一种辅助定位装置及地脚螺栓的定位方法
技术领域
本发明涉及建筑工具技术领域,特别涉及用于定位地脚螺栓的一种辅助定位装置,本发明还涉及适用于上述辅助定位装置的一种地脚螺栓的定位方法。
背景技术
地脚螺栓是预埋在钢筋混凝土基础上的一种与上部钢结构框架连接的必不可少的紧固连接件,其通过预埋在钢筋混凝土基础中的地脚螺栓杆与混凝土的握裹力,将上部钢结构框架固定在钢筋混凝土基础上,以此来稳定上部钢结构,使其不受设备运转及自然天气带来的影响而损坏。
目前,工业建筑中对钢筋混凝土基础承台(即呈环形布置的多个混凝土基础,每个混凝土基础上都需要安装地脚螺栓)的应用越来越多,比如烧结环冷机、钢烟囱等环形结构。并且,地脚螺栓的安装位置精度将直接影响到上部钢结构的弧度偏差,影响上部钢结构的受力及稳定性,因此,工业建筑中对钢筋混凝土基础承台上预埋地脚螺栓的安装位置精度要求较高。而常用的地脚螺栓安装方法,即由钢筋混凝土基础承台的中心点向地脚螺栓安装点投点,确定地脚螺栓安装位置的方法,由于环形基础中心点与地脚螺栓安装点的距离较大,所以测量工具测得数据的误差也相对较大,并且在校核过程中,多次测量的累计误差还会增大地脚螺栓安装位置的定位误差,严重影响了上部钢结构的弧度偏差、受力及稳定性,令施工质量无法得到保证。
此外,上述定位方法的正常实施,还需要保证钢筋混凝土基础承台中心点与外部地脚螺栓安装点之间保持通视(即两点之间无障碍物),给地脚螺栓的定位施工带来了很大的限制。
因此,如何提高地脚螺栓的定位精度,已经成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种辅助定位装置,通过使用此辅助定位装置对地脚螺栓进行定位,能够显著提高地脚螺栓的定位精度,令施工质量得到了保证。本发明还提供了适用于此辅助定位装置的一种地脚螺栓的定位方法。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种辅助定位装置,用于在呈环形布置的多个钢筋混凝土基础承台上定位地脚螺栓,包括:
竖直支撑杆;
设置在所述竖直支撑杆上的第一轴线定位杆,从所述地脚螺栓围成的圆环的中心点径向出射的轴线,能够与沿所述圆环的切向设置的所述第一轴线定位杆相交;
设置在所述支撑杆或所述第一轴线定位杆上,沿所述圆环的径向设置的第一半径定位杆,所述圆环的轨迹能够与所述第一半径定位杆相交。
优选的,上述辅助定位装置中,所述第一半径定位杆连接在所述第一轴线定位杆上,并和所述第一轴线定位杆均位于第一水平面内。
优选的,上述辅助定位装置中,还包括:
设置在所述竖直支撑杆上,位于所述第一轴线定位杆底部并与所述第一轴线定位杆平行的第二轴线定位杆;
设置在所述竖直支撑杆上,位于所述第一半径定位杆底部并与所述第一半径定位杆平行的第二半径定位杆,所述第二轴线定位杆和所述第二半径定位杆均位于第二水平面内。
优选的,上述辅助定位装置中,还包括连接在所述竖直支撑杆上,并位于所述第二平面的底部,用于定位所述地脚螺栓并标示所述地脚螺栓安装高度的固定件。
优选的,上述辅助定位装置中,所述第二水平面为所述地脚螺栓的安装面。
优选的,上述辅助定位装置中,所述竖直支撑杆、所述第一轴线定位杆、所述第一半径定位杆、所述第二轴线定位杆和所述第二半径定位杆均为平行且对正设置的多个,多个所述竖直支撑杆呈矩形分布,多个所述第一轴线定位杆和多个所述第一半径定位杆均位于所述第一水平面内,多个所述第二轴线定位杆和多个所述第二半径定位杆均位于所述第二水平面内。
