CN110206319B - 基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，所述伸缩串筒装置包括串筒、设置在串筒顶端且用于对串筒进行定位的定位机构和设置在所述定位机构上且用于控制串筒伸缩的控制模块；该方法包括以下步骤：一、伸缩串筒装置的安装；二、湿润串筒；三、混凝土浇筑；四、伸缩串筒装置的拆除；五、后期补浇。本发明步骤简单，施工方便快捷，能够根据混凝土的实时浇筑高度自动控制串筒进行收缩，进而满足混凝土浇筑过程中对混凝土自由下落高度的灵活控制，有效地避免了混凝土出现离析现象，同时克服了目前需要人工逐个拆除单节串筒，操作费时费力，需要机械持续配合施工，混凝土浇筑效率低的问题，且实用性强，便于推广使用。

Description

基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法

技术领域

本发明属于混凝土柱浇筑技术领域，具体涉及一种基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，各种大跨度、大截面、超高结构的建筑也应运而生，因此，在建筑工地施工的过程中，经常需要浇筑一些高大的混凝土柱，而按照国家规范要求，当混凝土浇筑高度超过2m时需要采用串筒、导管或者溜槽进行浇筑，以防止混凝土出现离析现象，一旦出现离析现象，混凝土的和易性将破坏，致使混凝土产生蜂窝、孔洞等质量问题；同时，混凝土强度也会大幅度下降，影响混凝土结构的承载能力，破坏结构的安全性能，严重的还需要返工，会造成巨大的经济损失。

为了避免上述现象的产生，施工中经常采用一种需要人工边浇筑边进行拆除的单节串筒，单节串筒为上大下小的桶形结构，上下节串筒之间通过挂钩连接，随着混凝土浇筑面的不断上升，施工人员需要利用起重机将串筒提起，逐个取下单节串筒，操作费时费力，且需要机械配合，尤其是针对高大混凝土柱的施工，需要机械持续配合施工，严重影响了混凝土浇筑的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其步骤简单，施工方便快捷，能够根据混凝土的实时浇筑高度自动控制串筒进行收缩，进而满足混凝土浇筑过程中对混凝土自由下落高度的灵活控制，有效地避免了混凝土出现离析现象，同时克服了目前需要人工逐个拆除单节串筒，操作费时费力，需要机械持续配合施工，混凝土浇筑效率低的问题，且实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，所述伸缩串筒装置包括串筒、设置在串筒顶端且用于对串筒进行定位的定位机构和设置在所述定位机构上且用于控制串筒伸缩的控制模块，所述串筒包括多个首尾依次连接在一起的单节伸缩串筒，多个所述单节伸缩串筒之间通过法兰盘连接；

所述定位机构包括支撑架、设置在支撑架上的支撑板和设置在支撑架四个角上的锁紧部件，所述支撑板上开有与串筒连通的下料口，所述下料口上安装有料斗，所述支撑板上设置有带动串筒进行伸缩的驱动机构，所述驱动机构包括电机、与电机的输出轴传动连接的传动轴、一端卷绕在传动轴上且对串筒进行吊装的钢丝绳和一端卷绕在传动轴上且对测距传感器进行吊装的传感器连接线；

所述控制模块包括设置在支撑板顶部的微控制器，所述微控制器的输入端接有操作按键、安装在串筒底端的测距传感器和对电机的转动圈数进行检测的编码器，所述微控制器的输出端接有电机驱动器，所述电机驱动器的输出端与电机的输入端相接，所述支撑板的顶部设置有供传动轴转动安装的固定架，所述法兰盘上均匀开设有多个供钢丝绳和传感器连接线穿设的通孔，所述钢丝绳的另一端穿过所述通孔固定在串筒的底端，所述传感器连接线的一端绕过传动轴与微控制器的输入端连接，所述传感器连接线的另一端穿过所述通孔与测距传感器连接；

其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、伸缩串筒装置的安装：

步骤101、采用起重机将伸缩串筒装置吊至待浇筑混凝土柱模板的顶部，使串筒的底端伸入待浇筑混凝土柱模板内，并将支撑架放置在待浇筑混凝土柱模板的顶部；

步骤102、调节支撑架的位置，使串筒沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板沿高度方向的中心线重合，然后调节锁紧部件，将支撑架安装在待浇筑混凝土柱模板的顶部；

步骤103、操作操作按键打开，微控制器通过电机驱动器控制电机转动，电机转动带动传动轴转动，传动轴转动使卷绕在传动轴上的钢丝绳和传感器连接线伸长，串筒伸长；在串筒的底端远离串筒的顶端伸长的过程中，测距传感器对串筒底端与待浇筑混凝土柱模板底端的第一竖直间距进行检测，并将测得的第一竖直间距发送给微控制器，微控制器将得到的第一竖直间距与第一间距设定值进行比较判断，当测距传感器测得的第一竖直间距符合第一间距设定值时，微控制器通过电机驱动器控制电机停止转动，串筒停止伸长；其中，所述第一间距设定值的取值范围为1.5m～2m；

