CN108867647A - 一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，包括调垂机本体，所述调垂机本体上方朝其一侧延伸设置有悬吊装置，所述调垂机本体一侧且位于所述悬吊装置延伸端下方的位置设有夹持装置；所述夹持装置包括水平设置在所述调垂机本体一侧且位于所述悬吊装置延伸端下方的矩形托架、对称且滑动设置在所述矩形托架上的夹持板以及设置在所述矩形托架上的、可驱动所述夹持板朝相互靠近或远离的方向水平滑动以对吊装的钢管柱进行夹紧或松开的驱动件；所述夹持装置还包括设置在所述托架四角处的对所述托架进行调平的调节组件。本发明的优点是可在调垂机本体调平后，独立对钢管柱进行调垂，提高了调垂的精准度，同时降低了施工周期。

Description

一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机

技术领域

本发明涉及地铁暗挖车站用管柱定位设备，特别涉及一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机。

背景技术

城市地铁作为城市重大的交通基础设施，近年来正在飞速发展，在地铁车站的施工中，常用的有明挖法和暗挖法两种方式，其中明挖法的施工先是在地面上预先做维护结构，然后由地面向下挖，其操作简单、快捷，但是对周围的影响较大；暗挖法是在地面以下进行施工，施工时对地面的道路通行没有什么影响，城市中由于建筑较为密集、车流量以及人流量较大，因此地铁建设中主要采用暗挖法，其中最常用的为PBA工法。

如图6所示，“PBA”工法的物理意义是：P-桩、B-梁、A-拱，即由边桩71、中桩72、顶梁73、顶拱74共同构成初期受力体系，承受施工过程的荷载；其主要思想是将盖挖及分步暗挖法有机结合起来，发挥各自的优势，在顶拱15的保护下可以逐层向下开挖土体，施作二次衬砌，最终形成由初期支护+二次衬砌组合而成的永久承载体系。

边桩71和中桩72均是在导洞8内进行施工。由于中桩72的下半部分是钢筋混凝土桩，上半部分是钢管柱，所以为了提高了洞内中桩施工的效率，现在已经发明出了桩柱一体化施工方法，现有的多功能调垂机可实现下放钢筋笼、钢管柱、浇筑混凝土等一系列的机械化作业，相比于人工下孔作业大大提高了调垂精度、成桩效率，降低了施工成本。现有的多功能调垂机包括调垂机本体，调垂机本体的上设有悬吊装置，用于对钢筋笼、钢管柱进行起吊，悬吊装置的正下方设有抱箍，其通过液压缸驱动，用于将吊起的钢管柱进行抱紧，调垂机本体上位于抱箍下方的位置，前后对称设置有四个支腿，用于对调垂机本体进行调平，使钢管柱尽量保持垂直状态，以保证施工后钢管柱支撑的稳定性。

由于施工的导洞内较为狭窄，上述多功能调垂机在对钢管柱进行调垂的过程中，是通过支腿对机身整体进行调整，而机身动则会带动机身上的悬吊装置以及抱箍动，因此会对调平造成一定的影响，为保证钢管柱尽量保持垂直，则需要通过支腿进行多次适应性的调整，降低了施工的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其优点是可在调垂机本体调平后，独立对钢管柱进行调垂，提高了调垂的精准度，同时降低了施工周期。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，包括调垂机本体，所述调垂机本体的四角处分别设有对所述调垂机本体进行常规调平的支腿，所述调垂机本体上方朝其一侧延伸设置有悬吊装置，所述调垂机本体一侧且位于所述悬吊装置延伸端下方的位置设有夹持装置；

所述夹持装置包括水平设置在所述调垂机本体一侧且位于所述悬吊装置延伸端下方的矩形托架、对称且滑动设置在所述矩形托架上的夹持板以及设置在所述矩形托架上的、可驱动所述夹持板朝相互靠近或远离的方向水平滑动以对吊装的钢管柱进行夹紧或松开的驱动件；

