CN114855636B - 一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架及其安装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁施工技术领域，具体是一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架及其安装施工方法,预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架包括胎架本体结构，在胎架本体结构的中央设置有圆形通道；限位套管贯穿胎架本体结构并绕圆形通道的边缘均匀分布；径向微调组件连接多个限位套管，用于沿圆形通道的径向对多个限位套管的位置同步微调；通过在上限位板和下限位板上设置的直槽口，配合转盘上设置的斜槽口，使得转盘转动时可沿径向对多个限位套管的位置进行调整，实现多个限位套管能够合围成不同直径大小的圆柱；一方面可以对不同直径的承台上所沿不同直径的圆预埋的钢筋进行定位，另一方面也可消除预埋和绑扎时带来的钢筋位置误差。

Description

一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架及其安装施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工技术领域，具体是一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架及其安装施工方法。

背景技术

在桥梁建设施工过程中，装配式施工技术可以显著缩短建设工期。装配式下部结构施工中预制墩柱与承台之间的连接、预制盖梁与墩柱之间的连接对施工精细化要求甚高，连接钢筋预埋位置或相邻墩柱之间相对位置稍有偏差即可能影响后续施工。

传统钢筋预埋方法即采用全站仪定位预埋钢筋位置，在承台钢筋现场绑扎完成后进行预埋、绑扎，因工人质量意识不一、水平不一，传统方法在预埋过程中难以保障钢筋位置预埋准确、牢固，在承台混凝土浇筑时，极易出现钢筋位移、上浮等现象，影响预埋钢筋位置及高程精确度，造成预埋位置偏差较大，立柱、盖梁无法对位安装情况。

中国专利公开了一种桥梁装配式墩柱钢筋连接精确定位装置（专利号为CN210458966U），中国专利还公开了一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架（专利号为CN216238168U），虽然均可将钢筋定位设置在限位钢管或限位套管中；但是在实际施工过程中，由于人工预埋和绑扎的误差较大，导致预埋绑扎好后的钢筋往往与设计参数存在较大的差异；而限位钢管或限位套管的位置是固定的，导致钢筋无法与限位套管或限位钢管适配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架及其安装施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，包括：

胎架本体结构，在所述胎架本体结构的中央设置有供承台模板穿过的圆形通道；

限位套管，所述限位套管贯穿胎架本体结构；限位套管为多个，并绕圆形通道的边缘均匀分布；

径向微调组件，所述径向微调组件连接多个所述限位套管，用于沿圆形通道的径向，对多个限位套管的位置同步微调，以使多个限位套管能够合围成不同直径大小的圆柱。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：所述胎架本体结构包括两个等长且平行设置的横梁，以及设置在所述横梁上下两侧的上限位板和下限位板；上限位板和下限位板中央均开设有圆形缺口；上限位板和下限位板上的圆形缺口同轴，形成贯穿胎架本体结构的圆形通道；所述径向微调组件包括直槽口和斜槽口；所述上限位板和下限位板之间设置有转盘，所述转盘可绕所述圆形缺口转动，所述斜槽口为多个，且设置在转盘上，多个斜槽口沿圆形缺口的外周均匀分布；所述上限位板和下限位板上均设置有多个直槽口，多个直槽口也沿圆形缺口的外周均匀分布；上限位板和下限位板上的直槽口均沿圆形缺口的径向开设，且与转盘上的斜槽口一一对应。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：所述限位套管贯穿上限位板上的直槽口、转盘上的斜槽口、以及下限位板上的直槽口；所述限位套管的外壁上设置有卡圈，卡圈共为四个，由上至下分别为一号卡圈、二号卡圈、三号卡圈、以及四号卡圈，所述一号卡圈与上限位板的上表面贴合，四号卡圈与下限位板的下表面贴合，转盘处于二号卡圈和三号卡圈之间；所述转盘连接调整结构，所述调整结构用于驱动所述转盘绕所述圆形缺口转动。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：所述调整结构包括：转轴，所述转轴一端同上限位板转动配合，且转轴贯穿所述下限位板；环向齿轮，所述环向齿轮设置在转轴上，且环向齿轮处于上限位板和下限位板之间；第一弧形齿，所述第一弧形齿设置在转盘的边缘，并与环向齿轮啮合；所述转轴、环向齿轮、第一弧形齿均为多个，且沿圆形缺口的周向分布；靠近其中一个横梁的两个转轴穿过下限位板的一端固定有蜗轮，所述下限位板上沿横梁的长度方向转动设置有蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮配合。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：在所述限位套管上沿圆周等距设置开设有多个插孔，每一插孔中均滑动插设有一个夹紧杆，所述夹紧杆沿所述限位套管的径向设置；在每一限位套管上均设置有多爪卡盘结构，所述多爪卡盘结构连接所述夹紧杆，用于驱动限位套管上的多个夹紧杆沿限位套管的径向相互靠近或远离；所述多爪卡盘结构包括：爪盘，所述爪盘同轴固定安装在所述限位套管的外壁上；顶盘，所述顶盘转动设置在所述限位套管上；滑块，所述滑块为多个，并与多个夹紧杆配合，所述滑块沿所述爪盘的径向滑动设置在所述爪盘上；多个所述滑块与多个夹紧杆一一对应，每一滑块上均固定有一个夹紧杆；