步骤二、湿润串筒：采用喷嘴对串筒的内侧壁进行喷洒，直至串筒的内侧壁全部湿润；

步骤三、混凝土浇筑:

步骤301、将混凝土泵车的输送管插入到料斗内；

步骤302、启动混凝土泵车进行浇筑，在混凝土浇筑的过程中，所述测距传感器对串筒底端与待浇筑混凝土柱模板内混凝土浇筑面之间的第二竖直间距进行检测，并将测得的第二竖直间距发送给微控制器，微控制器将得到的第二竖直间距与第二间距设定值进行比较判断，当测距传感器测得的第二竖直间距符合第二间距设定值时，微控制器通过电机驱动器控制电机反向转动，电机反向转动带动传动轴反向转动，传动轴反向转动将钢丝绳和传感器连接线卷绕在传动轴上，带动串筒的底端靠近串筒的顶端收缩；在串筒的底端靠近串筒的顶端收缩的过程中，编码器对电机的转动圈数进行检测，并将检测到的转动圈数发送至微控制器，微控制器将得到的转动圈数与转动圈数设定值进行比较判断，直至微控制器得到的转动圈数等于转动圈数设定值，则微控制器通过电机驱动器控制电机停止转动，串筒停止收缩；其中，第二间距设定值的取值范围为0.5m～1m，且单位时间内串筒底端向上移动的距离与单位时间内待浇筑混凝土柱模板内混凝土浇筑面向上移动的距离相等；

步骤303、多次重复步骤302，直至待浇筑混凝土柱模板内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板顶端之间的第三竖直间距不大于2m，混凝土泵车停止浇筑；

步骤四、伸缩串筒装置的拆除：

步骤401、调节锁紧部件，使支撑架能够从待浇筑混凝土柱模板顶部移除；

步骤402、采用起重机将伸缩串筒装置从待浇筑混凝土柱模板上移除；

步骤五、后期补浇：将混凝土泵车的输送管直接插入待浇筑混凝土柱模板顶部，启动混凝土泵车进行补浇，直至待浇筑混凝土柱模板内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板的顶端齐平，混凝土泵车停止浇筑。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述支撑架为四根钢管围设成的中部呈矩形且供支撑板安装的钢管支撑架，所述锁紧部件包括一端伸入所述钢管端部且能沿所述钢管长度方向伸缩的伸缩内管、设置在伸缩内管另一端且靠近串筒一侧的夹具和穿设在夹具上的螺栓。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤102中调节支撑架的位置，使串筒沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板沿高度方向的中心线重合，具体过程如下：

步骤1021、调节伸缩内管，使四个伸缩内管伸出四根钢管的长度相等，以确保串筒沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板沿高度方向的中心线重合；

步骤1022、将夹具夹装在待浇筑混凝土柱模板上，然后将螺栓拧紧，完成对支撑架的安装。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述钢丝绳的数量为多根，多根所述钢丝绳沿串筒圆周方向均匀布设，所述传动轴上设置有多个分别对多根卷绕在传动轴上的钢丝绳进行限位的限位板，所述测距传感器的数量至少为一个，一个所述测距传感器的传感器连接线与任意一根钢丝绳固定。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述支撑板上设置有滑轮，所述滑轮的数量与钢丝绳的数量相等，所述钢丝绳跨过滑轮卷绕在传动轴上。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述单节伸缩串筒为帆布伸缩管，所述帆布伸缩管的压缩比为1:(6～10)。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤二中湿润串筒的过程如下：将喷嘴伸入到串筒内，然后使喷嘴沿串筒高度方向自上而下进行匀速喷洒，直至串筒的内侧壁全部湿润，其中，所述喷嘴为旋转喷嘴。

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤一中伸缩串筒装置的安装之前，首先进行串筒的组装，具体过程如下：

步骤101、根据公式

得到所需的单节伸缩串筒的个数n；其中，H表示待浇筑混凝土柱模板的高度，h表示第一间距设定值；L表示单节伸缩串筒的最大伸长长度，且L的取值范围为1m～1.5m；

步骤102、将n个单节伸缩串筒通过n-1个法兰盘依次连接在一起，组成串筒，然后将连接好的串筒安装到支撑板的底部，且串筒与所述下料口连通；

步骤103、将钢丝绳的一端卷绕在传动轴上，并将钢丝绳的另一端穿过所述通孔固定在串筒的底端；然后将传感器连接线的一端卷绕在传动轴上并伸出传动轴与微控制器的输入端连接，之后将传感器连接线的另一端穿过所述通孔与固定在串筒底端的测距传感器连接；