优选的,上述辅助定位装置中,所述第二半径定位杆为两个,两个所述第二半径定位杆之间的距离,为所述地脚螺栓的直径与两个相邻所述地脚螺栓的预设间距之和,并且所述轴线与所述第一轴线定位杆的交点,位于两个所述第一半径定位杆垂直连线的中点。
一种地脚螺栓的定位方法,适用于上述的辅助定位装置,包括以下步骤:
1)浇筑用于设置所述地脚螺栓的钢筋混凝土基础承台,多个所述钢筋混凝土基础承台呈环形分布;
2)将所述辅助定位装置设置在所述钢筋混凝土基础承台上;
3)从所述圆环的中心点向所述辅助定位装置投射轴线,使轴线与所述第一轴线定位杆相交,并在所述第一轴线定位杆上标记出第一轴线点;
4)确定所述圆环的轨迹与所述第一半径定位杆的交点,并在所述第一半径定位杆上标记出第一半径点;
5)分别由所述第一轴线点和所述第一半径点向底部引竖直线,使两条竖直线分别与所述第二轴线定位杆和所述第二半径定位杆相交,并在所述第二轴线定位杆上标记出第二轴线点,在所述第二半径定位杆上标记出第二半径点;
6)将所述第二轴线点和所述第二半径点,以及分别经过所述第二轴线点和所述第二半径点的两条相互垂直的直线作为设置所述地脚螺栓的参照基准,并依据所述地脚螺栓之间的预设间距,计算并测量出所述地脚螺栓的设置位置,且依据得出的设置位置在所述第二半径定位杆上标记出定位点。
优选的,上述地脚螺栓的定位方法中,还包括以下步骤:
利用所述轴线的投射点与所述第一半径点之间的距离,以及所述第一半径点与所述第二半径点之间的距离,计算出所述投射点与所述第二半径点之间的距离,并通过测量所述投射点和所述第二半径点之间的距离校核所述第二半径点的定位准确度。
优选的,上述地脚螺栓的定位方法中,利用全站仪、棱镜和钢尺的配合实现距离的测量以及所述第一半径点的确定。
本发明提供的辅助定位装置,主要用于设置在呈环形布置的多个钢筋混凝土基础承台上,以对需要设置在钢筋混凝土基础承台上的地脚螺栓实现定位,从而更加精确的定位地脚螺栓的安装位置,其主要包括竖直支撑杆、第一轴线定位杆和第一半径定位杆。其中,竖直支撑杆作为整个装置的支撑部件,而第一轴线定位杆则设置在竖直支撑杆上,当从地脚螺栓围成的圆环的中心点沿径向出射轴线时,轴线能够与沿圆环切向设置的第一轴线定位杆相交,第一半径定位杆设置在竖直支撑杆或第一轴线定位杆上,地脚螺栓围成的圆环的轨迹,能够与第一半径定位杆相交。当需要定位地脚螺栓时,在第一轴线定位杆上标记出第一轴线定位杆和轴线的相交点(后续称为轴线点),在第一半径定位杆上标记出第一半径定位杆和圆环的轨迹的相交点(后续称为半径点),然后在水平面内做第一轴线定位杆的垂线,并使垂线经过轴线点,同时在水平面内做第一半径定位杆的垂线,并使该垂线经过半径点,此时两条垂线在地脚螺栓安装面上的投影具有交点,此点即为定位地脚螺栓安装位置的基准点,再根据地脚螺栓的设置方式以及相邻地脚螺栓之间的预设间距,计算并测量出地脚螺栓的安装位置。本发明通过上述的辅助定位装置定位地脚螺栓时,可以在其上精确定位出轴线点和半径点,再通过轴线点和半径点定位出基准点,从而实现地脚螺栓安装位置的定位,在此过程中,由于轴线点和半径点与基准点之间的测量距离显著减小,所以令测量误差和累计误差也大大减小,使得地脚螺栓的定位精度得到显著提高,令施工质量得到了保证。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为呈环形分布的多个钢筋混凝土基础承台的俯视布置图;
图2为从中心点向钢筋混凝土基础承台投射轴线的俯视示意图;
图3为从中心点投射轴线的主视示意图;
图4为本发明实施例提供的辅助定位装置的俯视图;
图5为图4的侧视图;
图6为从第一水平面向第二水平面引竖直线的示意图;