所述夹持装置还包括设置在所述托架四角处的对所述托架进行调平的调节组件。

通过上述技术方案，施工时，先通过支腿对调垂机本体进行常规调平，然后启动翻转装置，将夹持装置放下并调整至水平位置，根据需要对夹持装置进行升降，通过悬吊装置将钢管柱吊起，调整至适当位置后将其降下，此时启动夹持装置将钢管柱夹紧固定，并将夹持装置自身调平，根据钻孔的长度，对钢管柱进行接桩，完成下桩后，对钢管柱内进行混凝土浇筑及填沙作业；施工完毕后，启动翻转装置带动夹持装置朝调垂机本体的一侧翻转收回，从而来提高调垂机本体的底盘，防止在移动的过程中，夹持装置与土块或其他物体碰撞而对调垂机本体的移动造成影响。

相比于现有技术中的多功能调垂机，是通过支腿对机身整体进行多次适应性调整，从而来保证钢管柱保持垂直，而本实施例中的多功能钢管柱调垂机可在调垂机本体调平后，独立对钢管柱进行调垂，避免了调垂机本体的影响，提高了调垂的精准度，同时还可以在调垂后对矩形托架进行辅助支撑，保证了注浆作业的顺利进行，降低了施工周期。

本发明进一步设置为：所述矩形托架包括一对相互平行的固定杆以及一对高度低于所述固定杆且固接在两所述固定杆之间的连接杆，所述固定杆与所述调垂机本体前进方向相垂直，所述固定杆和所述连接杆之间的高度差形成让位空间；

所述让位空间内靠近所述固定杆的两侧分别固接有一对相互平行且沿所述固定杆长度方向延伸的限位板，两限位板分别与所述固定杆以及所述连接杆的上端平齐，所述夹持板对称设置在两对限位板之间。

通过上述技术方案，让位空间的设置，用于对夹持板沿调垂机本体前进方向延伸的两端进行限位；限位板的设置，用于对夹持板进行限位和支撑，防止夹持板在移动的过程中上下晃动，影响夹持的效果，同时两块限位板之间形成的间隙可对夹持板进行导向，使夹持板水平运动。

本发明进一步设置为：所述驱动件为液压缸一，且对称设置有两对，每对驱动件分别设置在所述夹持板两侧的限位板上，所述驱动件的缸体与所述限位板固接，所述驱动件的活塞杆相互背离且与所述夹持板靠近连接杆的一侧固接。

通过上述技术方案，启动驱动件时，驱动件的活塞杆同步推动夹持板在限位板内朝相互靠近或远离的方向运动，多组驱动件对称设置，用于使两块夹持板同步运动，防止出现偏差。

本发明进一步设置为：所述调节组件包括垂直固接在所述固定杆上表面且靠近其端部的液压缸二、以及固接在所述液压缸二的活塞杆端部的水平板，所述液压缸二的活塞杆穿过所述固定杆至其下端。

通过上述技术方案，对矩形托架进行调平时，启动液压缸二，使其驱动水平板朝向地面运动，直到与地面抵接，通过连接杆上安装的高精度倾角传感器对矩形托架进行实时监测，操作人员可根据控制面板显示的情况，进一步对调节组件和翻转装置进行调整，使钢管柱保持垂直。

本发明进一步设置为：所述夹持装置和所述调垂机本体之间设有翻转装置，所述翻转装置包括一对相互平行的液压缸三，所述液压缸三的缸体与所述调垂机本体铰接，所述液压缸三的活塞杆与所述固定杆固接，两液压缸三之间固接有连杆，所述连杆与所述调垂机本体之间设有可驱动所述夹持装置沿水平轴转动以对其进行收放的液压缸四，所述液压缸四的活塞杆与所述连杆铰接，所述液压缸四的缸体与所述调垂机本体铰接。

