

2.如权利要求1所述的钢柱对接安装三轴调节装置，其特征在于：

所述紧固机构包括套设于下支架一侧且连接上支架和下支架的固定板、穿过固定板底部且与固定板底部螺纹连接的紧固丝杠；

所述竖向调节机构包括z向贯穿上支架并与上支架螺纹连接的竖向调节丝杠，通过拧动竖向调节丝杆的下端与所述下支架接触；

所述径向调节机构包括x向贯穿下支架并与下支架螺纹连接的径向调节丝杠，通过拧动径向调节丝杠的后端与所述上支架接触；

所述环向调节机构包括y向贯穿上支架并与上支架螺纹连接的环向调节丝杠，环向调节丝杠的端部穿过所述紧固机构的固定板，通过环向调节丝杠实现上支架与下支架的连接紧固。

3.如权利要求1或2所述的钢柱对接安装三轴调节装置，其特征在于：所述紧固机构设有两个，分别安装于下支架的左右两侧。

4.如权利要求1所述的钢柱对接安装三轴调节装置，其特征在于：所述三轴调节安装装置多个，分别安装于钢柱的每个面上。

5.如权利要求1或2或4所述的钢柱对接安装三轴调节装置，其特征在于：所述上节钢柱的下部与下节钢柱的上部均设有耳板，分别与上支架和下支架连接。

6.如权利要求5所述的钢柱对接安装三轴调节装置，其特征在于：所述耳板、上支架和下支架上均开设有螺孔，上下支架与耳板之间通过螺栓固定。

7.一种钢柱对接安装三轴调节装置的施工方法，包括如下步骤：

（1）将组装好的三轴调节装置通过上支架的螺栓孔与上节钢柱的耳板栓接固定，随上节钢柱一起吊装至下节钢柱的对接处；

（2）通过下支架的螺栓孔与下节钢柱的耳板栓接固定，钢柱的每个面均按照步骤（1）和步骤（2）安装相应的三轴调节装置，各螺栓及丝杠处于紧固状态后，吊机松钩；

（3）根据上节钢柱的竖直度，适当旋松左右紧固丝杠，同时旋紧竖向调节丝杠，使调节侧钢柱对接间隙增大，以此调节上节钢柱竖直度；

（4）竖直度调节完成后，根据上下节钢柱扭转情况，调节环向调节丝杠，调节上下节间钢柱的扭转，钢柱其他面上的三轴调节装置同时按此步骤进行调节；

（5）扭转调节完成后，根据上下节钢柱的径向错口情况调节径向调节丝杠，对向的三轴调节装置同时反向调节，达到水平位移的调节目的；

（6）调整完成即进行上下钢柱焊接，钢柱焊接完成后通过拆除上下支架与耳板的螺栓，拆除三轴调节装置，用于下次钢柱吊装。

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