上述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤302中电机的转动圈数设定值的获得过程如下：

根据公式

得到电机的转动圈数设定值m；其中，h′表示串筒底端靠近串筒顶端收缩距离的距离设定值，且h′的取值范围为1m～1.5m，d表示传动轴的直径。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明所采用的串筒为多个首尾依次连接在一起的单节伸缩串筒拼接而成，施工人员能够根据实际需要浇筑的混凝土柱的高度，选择适当数量的单节伸缩串筒进行拼接，得到满足施工要求长度的串筒，适应性强，使用灵活方便。

2、本发明通过在串筒的顶端设置定位机构，一方面，设置在支撑架上的支撑板能够为控制模块和驱动机构提供安装的空间，使得伸缩串筒装置的结构更加紧凑，便于对伸缩串筒装置进行安装和存放；另一方面，便于施工人员通过起重机对伸缩串筒装置进行吊装并对伸缩串筒装置进行定位和安装。

3、本发明通过在定位机构上设置控制模块，随着待浇筑混凝土柱模板内混凝土浇筑面的上升，微控制器能够根据待浇筑的混凝土柱模板内混凝土浇筑面与串筒底端之间距离的变化，自动控制电机的工作状态，进而控制串筒的收缩和测距传感器的位置，实现混凝土的连续浇筑，避免了出现混凝土离析现象，保证了混凝土浇筑的密实度和混凝土柱的质量，也避免了采用传统串筒施工时，人工逐个拆除单节串筒的不易，减少了机械配合，操作省时省力，且提高了混凝土的浇筑效率。

4、本发明通过在混凝土浇筑前对串筒进行湿润，能够防止混凝土沿串筒内侧壁下落的过程中，混凝土粘在串筒的内侧壁上，进而保证混凝土的正常下落和混凝土的浇筑效率。

5、本发明在进行混凝土浇筑时，当待浇筑混凝土柱模板内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板顶端之间的第三竖直间距不大于2m时，混凝土泵车停止浇筑，然后将伸缩串筒装置移除并进行后期补浇，一方面，可以避免在继续浇筑的情况下，可能会将串筒埋在混凝土柱内，影响混凝土的浇筑和伸缩串筒装置的移除；另一方面，在保证混凝土柱浇筑质量的前提下，便于后期直接通过混凝土泵车的输送管进行补浇，简化施工步骤。

综上所述，本发明步骤简单，施工方便快捷，能够根据混凝土的实时浇筑高度自动控制串筒进行收缩，进而满足混凝土浇筑过程中对混凝土自由下落高度的灵活控制，有效地避免了混凝土出现离析现象，同时克服了目前需要人工逐个拆除单节串筒，操作费时费力，需要机械持续配合施工，混凝土浇筑效率低的问题，且实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明伸缩串筒装置的使用状态图。

图2为图1去掉一块模板的结构示意图。

图3为本发明伸缩串筒装置的结构示意图。

图4为图3的A向视图。

图5为本发明控制模块的电路原理框图。

图6为本发明施工方法的流程框图。

附图标记说明:

1—串筒； 2—支撑架； 3—支撑板；

4—法兰盘； 5—钢丝绳； 6—电机；

7—微控制器； 8—电机驱动器； 9—测距传感器；

10—传感器连接线； 11—传动轴； 12—固定架；

13—滑轮； 14—锁紧部件； 14-1—伸缩内管；

14-2—夹具； 14-3—螺栓； 15—料斗；

16—限位板； 17—待浇筑混凝土柱模板； 18—编码器；

19—操作按键。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明所述伸缩串筒装置包括串筒1、设置在串筒1顶端且用于对串筒1进行定位的定位机构和设置在所述定位机构上且用于控制串筒1伸缩的控制模块，所述串筒1包括多个首尾依次连接在一起的单节伸缩串筒，多个所述单节伸缩串筒之间通过法兰盘4连接；

所述定位机构包括支撑架2、设置在支撑架2上的支撑板3和设置在支撑架2四个角上的锁紧部件14，所述支撑板3上开有与串筒1连通的下料口，所述下料口上安装有料斗15，所述支撑板3上设置有带动串筒1进行伸缩的驱动机构，所述驱动机构包括电机6、与电机6的输出轴传动连接的传动轴11、一端卷绕在传动轴11上且对串筒1进行吊装的钢丝绳5和一端卷绕在传动轴11上且对测距传感器9进行吊装的传感器连接线10；