其中，所述爪盘上开设有多个滑槽，所述滑槽沿所述爪盘的径向设置，滑块滑动设置在所述滑槽中；所述滑块朝向顶盘的一面上开设有涡状螺旋槽，顶盘朝向爪盘的一面上设置有同所述涡状螺旋槽配合的涡状螺旋齿；在所述限位套管的外部固定有导杆，所述导杆沿限位套管的径向设置，并指向圆形缺口的中心；所述上限位板和下限位板上均固定有与所述导杆对应的多个立片，立片上开设有同所述导杆滑动配合的导孔。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：还包括定位机构，所述定位机构包括：固定环，所述固定环的两边分别具有一个竖直向下的延伸部，所述固定环通过其两边延伸部与两个横梁固定，且固定环与圆形缺口同心；齿圈，所述齿圈转动设置在所述固定环上，且与所述固定环同心；第一伞齿轮，所述第一伞齿轮通过传动结构与所述齿圈连接，所述第一伞齿轮同轴设置在所述顶盘上。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：所述齿圈的下部固定有转动环，所述转动环的下部设置有截面呈优弧状的环体；在所述固定环的上表面开设有同所述环体相适配的环形槽，所述环体活动嵌合在所述环形槽中；所述爪盘上设置有竖直安装部，所述竖直安装部上转动安装有轴套，所述轴套的一端固定有同第一伞齿轮啮合的第三伞齿轮；轴套的内壁沿其轴线方向设置有键槽，轴套沿齿圈的径向设置，且轴套与插轴同轴配合；所述插轴通过立板与固定环转动连接，在插轴的外壁上沿其轴线方向设置有同所述键槽滑动配合的卡键；插轴靠近齿圈的一端固定有同齿圈啮合的第二伞齿轮。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：在其中一个所述横梁上设置有连接架，所述连接架沿所述横梁的长度方向设置；在所述横梁一侧沿横梁的长度方向固定有侧边架，所述侧边架上转动设置有丝杠，丝杠也沿横梁的长度方向设置，且丝杠的一端穿过侧边架；所述丝杠穿过移动件并与移动件螺纹配合，所述移动件朝向侧边架的一面转动设置有转辊，所述转辊与所述侧边架表面滚动贴合；在移动件背离侧边架的一面设置有直齿板，齿圈的外周上设置有第二弧形齿，且第二弧形齿与直齿板咬合。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架：还包括：桁架，所述桁架为两根并平行设置，桁架与横梁垂直；两个桁架之间通过跨梁固定，跨梁与横梁平行；两个桁架与跨梁构成整体架结构；导向槽，所述整体架结构的两侧对称设置有一组胎架本体结构，在胎架本体结构中的横梁端部固定有端块，所述导向槽设置在两个桁架的相对一面上，且端块沿桁架的长度方向滑动设置在所述导向槽中；穿槽，所述穿槽设置在所述桁架背离导向槽的一面上；其中，所述端块上开设有螺纹孔，螺纹孔螺纹安装有定位螺栓，所述定位螺栓穿过穿槽和导向槽与螺纹孔配合。