通过上述技术方案，施工时，通过液压缸四的活塞杆伸缩，驱动夹持装置朝地面的方向翻转，并将夹持装置调整至水平位置，根据需要，启动活塞杆三对夹持装置进行升降；施工完毕后，再次启动液压缸四带动夹持装置朝调垂机本体的一侧翻转收回，从而来提高调垂机本体的底盘，防止在移动的过程中，夹持装置与土块或其他物体碰撞而对调垂机本体的移动造成影响。

本发明进一步设置为：所述固定杆上位于两所述调节组件之间的位置分别设有一对辅助支撑组件，所述辅助支撑组件包括与所述液压缸三相平行且螺纹连接在所述固定杆上的螺杆，所述螺杆的一端穿过所述固定杆至其下方，所述螺杆穿过所述固定杆的一端固接有辅助支撑柱。

通过上述技术方案，当操作人员将矩形托架调平后，转动螺杆使辅助支撑柱向下移动，直到与地面抵接，进行辅助支撑，防止其中一个或几个支撑组件长时间受压损坏而不平衡，影响浇筑的效果。

本发明进一步设置为：所述螺杆远离所述辅助支撑柱的一端插接有手柄，所述手柄与所述螺杆垂直设置。

通过上述技术方案，手柄的设置，便于操作人员转动螺杆。

本发明进一步设置为：所述夹持板呈矩形，且其上开设有半圆形夹持孔，两所述半圆形夹持孔之间形成与刚管柱相适配的圆形夹持孔。

通过上述技术方案，当两块夹持板受驱动件驱动朝相互靠近的方向滑动时，两半圆形夹持孔闭合，将刚管柱夹紧固定在圆形夹持孔之间，两夹持板分开时，将钢管柱松开。

本发明进一步设置为：所述夹持板上开设有填沙孔。

通过上述技术方案，填沙孔的设置，用于向钻孔内填充沙土，以保证钢管柱内混凝土灌注达到设计标高。

本发明进一步设置为：所述夹持板上设置有若干沿连接杆长度方向延伸的加强筋。

通过上述技术方案，用于增加夹持板的使用强度，从而提高夹持板我的使用寿命。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、夹持装置的设置，可在调垂机本体调平后，独立对钢管柱进行调垂，避免了调垂机本体的影响，提高了调垂的精准度，降低了施工周期；

2、限位板的设置，用于对夹持板进行限位和支撑，防止夹持板在移动的过程中上下晃动，影响夹持的效果，同时两块限位板之间形成的间隙可对夹持板进行导向，使夹持板水平运动；

3、辅助支撑组件的设置，用于进一步对矩形托架进行支撑，防止其中一个或几个支撑组件长时间受压损坏而不平衡，影响浇筑的效果；

4、翻转组件的设置，可在施工完毕后，控制夹持装置朝调垂机本体的一侧翻转收回，从而来提高调垂机本体的底盘，防止在移动的过程中，夹持装置与土块或其他物体碰撞而对调垂机本体的移动造成影响。

附图说明

图1是本实施例中多功能钢管柱调垂机的整体结构示意图；

图2是将夹持装置收回的状态示意图；

图3是体现夹持装置的结构示意图；

图4是体现让位空间的结构示意图；

图5是体现辅助支撑组件的结构示意图；

图6是背景技术中PBA工法的示意图。

图中，1、调垂机本体；11、支腿；2、悬吊装置；3、夹持装置；31、矩形托架；311、固定杆；312、连接杆；313、让位空间；32、夹持板；321、半圆形夹持孔；322、填沙孔；323、加强筋；33、驱动件；34、限位板；35、调节组件；351、液压缸二；352、水平板；4、翻转装置；41、液压缸三；42、连杆；43、液压缸四；5、高精度倾角传感器；51、控制面板；6、辅助支撑组件；61、螺杆；62、辅助支撑柱；63、手柄；71、边桩；72、中桩；73、站台；74、顶梁；75、顶拱；8、导洞。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例：一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，如图1所示，其应用于PBA工法，是桩柱一体化设备，多功能钢管柱调垂机包括调垂机本体1，调垂机本体1上位于履带上方的四角处分别设有支腿11，用于对调垂机本体1进行常规调平，使机体本身处于水平状态，调垂机本体1的上方朝其一侧延伸设置有悬吊装置2，用于对钢管柱进行起吊，调垂机本体1一侧且位于悬吊装置2延伸端下方的位置设有夹持装置3，用于对吊起的钢管柱进行夹紧固定，同时将自身调平，使钢管柱保持垂直状态，夹持装置3和调垂机本体1之间设有翻转装置4，用于驱动夹持装置3进行升降和翻转。