所述控制模块包括设置在支撑板3顶部的微控制器7，所述微控制器7的输入端接有操作按键19、安装在串筒1底端的测距传感器9和对电机6的转动圈数进行检测的编码器18，所述微控制器7的输出端接有电机驱动器8，所述电机驱动器8的输出端与电机6的输入端相接，所述支撑板3的顶部设置有供传动轴11转动安装的固定架12，所述法兰盘4上均匀开设有多个供钢丝绳5和传感器连接线10穿设的通孔，所述钢丝绳5的另一端穿过所述通孔固定在串筒1的底端，所述传感器连接线10的一端绕过传动轴11与微控制器7的输入端连接，所述传感器连接线10的另一端穿过所述通孔与测距传感器9连接；

其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、伸缩串筒装置的安装：

步骤101、采用起重机将伸缩串筒装置吊至待浇筑混凝土柱模板17的顶部，使串筒1的底端伸入待浇筑混凝土柱模板17内，并将支撑架2放置在待浇筑混凝土柱模板17的顶部；

步骤102、调节支撑架2的位置，使串筒1沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板17沿高度方向的中心线重合，然后调节锁紧部件14，将支撑架2安装在待浇筑混凝土柱模板17的顶部；

步骤103、操作操作按键19打开，微控制器7通过电机驱动器8控制电机6转动，电机6转动带动传动轴11转动，传动轴11转动使卷绕在传动轴11上的钢丝绳5和传感器连接线10伸长，串筒1在自重的作用下伸长；在串筒1的底端远离串筒1的顶端伸长的过程中，测距传感器9对串筒1底端与待浇筑混凝土柱模板17底端的第一竖直间距进行检测，并将测得的第一竖直间距发送给微控制器7，微控制器7将得到的第一竖直间距与第一间距设定值进行比较判断，当测距传感器9测得的第一竖直间距符合第一间距设定值时，微控制器7通过电机驱动器8控制电机6停止转动，串筒1停止伸长；其中，所述第一间距设定值的取值范围为1.5m～2m；

步骤二、湿润串筒：采用喷嘴对串筒1的内侧壁进行喷洒，直至串筒1的内侧壁全部湿润；

步骤三、混凝土浇筑:

步骤301、将混凝土泵车的输送管插入到料斗15内；

步骤302、启动混凝土泵车进行浇筑，在混凝土浇筑的过程中，所述测距传感器9对串筒1底端与待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面之间的第二竖直间距进行检测，并将测得的第二竖直间距发送给微控制器7，微控制器7将得到的第二竖直间距与第二间距设定值进行比较判断，当测距传感器9测得的第二竖直间距符合第二间距设定值时，微控制器7通过电机驱动器8控制电机6反向转动，电机6反向转动带动传动轴11反向转动，传动轴11反向转动将钢丝绳5和传感器连接线10卷绕在传动轴11上，带动串筒1的底端靠近串筒1的顶端收缩；在串筒1的底端靠近串筒1的顶端收缩的过程中，编码器18对电机6的转动圈数进行检测，并将检测到的转动圈数发送至微控制器7，微控制器7将得到的转动圈数与转动圈数设定值进行比较判断，直至微控制器7得到的转动圈数等于转动圈数设定值，则微控制器7通过电机驱动器8控制电机6停止转动，串筒1停止收缩；其中，第二间距设定值的取值范围为0.5m～1m，且单位时间内串筒1底端向上移动的距离与单位时间内待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面向上移动的距离相等；

步骤303、多次重复步骤302，直至待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板17顶端之间的第三竖直间距不大于2m，混凝土泵车停止浇筑；

步骤四、伸缩串筒装置的拆除：

步骤401、调节锁紧部件14，使支撑架2能够从待浇筑混凝土柱模板17顶部移除；

步骤402、采用起重机将伸缩串筒装置从待浇筑混凝土柱模板17上移除；

步骤五、后期补浇：将混凝土泵车的输送管直接插入待浇筑混凝土柱模板17顶部，启动混凝土泵车进行补浇，直至待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板17的顶端齐平，混凝土泵车停止浇筑。

本实施例中，所采用的串筒1为多个首尾依次连接在一起的单节伸缩串筒拼接而成，施工人员能够根据实际需要浇筑的混凝土柱的高度，选择适当数量的单节伸缩串筒进行拼接，得到满足施工要求长度的串筒1，适应性强，使用灵活方便。

本实施例中，通过在串筒1的顶端设置定位机构，一方面，设置在支撑架2上的支撑板3能够为控制模块和驱动机构提供安装的空间，使得伸缩串筒装置的结构更加紧凑，便于对伸缩串筒装置进行安装和存放；另一方面，便于施工人员通过起重机对伸缩串筒装置进行吊装并对伸缩串筒装置进行定位和安装。