如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架的安装施工方法：包括如下步骤：步骤一，钢筋预埋绑扎，根据承台或墩柱的直径尺寸，按施工设计图纸在承台或墩柱上预埋并绑扎钢筋；步骤二，放样测绘，采用全站仪放样测绘出承台的纵向和横向轴线，调整两胎架本体结构的间距和限位套管的位置；步骤三，吊运，将整体定位胎架吊至承台或墩柱顶，调整整体定位胎架位置，使两个胎架本体结构中的圆形通道的轴线与承台轴线重合，并将整体定位胎架两端通过连接角钢与承台模板外缘焊接固定；在两个胎架本体结构中的圆形通道的轴线与承台轴线重合后，下放整体定位胎架，使预埋的各个钢筋穿过限位套管；步骤四，将穿过限位套管的钢筋通过夹紧杆紧固在限位套管中，用全站仪测量预埋钢筋顶面高程、平面位置；步骤五，复核浇筑，复核预埋钢筋的位置，复核无误后浇筑承台混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在上限位板和下限位板上设置一一对应的直槽口，配合转盘上设置的斜槽口，使得在转盘转动时可沿圆形通道的径向对多个限位套管的位置进行调整，使多个限位套管能够合围成不同直径大小的圆柱；一方面可以对不同直径的承台上所沿不同直径的圆预埋的钢筋进行定位，另一方面也可消除预埋和绑扎时带来的钢筋位置误差。

此外，通过设置的多爪卡盘结构能够快速的对多个钢筋一步锁紧，大大节省了施工时间，提高了施工效率，同时还可提高钢筋锁紧定位的精度。

附图说明

图1为本发明提供的适用于单柱定位的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架的结构示意图；

图2为限位套管穿过直槽口和斜槽口时的胎架本体结构的结构示意图；

图3为胎架本体结构与调整结构分解后的结构示意图；

图4为图3另一视角的结构示意图；

图5为在图1的基础上附加多爪卡盘结构后的结构示意图；

图6为在图5的基础上仅保留其中一个多爪卡盘结构时的结构示意图；

图7为在图6的基础上将顶盘从爪盘上限位套管上分离后的结构示意图；

图8为在图7的基础上拆除上下限位板和横梁后的结构示意图；

图9为限位套管和爪盘以及顶盘的结构示意图；

图10为将爪盘从限位套管上拆离并使滑块从滑槽中脱离时的结构示意图；

图11为图10另一方位的结构示意图；

图12为定位机构和其中一个多爪卡盘结构配合时的结构示意图；

图13为固定环和其中一个多爪卡盘分离时的结构示意图；

图14为轴套与插轴分离后的结构示意图；

图15为固定环、转动环、以及齿圈分离后的结构示意图；

图16为其中一个多爪卡盘结构和固定环、转动环、以及齿圈配合时的俯视图；

图17为图16的A-A向视图；

图18为图17中a处的放大图；

图19为固定环、转动环、以及齿圈分离后的俯视图；

图20为图19的B-B向视图；

图21为图20中b处的放大图；

图22为齿圈、直齿板、移动件、以及丝杠配合时的结构示意图；

图23为连接架、侧边架、丝杠、以及移动件从横梁和上限位板上拆分后的结构示意图；

图24为图23中仅保留连接架、侧边架、丝杠、以及移动件时的结构示意图；

图25为本发明提供的适用于双柱定位的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架的结构示意图；

图26为图25中将两个适用于单柱定位的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架从整体架结构上拆分后的结构示意图；

图中：1、横梁；2、上限位板；3、下限位板；4、转盘；5、直槽口；6、斜槽口；7、限位套管；8、卡圈；9、导杆；10、立片；11、环向齿轮；12、第一弧形齿；13、蜗轮；14、蜗杆；15、爪盘；16、顶盘；17、凸缘；18、第一伞齿轮；19、涡状螺旋齿；20、滑块；21、夹紧杆；22、插孔；23、滑槽；24、竖直安装部；25、固定环；26、第二伞齿轮；27、第三伞齿轮；28、轴套；29、插轴；30、卡键；31、键槽；32、转动环；33、齿圈；34、环形槽；35、第二弧形齿；36、连接架；37、侧边架；38、丝杠；39、移动件；40、直齿板；41、转辊；42、桁架；43、吊耳；44、端块；45、定位螺栓；46、导向槽；47、穿槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方案中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方案仅仅是本发明一部分实施方案，而不是全部的实施方案。

请参阅图1~图5，作为本发明的一种实施方案:一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，适用于单根立柱钢筋的定位，包括：

胎架本体结构，所述胎架本体结构呈矩形框架状；

所述胎架本体结构包括两个等长且平行设置的横梁1，在所述横梁1的上下两侧分别固定安装有上限位板2和下限位板3，上限位板2和下限位板3中央均开设有圆形缺口；上限位板2和下限位板3上的圆形缺口同轴，形成贯穿胎架本体结构的圆形通道，以供承台模板穿过。