施工时，启动翻转装置4，将夹持装置3放下并调整至水平位置，根据需要对夹持装置3进行升降，通过悬吊装置2将钢管柱吊起，调整至适当位置后将其降下，此时启动夹持装置3将钢管柱夹紧固定，并将夹持装置3自身调平，使钢管柱保持垂直，根据钻孔的长度，对钢管柱进行接桩，完成下桩后，对钢管柱内进行混凝土浇筑及填沙作业。

如图2所示，施工完毕后，启动翻转装置4带动夹持装置3朝调垂机本体1的一侧翻转收回，从而来提高调垂机本体1的底盘，防止在移动的过程中，夹持装置3与土块或其他物体碰撞而对调垂机本体1的移动造成影响。

如图3所示，夹持装置3包括水平设置在调垂机本体1（见图1）一侧且位于悬吊装置2延伸端下方的矩形托架31、对称且滑动设置在矩形托架31上的夹持板32以及设置在矩形托架31上的驱动件33，夹持板32可在驱动件33的驱动下朝相互靠近或远离的方向水平滑动，从而对吊装的钢管柱进行夹紧或松开。

如图3和图4所示，矩形托架31包括一对相互平行的固定杆311以及一对高度低于固定杆311且固接在两固定杆311之间的连接杆312，固定杆311与调垂机本体1前进的方向相垂直，连接杆312和固定杆311的下端平齐、上端之间的高度差形成让位空间313，夹持板32水平设置在让位空间313内，使固定杆311可以对夹持板32沿调垂机本体1前进方向延伸的两端进行限位。

让位空间313内靠近固定杆311两侧的位置分别固接有一对相互平行且沿固定杆311长度方向延伸的限位板34，每对限位板34中的一块与固定杆311的上端平齐，另一块位于两连接杆312之间且与连接杆312的上端平齐，夹持板32对称且滑动设置在两对限位板34之间，限位板34的设置，用于对夹持板32进行限位和支撑，防止夹持板32在移动的过程中上下晃动，影响夹持的效果，同时两块限位板34之间形成的间隙可对夹持板32进行导向，使夹持板32水平运动。

如图3所示，夹持板32呈矩形，且夹持板32上开设有半圆形夹持孔321，当两块夹持板32受驱动件33驱动朝相互靠近的方向滑动时，两半圆形夹持孔321闭合，并形成与刚管柱相适配的圆形夹持孔，夹持板32上开设有填沙孔322，用于向钻孔内填充沙土，以保证钢管柱内混凝土灌注达到设计标高。

夹持板32上设置有若干沿连接杆312长度方向延伸的加强筋323，用于增加夹持板32的使用强度，从而提高夹持板32的使用寿命。

驱动件33为液压缸一，且对称设置有两对，每对驱动件33分别安装在夹持板32两侧的限位板34上，驱动件33的缸体与限位板34固接，驱动件33的活塞杆相互背离且与夹持板32靠近连接杆312的一侧固接，启动驱动件33时，驱动件33的活塞杆同步推动夹持板32在限位板34内朝相互靠近或远离的方向运动。

如图3所示，夹持装置3还包括设置在矩形托架31四角处即分别设置在两固定杆311端部的调节组件35，调节组件35包括垂直固接在固定杆311上表面且靠近其端部的液压缸二351、以及固接在液压缸二351活塞杆上远离缸体一端的水平板352，液压缸二351的活塞杆穿过固定杆311至其下端。