图7为钢筋混凝土基础承台的结构示意图;
图8为图7的俯视图;
图9为校核地脚螺栓定位位置精确度的示意图。
在图1-图9中:
1-钢筋混凝土基础承台,2-竖直支撑杆,3-第一轴线定位杆,4-第一半径定位杆,5-第二轴线定位杆,6-第二半径定位杆,7-固定件,8-地脚螺栓。
具体实施方式
本发明提供了一种辅助定位装置,通过使用此辅助定位装置对地脚螺栓进行定位,能够显著提高地脚螺栓的定位精度,令施工质量得到了保证。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-图9所示,本发明实施例提供的辅助定位装置,用于在呈环形布置(如图1所示)的钢筋混凝土基础承台1上设置地脚螺栓8时,更加精确的定位地脚螺栓8的安装位置。此辅助定位装置包括:作为整个装置主要支撑部件的竖直支撑杆2;设置在竖直支撑杆2上的第一轴线定位杆3,该第一轴线定位杆3沿地脚螺栓8围成的圆环的切向设置,而从圆环的中心点径向出射的轴线,能够与此第一轴线定位杆3相交;设置在竖直支撑杆2或第一轴线定位杆3上,沿圆环的径向设置的第一半径定位杆4,圆环的轨迹能够与第一半径定位杆4相交。由于第一轴线定位杆3沿圆环的切向设置,而第一半径定位杆4沿圆环的径向设置,所以第一半径定位杆4垂直于第一轴线定位杆3设置,此外两者还均垂直竖直支撑杆2。此种仅由三个杆(三个杆的设置方式类似于空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴)组成辅助定位装置的设置方式,由于结构简单,所以作为本实施例的一种优选结构。
当需要定位地脚螺栓8时,在第一轴线定位杆3上标记出第一轴线定位杆3和轴线的相交点(后续称为轴线点),在第一半径定位杆4上标记出第一半径定位杆4和圆环的轨迹的相交点(后续称为半径点),然后在水平面内做第一轴线定位杆3的垂线,并使垂线经过轴线点,同时在水平面内做第一半径定位杆4的垂线,并使该垂线经过半径点,此时两条垂线在地脚螺栓8安装面上的投影具有交点,此点即为定位地脚螺栓8安装位置的基准点,再根据地脚螺栓8的设置方式以及相邻地脚螺栓8之间的预设间距,计算并测量出地脚螺栓8的安装位置。
本实施例提供的辅助定位装置在定位地脚螺栓8时,可以在其上精确定位出轴线点和半径点,再通过轴线点和半径点定位出基准点,从而实现地脚螺栓8安装位置的定位,在此过程中,由于轴线点和半径点与基准点之间的测量距离显著减小,所以令测量误差和累计误差也大大减小,使得地脚螺栓8的定位精度得到显著提高,令施工质量得到了保证。
为了进一步优化技术方案,本实施例提供的辅助定位装置中,优选第一半径定位杆4连接在第一轴线定位杆3上,并且第一轴线定位杆3和第一半径定位杆4均位于第一水平面内,如图5所示。令第一轴线定位杆3和第一半径定位杆4位于同一水平面(即第一水平面)内,更加有利于找准基准点,使得前述的两条垂线直接在第一水平面内相交而形成基准点,方便了地脚螺栓8安装位置的找准定位。
为了使得辅助定位装置的结构更加可靠,本实施例对其结构进行了进一步的优化,优选还包括:设置在竖直支撑杆2上,位于第一轴线定位杆3底部并与第一轴线定位杆3平行的第二轴线定位杆5;设置在竖直支撑杆2上,位于第一半径定位杆4底部并与第一半径定位杆4平行的第二半径定位杆6,第二轴线定位杆5和第二半径定位杆6均位于第二水平面内,如图5所示。此种设置方式使得辅助定位装置具有两个找准平面,即第一水平面和第二水平面。之所以如此设置,是为了在制造辅助定位装置时能够尽可能的提高第一轴线定位杆3和第一半径定位杆4的设置高度,从而避免钢筋混凝土基础承台1的中心点(圆环的中心点)与外圈地脚螺栓8预埋位置无法通视而对地脚螺栓8安装造成的影响,令地脚螺栓8能够更加准确、快速的安装完成。同时,还可以令第二水平面尽量靠近地脚螺栓8的安装平面(即钢筋混凝土基础承台1的短柱顶面),以更加精确的对地脚螺栓8的安装位置进行定位。