限位套管7，所述限位套管7具有多个，且贯穿上限位板2和下限位板3，多个限位套管7沿圆形缺口的外周呈圆周等角度分布。

径向微调组件，所述上限位板2和下限位板3之间设置有转盘4，所述转盘4可绕所述圆形缺口转动，所述转盘4上设置有多个斜槽口6，多个斜槽口6沿圆形缺口的外周均匀分布；所述上限位板2和下限位板3上均设置有多个直槽口5，多个直槽口也沿圆形缺口的外周均匀分布；

上限位板2和下限位板3上的直槽口5均沿圆形缺口的径向开设，且与转盘4上的斜槽口6一一对应，上限位板2和下限位板3上的直槽口5同转盘4上的斜槽口6形成径向微调组件；所述限位套管7贯穿上限位板2上的直槽口5、转盘4上的斜槽口6、下限位板3上的直槽口5，且在斜槽口6绕圆形缺口转动时，带动多个限位套管7朝圆形缺口的径向同步活动微调，使多个限位套管7能够形成不同直径大小的圆柱，合围在不同直径大小的承台模板上，从而使得限位套管7能够适配不同直径大小的承台上预埋的多个钢筋。

注意的是，斜槽口6和直槽口5的宽度均与限位套管7的外径相当，即限位套管7贯穿直槽口5和斜槽口6时，限位套管7在直槽口5和斜槽口6的宽度方向上不可活动。

该实施方案实现的原理如下：

现有的施工手段中，装配式桥梁在进行装配式施工时，预制墩柱与承台之间的连接、预制盖梁与墩柱之间的连接，均通过预埋钢筋进行对接；

例如墩柱与承台连接时，需要先在承台上预埋、绑扎钢筋，然后再向预埋、绑扎有的钢筋承台上浇筑混凝土，使钢筋下段牢固地与承台顶部形成一体，而钢筋上段突出承台；待混凝土凝固后，通过突出于承台的钢筋上段实现承台与墩柱的精准对接。

由于承台与墩柱均为柱状，故钢筋均采用圆周分布的方式预埋绑扎在承台上，欲使墩柱能够与钢筋上段精准对接，则必须保证钢筋精准地浇筑在承台上；而在实际浇筑之时，由于钢筋易在流动的混凝土上浮动，并跟随流动的混凝土产生移位，故需要借助胎架对预埋和绑扎的钢筋进行定位。

本发明实施方案中的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架就是起到对预埋、绑扎后的钢筋进行定位的作用；将沿承台顶部圆周分布的多个钢筋预埋绑扎后，通过限位套管7使每一钢筋相对承台的径向位置固定，以防止浇筑混凝土时，钢筋跟随流动的混凝土沿承台的径向移位。

由于不同跨度的桥梁所对应的承台及墩柱的尺寸是不同的，故预埋绑扎的多个钢筋所合围呈的圆的直径也是不同；即使对于同一跨度的桥梁，在面对不同的施工方案、桥梁承载力、施工所用材料种类时，承台及墩柱的尺寸可能也会存在少许偏差；

故本发明实施方案中增加了径向微调组件，通过设置的径向微调组件可以对多个限位套管7的位置进行调整，以适应预埋钢筋合围所成的不同直径的圆。

目前在用的胎架上的限位套管7的位置基本都是固定的，因此现有的胎架均是专用胎架，在施工之前通过预制的方式加工完成；而在实际施工过程中，可能由于墩柱的设计原因、钢筋的预埋误差、绑扎误差、胎架的加工误差，均会导致预制的胎架与实际预埋绑扎后的钢筋不匹配，从而出现钢筋无法穿过限位套管7的问题。

例如对于直径1米的承台，根据设计，需在承台上预埋绑扎直径为0.7米的钢筋；故预制的胎架中，限位套管7沿圆周分布的直径为0.7米；而在实际预埋绑扎过程中，由于预埋和绑扎均为人工施工，因此必然会存在误差，且该误差属于合理误差，可能会出现预埋绑扎好后的钢筋呈直径为0.69的圆分布；或者是由于胎架预制的加工误差，导致成型后的胎架上的限位套管7沿圆周分布的直径并不能达到0.7米，此时便会出现预制的胎架与实际预埋绑扎后的钢筋不匹配，钢筋无法穿过限位套管7，限位套管7不能有效地对钢筋定位的问题。