对矩形托架31进行调平时，启动液压缸二351，使其驱动水平板352朝向地面运动，直到与地面抵接，矩形托架31的连接杆312上安装有高精度倾角传感器5，其通过接线与控制面板51相连接，用于对矩形托架31进行实时监测，操作人员可根据控制面板51显示的情况，进一步对调节组件35和翻转装置4进行调整，使钢管柱保持垂直。

如图1所示，翻转装置4包括一对相互平行的液压缸三41，液压缸三41竖直设置，且其缸体与调垂机本体1上位于悬吊装置2延伸端下方的位置铰接，液压缸三41的活塞杆与固定杆311垂直固接，用于驱动夹持装置3升降，两液压缸三41之间固接有连杆42，连杆42与调垂机本体1之间设有液压缸四43，其活塞杆与连杆42铰接，其缸体与调垂机本体1铰接，用于驱动夹持装置3沿水平轴转动以对其进行收放。

如图4所示，由于浇筑混凝土以及混凝土初凝的时间长达十余个小时，因此该过程中需要支撑组件全程对矩形托架31以及钢管柱进行支撑，为防止其中一个或几个支撑组件长时间受压损坏而不平衡，影响浇筑的效果，在固定杆311上位于两调节组件35之间的位置分别设置一对辅助支撑组件6，用于对矩形托架31进行辅助支撑，辅助支撑组件6包括与液压缸三41相平行且螺纹连接在固定杆311上的螺杆61，螺杆61的一端穿过所述固定杆311至其下方，螺杆61穿过固定杆311的一端固接有辅助支撑柱62。

当操作人员将矩形托架31调平后，转动螺杆61使辅助支撑柱62向下移动，直到与地面抵接即可。

如图5所示，螺杆61远离辅助支撑柱62的一端插接有手柄63，手柄63与螺杆61垂直设置，手柄63的设置便于操作人员转动螺杆61，调完毕后可将手柄63拆卸下来。

相比于现有技术中的多功能调垂机，其通过支腿11对调垂机本体1进行多次适应性调整，从而来保证钢管柱保持垂直，而本实施例中的多功能钢管柱调垂机可在调垂机本体1调平后，独立对钢管柱进行调垂，避免了调垂机本体1的影响，提高了调垂的精准度，同时还可以在调垂后对矩形托架31进行辅助支撑，保证了注浆作业的顺利进行，降低了施工周期。

工作过程：施工时，首先启动支腿11对调垂机本体1进行常规调平，然后启动翻转装置4，使液压缸四43的活塞杆伸缩，驱动夹持装置3朝地面的方向翻转，并将夹持装置3调整至水平位置，根据需要，启动活塞杆三对夹持装置3进行升降；调整完毕后，通过悬吊装置2将钢管柱吊起，调整至适当位置后将其降下，此时启动驱动件33，使其带动夹持板32朝相互靠近的方向移动，并将钢管柱夹紧固定；

然后启动调节组件35，使液压缸二351驱动水平板352朝向地面运动，直到与地面抵接，同时转动螺杆61使辅助支撑柱62向下移动，直到与地面抵接，进行辅助支撑，操作人员通过连接杆312上安装的高精度倾角传感器5对矩形托架31进行实时监测，根据控制面板51显示的情况，进一步对调节组件35和翻转装置4进行调整，使钢管柱保持垂直。

施工完毕后，启动翻转装置4带动夹持装置3朝调垂机本体1的一侧翻转收回，从而来提高调垂机本体1的底盘，防止在移动的过程中，夹持装置3与土块或其他物体碰撞而对调垂机本体1的移动造成影响。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，包括调垂机本体(1)，所述调垂机本体(1)的四角处分别设有对所述调垂机本体(1)进行常规调平的支腿(11)，所述调垂机本体(1)上方朝其一侧延伸设置有悬吊装置(2)，其特征是：所述调垂机本体(1)一侧且位于所述悬吊装置(2)延伸端下方的位置设有夹持装置(3)；