本实施例中,还优选包括连接在竖直支撑杆2上,并位于第二平面的底部,用于定位地脚螺栓8并标示地脚螺栓8安装高度的固定件7,如图7所示。因为在地脚螺栓8安装完成后,还需要进行二次浇注,为了防止在混凝土浇注过程中地脚螺栓8产生位移,影响地脚螺栓8的安装精度,所以优选在地脚螺栓8的底部设置固定件7来加固并定位地脚螺栓8。具体的,此固定件7可以为与地脚螺栓8焊接的钢筋,在二次浇注后固定件7被埋在混凝土中。同时,固定件7也可也作为地脚螺栓8安装高度的标示部件。
进一步优选的,令第二水平面为地脚螺栓8的安装面,即可以令第二水平面为钢筋混凝土基础承台1的顶面,具体的是令第二轴线定位杆5和第二半径定位杆7的顶部外皮与钢筋混凝土基础承台1的砼短柱顶标高一致,这样不仅能够更加精确的定位地脚螺栓8,而且还可利用第二轴线定位杆5和第二半径定位杆6作为砼浇筑标高控制线,准确控制砼浇筑标高,减免砼浇筑作业前对砼浇筑标高的抄测的工序,从而能够实现预埋地脚螺栓8标高的一次性确定,节省了抄测工序,给施工操作提供了便利。
具体的,竖直支撑杆2、第一轴线定位杆3、第一半径定位杆4、第二轴线定位杆5和第二半径定位杆6均为平行且对正设置的多个,多个竖直支撑杆2呈矩形分布,多个第一轴线定位杆3和多个第一半径定位杆4均位于第一水平面内,多个第二轴线定位杆5和多个第二半径定位杆6均位于第二水平面内。优选的,竖直支撑杆2为四根,第一轴线定位杆3、第一半径定位杆4、第二轴线定位杆5和第二半径定位杆6均为两根,还使第一轴向定位杆的顶标高略低于竖直支撑杆2的顶标高,并且共同连接成为框状结构,如图4-图6所示。
如图5所示,第二半径定位杆6为两个,两个第二半径定位杆6之间的距离,为地脚螺栓8的直径与两个相邻地脚螺栓8的预设间距之和,具体的是,两个第二半径定位杆6之间的距离A-A’为地脚螺栓8的间距加地脚螺栓8的直径,第二半径定位杆6的外皮与地脚螺栓8的安装点平齐,如图4所示。并且轴线与第一轴线定位杆3的交点,位于两个第一半径定位杆4垂直连线的中点,同样如图4所示。此种设置方式更加有利于地脚螺栓8安装位置的精确定位,所以作为优选设置方式。
本实施例中,为了便于取材,辅助定位装置的材料可根据实际情况选择,本实施例优选竖直支撑杆2、第一轴线定位杆3、第一半径定位杆4、第二轴线定位杆5和第二半径定位杆6均为工地上常见的钢筋。
基于上述的辅助定位装置,本实施例还提供了一种地脚螺栓的定位方法,该方法包括以下步骤:
S101、设置钢筋混凝土基础短柱预留插筋并浇筑钢筋混凝土基础承台1,并使多个钢筋混凝土基础承台1呈圆形分布,如图1所示。钢筋混凝土基础承台1的结构,如图7所示,A部分为基础短柱,B部分为承台基础,C部分为基础垫层。
S102、将辅助定位装置设置在钢筋混凝土基础承台1上。具体的是,在预留的插筋顶部焊接竖直支撑杆2,从而实现辅助定位装置在钢筋混凝土基础承台1上的安装固定,辅助定位装置所用钢筋均为直径14mm的钢筋,竖直支撑杆2的顶标高高于插筋顶标高300mm(此高度可根据实际情况变化)。并且优选设计地脚螺栓8露丝110mm,二次灌浆50mm,预制地脚螺栓8丝长160mm,即地脚螺栓8丝长恰好与砼短柱上方地脚螺栓8外露长度一致。本实施例中,在进行具体操作时,可以在整个辅助定位装置焊接完成并安装后,再进行定位操作,也可以在进行定位操作的同时,根据实时需要而在竖直支撑杆2上依次焊接相应的定位杆,例如在需要标记轴线点之前,再在竖直支撑杆2上焊接第一轴线定位杆3。