而本发明中，通过设置的径向微调组件，便可解决上述问题，通过转动转盘4可使多个限位套管7沿圆形缺口的径向同步移动，从而使得限位套管7能够与预埋绑扎后的钢筋套合，即便预埋绑扎后的钢筋存在合理误差，或胎架存在合理的加工误差。

所述限位套管7的外壁上设置有卡圈8，卡圈8共为四个，由上至下分别为一号卡圈、二号卡圈、三号卡圈、以及四号卡圈，所述一号卡圈与上限位板2的上表面贴合，四号卡圈与下限位板3的下表面贴合，转盘4处于二号卡圈和三号卡圈之间，即二号卡圈与转盘4的上表面贴合，三号卡圈与转盘4的下表面贴合；

由于上限位板2和下限位板3分别设置在横梁1的上下两侧，故可理解为上限位板2、下限位板3、以及横梁1三者之间相互固定；通过设置的一号卡圈和四号卡圈可以避免限位套管7在其自身的轴线方向上相对上限位板2和下限位板3移位；而通过设置的二号卡圈和三号卡圈可以避免转盘4在限位套管7的轴线方向上相对限位套管7移位；即利用四个卡圈8使得胎架本体结构、限位套管7、以及转盘4之间，在承台或墩柱的轴向方向上不会产生错位。

作为本发明进一步的实施方案：

请参阅图1~图5，在所述下限位板3上设置有连接所述转盘4，并用于驱动所述转盘4绕所述圆形缺口转动的调整结构；

所述调整结构包括：

转轴，所述转轴一端同上限位板2转动配合，且转轴贯穿所述下限位板3；具体是，转轴的上端与上限位板2的下表面转动连接，下限位板3上开设有供转轴穿过并转动的圆孔；

环向齿轮11，所述环向齿轮11设置在转轴上，且环向齿轮11处于上限位板2和下限位板3之间；

第一弧形齿12，所述第一弧形齿12设置在转盘4的边缘，并与环向齿轮11啮合；

为了对转盘4的径向范围约束，所述转轴、环向齿轮11、第一弧形齿12均为多个，且沿圆形缺口的周向分布；

本发明附图中给出的示例中，转轴、环向齿轮11、以及第一弧形齿12设置在上限位板2的四角，通过环向齿轮11与第一弧形齿12配合，使得转盘4始终保持与圆形缺口同心。

另外，第一弧形齿12具有多个齿牙，多个齿牙沿转盘4的外周连续且等距分布。

靠近其中一个横梁1的两个转轴穿过圆孔的一端固定有蜗轮13，所述下限位板3上沿横梁1的长度方向转动设置有蜗杆14，所述蜗杆14与所述蜗轮13配合。

其中，蜗杆14的一端设置有内六角孔。

本实施方案中，调整结构实现的原理如下：

通过内六角扳手与蜗杆14一端的内六角孔配合并向内六角扳手施加扭矩，可带动蜗杆14转动，转动的蜗杆14可带动蜗轮13转动，蜗轮13带动其中两个转轴转动，进而带动其中两个环向齿轮11同步转动；转动的环向齿轮11与第一弧形齿12配合驱使转盘4转动；

当转盘4转动时，利用斜槽口6驱使限位套管7顺着直槽口5的长度方向活动，从而使得多个限位套管7沿着圆形缺口的径向方向同步活动微调。

由于蜗轮蜗杆传动具有单向自锁效果，故在通过蜗杆14与蜗轮13配合将转盘4转动至预定位置后，转盘4并不能通过转轴和蜗轮13驱使蜗杆14反转，有效保持转盘4调整后的位置的稳定性。

作为本发明更进一步的实施方案：

请参阅图1~图11，为了能够使穿过限位套管7的钢筋与限位套管7连接牢固，在一个所述限位套管7上沿圆周等距设置开设有多个插孔22，每一插孔22中均滑动插设有一个夹紧杆21，所述夹紧杆21沿所述限位套管7的径向设置。

在每一限位套管7上均设置有多爪卡盘结构，所述多爪卡盘结构连接所述夹紧杆21，用于驱动限位套管7上的多个夹紧杆21沿限位套管7的径向相互靠近或远离，以对穿过限位套管7的钢筋进行紧固定位或松弛。