所述夹持装置(3)包括水平设置在所述调垂机本体(1)一侧且位于所述悬吊装置(2)延伸端下方的矩形托架(31)、对称且滑动设置在所述矩形托架(31)上的夹持板(32)以及设置在所述矩形托架(31)上的、可驱动所述夹持板(32)朝相互靠近或远离的方向水平滑动以对吊装的钢管柱进行夹紧或松开的驱动件(33)；

所述夹持装置(3)还包括设置在所述托架四角处的对所述托架进行调平的调节组件(35)。

2.根据权利要求1所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述矩形托架(31)包括一对相互平行的固定杆(311)以及一对高度低于所述固定杆(311)且固接在两所述固定杆(311)之间的连接杆(312)，所述固定杆(311)与所述调垂机本体(1)前进方向相垂直，所述固定杆(311)和所述连接杆(312)之间的高度差形成让位空间(313)；

所述让位空间(313)内靠近所述固定杆(311)的两侧分别固接有一对相互平行且沿所述固定杆(311)长度方向延伸的限位板(34)，两限位板(34)分别与所述固定杆(311)以及所述连接杆(312)的上端平齐，所述夹持板(32)对称设置在两对限位板(34)之间。

3.根据权利要求2所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述驱动件(33)为液压缸一，且对称设置有两对，每对驱动件(33)分别设置在所述夹持板(32)两侧的限位板(34)上，所述驱动件(33)的缸体与所述限位板(34)固接，所述驱动件(33)的活塞杆相互背离且与所述夹持板(32)靠近连接杆(312)的一侧固接。

4.根据权利要求2所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述调节组件(35)包括垂直固接在所述固定杆(311)上表面且靠近其端部的液压缸二(351)、以及固接在所述液压缸二(351)的活塞杆端部的水平板(352)，所述液压缸二(351)的活塞杆穿过所述固定杆(311)至其下端。

5.根据权利要求2所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述夹持装置(3)和所述调垂机本体(1)之间设有翻转装置(4)，所述翻转装置(4)包括一对相互平行的液压缸三(41)，所述液压缸三(41)的缸体与所述调垂机本体(1)铰接，所述液压缸三(41)的活塞杆与所述固定杆(311)固接，两液压缸三(41)之间固接有连杆(42)，所述连杆(42)与所述调垂机本体(1)之间设有可驱动所述夹持装置(3)沿水平轴转动以对其进行收放的液压缸四(43)，所述液压缸四(43)的活塞杆与所述连杆(42)铰接，所述液压缸四(43)的缸体与所述调垂机本体(1)铰接。

6.根据权利要求5所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述固定杆(311)上位于两所述调节组件(35)之间的位置分别设有一对辅助支撑组件(6)，所述辅助支撑组件(6)包括与所述液压缸三(41)相平行且螺纹连接在所述固定杆(311)上的螺杆(61)，所述螺杆(61)的一端穿过所述固定杆(311)至其下方，所述螺杆(61)穿过所述固定杆(311)的一端固接有辅助支撑柱(62)。

7.根据权利要求6所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述螺杆(61)远离所述辅助支撑柱(62)的一端插接有手柄(63)，所述手柄(63)与所述螺杆(61)垂直设置。

8.根据权利要求1所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述夹持板(32)呈矩形，且其上开设有半圆形夹持孔(321)，两所述半圆形夹持孔(321)之间形成与刚管柱相适配的圆形夹持孔。

9.根据权利要求1所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述夹持板(32)上开设有填沙孔(322)。

10.根据权利要求1所述的一种桩柱一体化施工用多功能钢管柱调垂机，其特征是：所述夹持板(32)上设置有若干沿连接杆(312)长度方向延伸的加强筋(323)。