本实施例中，通过在定位机构上设置控制模块，随着待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面的上升，微控制器7能够根据待浇筑的混凝土柱模板17内混凝土浇筑面与串筒1底端之间距离的变化，自动控制电机6的工作状态，进而控制串筒1的收缩和测距传感器9的位置，实现混凝土的连续浇筑，避免了出现混凝土离析现象，保证了混凝土浇筑的密实度和混凝土柱的质量，也避免了采用传统串筒施工时，人工逐个拆除单节串筒的不易，减少了机械配合，操作省时省力，且提高了混凝土的浇筑效率。

本实施例中，通过在混凝土浇筑前对串筒1进行湿润，能够防止混凝土沿串筒1内侧壁下落的过程中，混凝土粘在串筒1的内侧壁上，进而保证混凝土的正常下落和混凝土的浇筑效率。

本实施例中，在进行混凝土浇筑时，当待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板17顶端之间的第三竖直间距不大于2m时，混凝土泵车停止浇筑，然后将伸缩串筒装置移除并进行后期补浇，一方面，可以避免在继续浇筑的情况下，可能会将串筒1埋在混凝土柱内，影响混凝土的浇筑和伸缩串筒装置的移除；另一方面，在保证混凝土柱浇筑质量的前提下，便于后期直接通过混凝土泵车的输送管进行补浇，简化施工步骤。

本实施例中，所述料斗15的横截面尺寸自下而上逐渐增大，在进行混凝土浇注时，所述料斗15能够有效避免从混凝土泵车输送管出口端流出的混凝土溅出料斗15，保证了施工现场的整洁，同时，减少了混凝土的浪费，进而节约资源、降低生产成本。

本实施例中，所述微控制器7的型号为STC89C52；所述电机驱动器8的型号为3ND2283；所述电机6的型号为130BYG350D。

本实施例中，所述测距传感器9可以采用激光测距传感器、超声波测距传感器或红外线测距传感器。优选地，所述测距传感器9采用激光测距传感器，所述激光测距传感器具有安装调试方便、测量精度高、量程大、响应速度快等优点，适应于混凝土浇筑过程中使用。进一步的优选，所述激光测距传感器选用SW-LDS30A系列的激光测距传感器。

本实施例中，在伸缩串筒装置的安装过程中，使串筒1沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板17沿高度方向的中心线重合，一方面，能够使支撑架2受力均匀，且串筒1不会在混凝土浇筑的过程中出现倾斜，进而保证混凝土的正常浇筑；另一方面，能够使得通过串筒1流入到待浇筑混凝土柱模板17内的混凝土能从待浇筑混凝土柱模板17的中心向四周流淌，尽可能地提高待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面的水平度，进而提高所测得的第一竖直间距值的准确度。

本实施例中，步骤一中将伸缩串筒装置安装到待浇筑混凝土柱模板17顶部之前，所述串筒1达到收缩状态时的最小长度，将伸缩串筒装置安装到待浇筑混凝土柱模板17顶部之后，再通过操作操作按键19控制串筒1伸长，一方面，能够节省伸缩串筒装置的占地面积，便于组装和运输；另一方面，便于采用起重机对伸缩串筒装置进行调运和调节支撑架2的位置。

如图1至图4所示，本实施例中，所述支撑架2为四根钢管围设成的中部呈矩形且供支撑板3安装的钢管支撑架，所述锁紧部件14包括一端伸入所述钢管端部且能沿所述钢管长度方向伸缩的伸缩内管14-1、设置在伸缩内管14-1另一端且靠近串筒1一侧的夹具14-2和穿设在夹具14-2上的螺栓14-3。

本实施例中，通过在钢管支撑架的四个角上连接锁紧部件14，施工人员能够通过调节伸缩内管14-1伸出钢管端部的长度来使得所述定位机构能满足不同尺寸待浇筑混凝土柱的使用要求，提高了伸缩串筒装置的适应性。

本实施例中，步骤102中调节支撑架的位置，使串筒1沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板17沿高度方向的中心线重合，具体过程如下：

步骤1021、调节伸缩内管14-1，使四个伸缩内管14-1伸出四根钢管的长度相等，以确保串筒1沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板17沿高度方向的中心线重合；

步骤1022、将夹具14-2夹装在待浇筑混凝土柱模板17上，然后将螺栓14-3拧紧，完成对支撑架2的安装。

本实施例中，步骤四中进行伸缩串筒装置的拆除时，只需将螺栓14-3旋松之后，即可采用起重机将伸缩串筒装置移除，操作简单，使用方便快捷。

如图1至图4所示，本实施例中，所述钢丝绳5的数量为多根，多根所述钢丝绳5沿串筒1圆周方向均匀布设，所述传动轴11上设置有多个分别对多根卷绕在传动轴11上的钢丝绳5进行限位的限位板16，所述测距传感器9的数量至少为一个，一个所述测距传感器9的传感器连接线10与任意一根钢丝绳5固定。