所述多爪卡盘结构包括：

爪盘15，所述爪盘15同轴固定安装在所述限位套管7的外壁上；

顶盘16，所述顶盘16转动设置在所述限位套管7上；

滑块20，所述滑块20为多个，并与多个夹紧杆21配合，所述滑块20沿所述爪盘15的径向滑动设置在所述爪盘15上；

多个所述滑块20与多个夹紧杆21一一对应，每一滑块20上均固定有一个夹紧杆21；

其中，所述爪盘15上开设有多个滑槽23，所述滑槽23沿所述爪盘15的径向设置，滑块20滑动设置在所述滑槽23中；所述滑块20朝向顶盘16的一面上开设有涡状螺旋槽，顶盘16朝向爪盘15的一面上设置有同所述涡状螺旋槽配合的涡状螺旋齿19。

为了避免顶盘16与限位套管7产生轴向错位，在限位套管7的外壁上还设置有凸缘17，顶盘16的内壁上设置有与所述凸缘17适配的凹圈。

另外，在所述滑块20的侧壁上设置有棱条，所述棱条沿所述滑块20的长度方向设置，且在所述滑槽23的内侧壁上开设有同所述棱条滑动配合的导槽。

借助设置的棱条和导槽配合可防止滑块20相对爪盘15在限位套管7的轴线方向上错位。

本发明附图中给出的示例中，滑槽23、插孔22、夹紧杆21、滑块20为三个，在实际应用过程中，可根据实际需要增减。

本实施方案中，多爪卡盘结构实现的原理如下：

通过顶盘16转动带动涡状螺旋齿19转动，涡状螺旋齿19与多个滑块20一面上开设的涡状螺旋槽配合，从而带动多个滑块20沿着滑槽23滑动，同步向爪盘15的中心聚拢或远离，以使多个滑块20带动多个夹紧杆21穿过插孔22向限位套管7的中心靠拢或远离，对穿过限位套管7的钢筋进行固定或松懈。

为了防止在顶盘16转动过程中，限位套管7和爪盘15跟转，在所述限位套管7的外部固定有导杆9，所述导杆9沿限位套管7的径向设置，并指向圆形缺口的中心；

所述上限位板2和下限位板3上均固定有与所述导杆9对应的多个立片10，立片10上开设有同所述导杆9滑动配合的导孔；

由于导孔位置固定，故而在限位套管7沿圆形缺口的径向微调活动时，导杆9只会顺着圆形缺口的径向活动，即限位套管7只可沿着圆形缺口的径向微调；而且在顶盘16和涡状螺旋齿19转动时，通过导孔对导杆9约束，使得限位套管7不会跟随转动，进而保证爪盘15不会产生转动。

作为本发明再进一步的实施方案：

请参阅图12~图21，为了带动每一限位套管7上设置的多爪卡盘结构同时动作，将每一钢筋设置在每一限位套管7上，所述预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架还包括定位机构；

所述定位机构包括：

固定环25，所述固定环25的两边分别具有一个竖直向下的延伸部，所述固定环25通过其两边延伸部与两个横梁1固定，且固定环25与圆形缺口同心；

齿圈33，所述齿圈33转动设置在所述固定环25上，且与所述固定环25同心；

第一伞齿轮18，所述第一伞齿轮18通过传动结构与所述齿圈33连接，所述第一伞齿轮18同轴设置在所述顶盘16上，所述传动结构可在顶盘16沿圆形缺口的径向活动微调后，依然保持齿圈33与第一伞齿轮18配合。

由于限位套管7的位置是可调的，故当限位套管7沿圆形缺口的径向微调后，会带动爪盘15和顶盘16的位置跟随变化；而固定环25和齿圈33的径向位置是固定的，因此需要借助传动结构来实现顶盘16的径向位置发生变化后，依然能够通过齿圈33来带动其转动。

本实施方案中，定位机构实现每一钢筋与同之穿过的限位套管7紧连接的原理如下：

当将钢筋穿过限位套管7后需要将钢筋与限位套管7固定时，通过转动顶盘16即可。

需要注意的是，现有的胎架虽然也有将限位套管7和钢筋固定的手段，但是不外乎两种；

一种是限位套管7上焊接一个螺纹卡套，螺纹卡套的内部螺纹连接螺纹杆，螺纹杆沿限位套管7的径向设置，且螺纹杆的一端末端位于限位套管7的内部；通过旋进或旋出螺纹杆，使处于限位套管7内部的一端抵在钢筋表面上，配合限位套管7的内壁将钢筋固定；但是采用此手段一方面并不能保证钢筋处于限位套管7的中心，从而导致钢筋轴向折弯；另一方面也存在着受力点过少，紧连接的强度不足的问题。