S103、利用全站仪从圆环的中心点向辅助定位装置投射轴线,使轴线与第一轴线定位杆3相交,并在第一轴线定位杆3上标记出第一轴线点,此第一轴线点即为轴线和第一轴线定位杆3的交点。
S104、在钢筋混凝土基础承台1的中心点架设全站仪,将手持棱镜放于第一半径定位杆4上,利用全站仪测距功能,在第一半径定位杆4上测出圆环的轨迹与第一半径定位杆4的交点,并在第一半径定位杆4上的交点处标记出第一半径点,如图4所示,此第一半径点即为圆环的轨迹与第一半径定位杆4的交点。
或者,在第一轴线定位杆6上利用标记出的第一轴线点测量出平行于轴线的两排地脚螺栓8的定位线A-A’,并再次做好标记点。之后在标记点上焊接两根第二半径定位杆6,如图5所示,并使第二半径定位杆6的外皮与标记点平齐。
S105、采用铅锤分别由第一轴线点和第一半径点向底部引竖直线,如图6所示,使两条竖直线分别与第二轴线定位杆5和第二半径定位杆6相交,并在第二轴线定位杆5上标记出第二轴线点,在第二半径定位杆6上标记出第二半径点;
S106、将第二轴线点和第二半径点,以及分别经过第二轴线点和第二半径点的两条相互垂直的直线作为设置地脚螺栓8的参照基准,依据地脚螺栓8之间的预设间距,计算并用钢尺测量出地脚螺栓8的设置位置,且依据得出的设置位置在第二半径定位杆6上标记出定位点,此定位点为地脚螺栓8的中心点。
之后,利用水平尺调节地脚螺栓8垂直度并确定地脚螺栓8标高,待垂直度及标高满足设计要求后,在辅助定位装置以及钢筋混凝土基础承台1的短柱钢筋上固定焊接地脚螺栓8并加固。此外,在上述基础之上,还包括以下步骤:利用轴线的投射点与第一半径点之间的距离,以及第一半径点与第二半径点之间的距离(或者说第一半径定位杆4与第二半径定位杆6之间的距离),计算出投射点与第二半径点之间的距离,并通过测量投射点和第二半径点之间的距离校核第二半径点的定位准确度。如图9所示,因为投射点与第一轴线定位杆3之间的连线,以及第一半径定位杆4与第二半径定位杆6之间的连线形成了直角三角形的两个直角边,在测量出此两个直角边的长度之后,就可以根据勾股定理计算出斜边的长度,即投射点到第二半径点之间的距离,再通过实际测量投射点到第二半径点之间的距离,将测量数据与计算数据进行对比,就能够校核定位出的地脚螺栓8的安装位置是否精确,以为地脚螺栓8的正常安装提供进一步的保障。
更进一步的,上述方法中还包括以下步骤:待地脚地脚螺栓8安装完毕,砼浇筑完成后,将辅助定位装置沿基础短柱上平割除,以避免影响上部钢结构框架在环形布置平台上的正常安装。
具体的,上述各点之间距离的测量以及第一半径点的确定,均是通过全站仪、棱镜和钢尺的配合而实现的。
本实施例中,通过在地脚螺栓8安装位置上方增设辅助定位装置,从钢筋混凝土基础承台1的中心点向辅助定位装置引轴线,并将轴线点(包括第一轴线点和第二轴线点)及半径点(包括第一半径点和第二半径点)在辅助定位装置上清晰的标记出来,从而缩短了定位点控制距离,减小了距离产生的误差,精确地完成了地脚螺栓8的定位。
本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述,每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处,辅助定位装置的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。