本实施例中，所述钢丝绳5的数量至少为三根，三根所述钢丝绳5沿串筒1的圆周方向均布，以保证串筒1的底端远离串筒1的顶端伸长或串筒1的底端靠近串筒1的顶端收缩过程中的平稳性，进而保证混凝土浇筑的连续性和混凝土柱的质量。

本实施例中，所述传感器连接线10与任意一根钢丝绳5固定，能够便于电机6带动传动轴11转动将钢丝绳5和传感器连接线10同时卷绕到传动轴11上，进而保证测距传感器9能与串筒1同步向上移动，同时能够延长传感器连接线10的使用寿命。

本实施例中，所述限位板16的数量为多个，每两个限位板16为一组，形成对卷绕在传动轴11上的钢丝绳5和传感器连接线10进行限位的限位槽，所述限位槽的个数与钢丝绳5的个数相等。

如图1至图4所示，本实施例中，所述支撑板3上设置有滑轮13，所述滑轮13的数量与钢丝绳5的数量相等，所述钢丝绳5跨过滑轮13卷绕在传动轴11上。

本实施例中，所述支撑板3上开设有供钢丝绳5和传感器连接线10穿过的穿设孔，所述滑轮13设置所述穿设孔与传动轴11之间且靠近所述穿设孔，所述滑轮13靠近所述穿设孔一侧的凹槽面与所述穿设孔靠近滑轮13一侧的孔壁位于同一条直线上，这样在将钢丝绳5和传感器连接线10卷绕到传动轴11上的过程中，可以通过滑轮13进行过渡，以防止钢丝绳5和传感器连接线10直接穿出支撑板3卷绕到传动轴11上时，所述钢丝绳5和传感器连接线10与支撑板3的接触处容易出现磨损，从而能够延长钢丝绳5和传感器连接线10的使用寿命。

本实施例中，所述滑轮13与所述限位槽之间的连接线与传动轴11垂直，这样能保证多根钢丝绳5能同步上升，进而保证串筒1正常且平稳的伸缩，以及伸缩串筒装置的正常使用及混凝土的正常浇筑。

本实施例中，所述单节伸缩串筒为帆布伸缩管，所述帆布伸缩管的压缩比为1:(6～10)。

本实施例中，所述单节伸缩串筒采用帆布伸缩管的目的是，帆布伸缩管的重量较轻，便于通过电机6对串筒1进行提升，能够减小电机6电能的消耗，同时，帆布坚固耐折，且具有良好的防水性能，能够适应于混凝土浇注用。

本实施例中，所述帆布伸缩管的压缩比为1:(6～10)，使得串筒1达到收缩状态时的最小长度不超过2m，进而保证待浇筑混凝土柱模板17内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板17顶端之间的第三竖直间距不大于2m，便于后续直接通过混凝土泵车进行补浇。

本实施例中，步骤二中湿润串筒的过程如下：将喷嘴伸入到串筒1内，然后使喷嘴沿串筒1高度方向自上而下进行匀速喷洒，直至串筒1的内侧壁全部湿润，其中，所述喷嘴为旋转喷嘴。

本实施例中，采用旋转喷嘴沿串筒1高度方向自上而下进行匀速喷洒，能够加快串筒1湿润的速度，同时，能够保证串筒1的内侧壁被均匀的湿润。

本实施例中，所述喷嘴的流量为1L/min～3L/min,所述喷嘴沿串筒(1)高度方向自上而下运动的速度5m/min～8m/min。

本实施例中，步骤一中伸缩串筒装置的安装之前，首先进行串筒的组装，具体过程如下：

步骤101、根据公式

得到所需的单节伸缩串筒的个数n；其中，H表示待浇筑混凝土柱模板17的高度，h表示第一间距设定值；L表示单节伸缩串筒的最大伸长长度，且L的取值范围为1m～1.5m；

步骤102、将n个单节伸缩串筒通过n-1个法兰盘4依次连接在一起，组成串筒1，然后将连接好的串筒1安装到支撑板3的底部，且串筒1与所述下料口连通；

步骤103、将钢丝绳5的一端卷绕在传动轴11上，并将钢丝绳5的另一端穿过所述通孔固定在串筒1的底端；然后将传感器连接线10的一端卷绕在传动轴11上并伸出传动轴11与微控制器7的输入端连接，之后将传感器连接线10的另一端穿过所述通孔与固定在串筒1底端的测距传感器9连接；