另外一种是限位套管7上焊接三个螺纹卡套，三个螺纹卡套沿限位套管7的周向等角度分布，每一螺纹卡套上均设置一个螺纹杆，通过三个螺纹杆同步旋进将穿过限位套管7的钢筋设置在限位套管7的中央，此手段能够保证钢筋完全处于限位套管7的中心，且增加了受力点。

无论上述哪种手段，均需要一一拧紧螺纹杆；其中，第二种手段虽然能够保证钢筋紧固在限位套管7中心，且受力点也更多，但是起到紧固作用的螺纹杆相对于第一种手段中的螺纹杆，成倍数增加，需要消耗大量时间将每一螺纹杆旋紧；

而且第二种手段中，由于需要保证钢筋不受折弯，必须保证同一限位套管7上的三个螺纹杆的旋进量相同，进一步地增加了紧固难度。

作为对比，本发明实施方案中，通过顶盘16下表面固定的涡状螺旋齿19转动便可驱使爪盘15上的多个夹紧杆21同步活动，其原理类似于车床中所用的三爪卡盘、四爪卡盘等，保持钢筋始终处于限位套管7的中央；

此外，多个限位套管7上的顶盘16通过齿圈33和传动结构配合，又可实现多个爪盘15上的每一夹紧杆21同步活动，进一步地减少了钢筋的紧固时间和难度，且精度更高。

作为本发明再进一步的实施方案：

请参阅图12、图13、图15、图16、图17、图18、图19、图20、以及图21，所述齿圈33的下部固定有转动环32，所述转动环32的下部设置有截面呈优弧状的环体；

在所述固定环25的上表面开设有同所述环体相适配的环形槽34，所述环体活动嵌合在所述环形槽34中。

通过环体与环形槽34配合，实现转动环32与固定环25的同轴转动配合，进而实现齿圈33与固定环25的同轴转动配合；

另外，由于环体的截面呈优弧状，而环形槽34又与环体适配，故可避免转动环32与固定环25之间发生轴向偏移，最终保证齿圈33和固定环25之间不会发生轴向偏移。

请参阅图10、图14、以及图18，所述爪盘15上设置有竖直安装部24，所述竖直安装部24上转动安装有轴套28，所述轴套28的一端固定有同第一伞齿轮18啮合的第三伞齿轮27；

轴套28的内壁沿其轴线方向设置有键槽31，轴套28沿齿圈33的径向设置，且轴套28与插轴29同轴配合；所述插轴29通过立板与固定环25转动连接，在插轴29的外壁上沿其轴线方向设置有同所述键槽31滑动配合的卡键30；插轴29靠近齿圈33的一端固定有同齿圈33啮合的第二伞齿轮26。

其中，所述立板设置在固定环25上，插轴29穿过立板并与立板转动配合；

为了防止插轴29与立板沿插轴29的轴向产生错位，在插轴29的外壁上设置有一圈台阶，立板上固定有套环，插轴29穿过套环和立板，套环的内壁上设置有一圈与插轴29外壁上的台阶配合的凹口；

通过凹口与插轴29外壁上的一圈台阶转动卡合，使得插轴29不会沿着其自身轴线相对立板让位；进而保持插轴29在齿圈33的径向方位固定。

为了防止轴套28与竖直安装部24沿轴套28的轴向产生错位，在轴套28的外壁上也设置一圈调节，竖直安装部24上固定有另一套环，轴套28穿过该套环和竖直安装部24，该套环的内壁上也设置有一圈与轴套28外壁上的台阶配合的凹口；

通过该凹口与轴套28外壁上的一圈调节转动卡合，使得轴套28不会沿着其自身轴线相对竖直安装部24让位，进而保持轴套28上的第三伞齿轮27始终与第一伞齿轮18啮合。

本实施方案中，实现的原理如下：

当对限位套管7的位置进行微调时，限位套管7沿着圆形缺口的径向活动，进而使第二伞齿轮26和第三伞齿轮27之间相互靠近或远离；在第二伞齿轮26和第三伞齿轮27相互靠近或远离的过程中，利用插轴29进一步地套入到轴套28中，或从轴套28中抽离一段距离，实现插轴29与轴套28始终结合；

而在齿圈33转动时可带动第二伞齿轮26转动，第二伞齿轮26带动插轴29转动，插轴29利用卡键30与键槽31配合，进而带动轴套28转动，转动的轴套28带动第三伞齿轮27转动，最终带动第一伞齿轮18转动，使得顶盘16和涡状螺旋齿19转动。