本实施例中，步骤302中电机6的转动圈数设定值的获得过程如下：

根据公式

得到电机6的转动圈数设定值m；其中，h′表示串筒1底端靠近串筒1顶端收缩距离的距离设定值，且h′的取值范围为1m～1.5m，d表示传动轴11的直径。

本实施例中，需要说明的是，所述混凝土柱指的是高度在5m以上的混凝土柱，且所述伸缩串筒装置不仅仅适用于混凝土柱的浇筑，还适应于其他混凝土结构的浇筑。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，所述伸缩串筒装置包括串筒(1)、设置在串筒(1)顶端且用于对串筒(1)进行定位的定位机构和设置在所述定位机构上且用于控制串筒(1)伸缩的控制模块，所述串筒(1)包括多个首尾依次连接在一起的单节伸缩串筒，多个所述单节伸缩串筒之间通过法兰盘(4)连接；

所述定位机构包括支撑架(2)、设置在支撑架(2)上的支撑板(3)和设置在支撑架(2)四个角上的锁紧部件(14)，所述支撑板(3)上开有与串筒(1)连通的下料口，所述下料口上安装有料斗(15)，所述支撑板(3)上设置有带动串筒(1)进行伸缩的驱动机构，所述驱动机构包括电机(6)、与电机(6)的输出轴传动连接的传动轴(11)、一端卷绕在传动轴(11)上且对串筒(1)进行吊装的钢丝绳(5)和一端卷绕在传动轴(11)上且对测距传感器(9)进行吊装的传感器连接线(10)；

所述控制模块包括设置在支撑板(3)顶部的微控制器(7)，所述微控制器(7)的输入端接有操作按键(19)、安装在串筒(1)底端的测距传感器(9)和对电机(6)的转动圈数进行检测的编码器(18)，所述微控制器(7)的输出端接有电机驱动器(8)，所述电机驱动器(8)的输出端与电机(6)的输入端相接，所述支撑板(3)的顶部设置有供传动轴(11)转动安装的固定架(12)，所述法兰盘(4)上均匀开设有多个供钢丝绳(5)和传感器连接线(10)穿设的通孔，所述钢丝绳(5)的另一端穿过所述通孔固定在串筒(1)的底端，所述传感器连接线(10)的一端绕过传动轴(11)与微控制器(7)的输入端连接，所述传感器连接线(10)的另一端穿过所述通孔与测距传感器(9)连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、伸缩串筒装置的安装：

步骤101、采用起重机将伸缩串筒装置吊至待浇筑混凝土柱模板(17)的顶部，使串筒(1)的底端伸入待浇筑混凝土柱模板(17)内，并将支撑架(2)放置在待浇筑混凝土柱模板(17)的顶部；

步骤102、调节支撑架(2)的位置，使串筒(1)沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板(17)沿高度方向的中心线重合，然后调节锁紧部件(14)，将支撑架(2)安装在待浇筑混凝土柱模板(17)的顶部；

步骤103、操作操作按键(19)打开，微控制器(7)通过电机驱动器(8)控制电机(6)转动，电机(6)转动带动传动轴(11)转动，传动轴(11)转动使卷绕在传动轴(11)上的钢丝绳(5)和传感器连接线(10)伸长，串筒(1)伸长；在串筒(1)伸长的过程中，测距传感器(9)对串筒(1)底端与待浇筑混凝土柱模板(17)底端的第一竖直间距进行检测，并将测得的第一竖直间距发送给微控制器(7)，微控制器(7)将得到的第一竖直间距与第一间距设定值进行比较判断，当测距传感器(9)测得的第一竖直间距符合第一间距设定值时，微控制器(7)通过电机驱动器(8)控制电机(6)停止转动，串筒(1)停止伸长；其中，所述第一间距设定值的取值范围为1.5m～2m；

步骤二、湿润串筒：采用喷嘴对串筒(1)的内侧壁进行喷洒，直至串筒(1)的内侧壁全部湿润；

步骤三、混凝土浇筑:

步骤301、将混凝土泵车的输送管插入到料斗(15)内；

步骤302、启动混凝土泵车进行浇筑，在混凝土浇筑的过程中，所述测距传感器(9)对串筒(1)底端与待浇筑混凝土柱模板(17)内混凝土浇筑面之间的第二竖直间距进行检测，并将测得的第二竖直间距发送给微控制器(7)，微控制器(7)将得到的第二竖直间距与第二间距设定值进行比较判断，当测距传感器(9)测得的第二竖直间距符合第二间距设定值时，微控制器(7)通过电机驱动器(8)控制电机(6)反向转动，电机(6)反向转动带动传动轴(11)反向转动，传动轴(11)反向转动将钢丝绳(5)和传感器连接线(10)卷绕在传动轴(11)上，带动串筒(1)的底端靠近串筒(1)的顶端收缩；在串筒(1)的底端靠近串筒(1)的顶端收缩的过程中，编码器(18)对电机(6)的转动圈数进行检测，并将检测到的转动圈数发送至微控制器(7)，微控制器(7)将得到的转动圈数与转动圈数设定值进行比较判断，直至微控制器(7)得到的转动圈数等于转动圈数设定值，则微控制器(7)通过电机驱动器(8)控制电机(6)停止转动，串筒(1)停止收缩；其中，第二间距设定值的取值范围为0.5m～1m；

步骤303、多次重复步骤302，直至待浇筑混凝土柱模板(17)内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板(17)顶端之间的第三竖直间距不大于2m，混凝土泵车停止浇筑；

步骤四、伸缩串筒装置的拆除：

步骤401、调节锁紧部件(14)，使支撑架(2)能够从待浇筑混凝土柱模板(17)顶部移除；

步骤402、采用起重机将伸缩串筒装置从待浇筑混凝土柱模板(17)上移除；

步骤五、后期补浇：将混凝土泵车的输送管直接插入待浇筑混凝土柱模板(17)顶部，启动混凝土泵车进行补浇，直至待浇筑混凝土柱模板(17)内混凝土浇筑面与待浇筑混凝土柱模板(17)的顶端齐平，混凝土泵车停止浇筑。

2.按照权利要求1所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述支撑架(2)为四根钢管围设成的中部呈矩形且供支撑板(3)安装的钢管支撑架，所述锁紧部件(14)包括一端伸入所述钢管端部且能沿所述钢管长度方向伸缩的伸缩内管(14-1)、设置在伸缩内管(14-1)另一端且靠近串筒(1)一侧的夹具(14-2)和穿设在夹具(14-2)上的螺栓(14-3)。

3.按照权利要求2所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤102中调节支撑架的位置，使串筒(1)沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板(17)沿高度方向的中心线重合，具体过程如下：

步骤1021、调节伸缩内管(14-1)，使四个伸缩内管(14-1)伸出四根钢管的长度相等，以确保串筒(1)沿高度方向的中心线与待浇筑混凝土柱模板(17)沿高度方向的中心线重合；

步骤1022、将夹具(14-2)夹装在待浇筑混凝土柱模板(17)上，然后将螺栓(14-3)拧紧，完成对支撑架(2)的安装。

4.按照权利要求1所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述钢丝绳(5)的数量为多根，多根所述钢丝绳(5)沿串筒(1)圆周方向均匀布设，所述传动轴(11)上设置有多个分别对多根卷绕在传动轴(11)上的钢丝绳(5)进行限位的限位板(16)，所述测距传感器(9)的数量至少为一个，一个所述测距传感器(9)的传感器连接线(10)与任意一根钢丝绳(5)固定。

5.按照权利要求4所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述支撑板(3)上设置有滑轮(13)，所述滑轮(13)的数量与钢丝绳(5)的数量相等，所述钢丝绳(5)跨过滑轮(13)卷绕在传动轴(11)上。

6.按照权利要求1所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：所述单节伸缩串筒为帆布伸缩管，所述帆布伸缩管的压缩比为1:(6～10)。

7.按照权利要求1所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤二中湿润串筒的过程如下：将喷嘴伸入到串筒(1)内，然后使喷嘴沿串筒(1)高度方向自上而下进行匀速喷洒，直至串筒(1)的内侧壁全部湿润，其中，所述喷嘴为旋转喷嘴。

8.按照权利要求1所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤一中伸缩串筒装置的安装之前，首先进行串筒的组装，具体过程如下：

步骤101、根据公式

得到所需的单节伸缩串筒的个数n；其中，H表示待浇筑混凝土柱模板(17)的高度，h表示第一间距设定值；L表示单节伸缩串筒的最大伸长长度，且L的取值范围为1m～1.5m；

步骤102、将n个单节伸缩串筒通过n-1个法兰盘(4)依次连接在一起，组成串筒(1)，然后将连接好的串筒(1)安装到支撑板(3)的底部，且串筒(1)与所述下料口连通；

步骤103、将钢丝绳(5)的一端卷绕在传动轴(11)上，并将钢丝绳(5)的另一端穿过所述通孔固定在串筒(1)的底端；然后将传感器连接线(10)的一端卷绕在传动轴(11)上并伸出传动轴(11)与微控制器(7)的输入端连接，之后将传感器连接线(10)的另一端穿过所述通孔与固定在串筒(1)底端的测距传感器(9)连接；

9.按照权利要求1所述的基于伸缩串筒装置的混凝土柱浇筑施工方法，其特征在于：步骤302中电机(6)的转动圈数设定值的获得过程如下：

根据公式

得到电机(6)的转动圈数设定值m；其中，h′表示串筒(1)底端靠近串筒(1)顶端收缩距离的距离设定值，且h′的取值范围为1m～1.5m，d表示传动轴(11)的直径。

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