如此设置便可达到在对限位套管7的位置微调后，依然能够通过齿圈33带动限位套管7上的多个夹紧杆21将穿过限位套管7的钢筋夹紧。

作为本发明再进一步的实施方案：

请参阅图22~图24，为了驱动齿圈33转动，在其中一个所述横梁1上设置有连接架36，所述连接架36沿所述横梁1的长度方向设置；

在所述横梁1一侧沿横梁1的长度方向固定有侧边架37，所述侧边架37上转动设置有丝杠38，丝杠38也沿横梁1的长度方向设置，且丝杠38的一端穿过侧边架37；

所述丝杠38穿过移动件39并与移动件39螺纹配合，所述移动件39朝向侧边架37的一面转动设置有转辊41，所述转辊41与所述侧边架37表面滚动贴合；

在移动件39背离侧边架37的一面设置有直齿板40，齿圈33的外周上设置有第二弧形齿35，且第二弧形齿35与直齿板40咬合；

其中，第二弧形齿35具有多个齿牙，多个齿牙沿齿圈33的外周连续且等距分布。

在丝杠38穿过侧边架37的一端也设置有内六角孔。

本实施方案中，实现的原理如下：

借助内六角扳手与丝杠38端部的内六角孔配合，向内六角扳手施加扭矩便可带动丝杠38转动，转动的丝杠38带动移动件39顺着侧边架37的长度方向活动，进而带动直齿板40跟随活动，从而带动第二弧形齿35转动，最终带动齿圈33转动；齿圈33转动便可使多个夹紧杆21将穿过限位套管7的钢筋夹紧。

设置转辊41可防止在丝杠38转动时，移动件39跟随转动，同时还可减小移动件39与侧边架37之间的摩擦力。

本发明实施方案中，通过丝杠38与移动件39螺纹配合，一方面可以达到省力的效果，另一方面也具有自锁的功效。

通过丝杠38带动移动件39和直齿板40沿侧边架37的长度方向活动，可以起到省力的特点；且当直齿板40与第二弧形齿35配合将齿圈33调至预定位置后，齿圈33并不会在外力作用下自行偏转，起到自锁功能。

作为本发明再进一步的实施方案：

请参阅图25和图26，一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，适用于双柱式桥梁的承台或墩柱上的钢筋定位；

众所周知，对于桥面宽度较窄的桥梁，可通过单排桥墩支撑；而对于桥面宽度较大的桥梁，则需要通过双排桥墩支撑；

双排桥墩即在桥面的同一宽度位置处，具有两根桥墩；对于双排桥墩的桥梁装配建设，往往采用双柱+整体式盖梁装配。

同一宽度位置处的两个承台、墩柱、以及盖梁之间的相互连接处必须保证各方面参数完全一致。

而本实施方案中的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，即适用于此；使用在双柱+整体式盖梁装配式桥梁下部结构中，作用为精确定位立柱预埋钢筋平面位置及确定相邻立柱相对位置，使得立柱预埋钢筋位置预埋准确。

包括：

桁架42，所述桁架42为两根并平行设置，桁架42与横梁1垂直；两个桁架42之间通过跨梁固定，跨梁可以为多个，且与横梁1平行，跨梁与桁架42的具体固定方式优选为焊接固定；两个桁架42与跨梁构成整体架结构；

导向槽46，所述整体架结构的两侧对称设置有一组胎架本体结构，在胎架本体结构中的横梁1端部固定有端块44，所述导向槽46设置在两个桁架42的相对一面上，且端块44沿桁架42的长度方向滑动设置在所述导向槽46中；

穿槽47，所述穿槽47设置在所述桁架42背离导向槽46的一面上；

其中，所述端块44上开设有螺纹孔，螺纹孔螺纹安装有定位螺栓45，所述定位螺栓45穿过穿槽47和导向槽46与螺纹孔配合。

此外，在两个桁架42上还固定有吊耳43。

本实施方案中，实现的原理如下：

在对双柱+整体式盖梁装配式时，预先根据相邻两承台（桥面宽度方向上相邻的两承台）的距离，调整整体架结构两侧的两组胎架本体结构的间距，使两组胎架本体结构的间距与宽度方向上的两个承台的距离相等；

待承台上的钢筋预埋绑扎完成后，测出承台的纵向和横向轴线，根据轴线将该整体定位胎架吊至承台顶部，并下方该整体定位胎架，使两组胎架本体结构中的圆形通道轴线同两承台的轴线重合，使两组胎架本体结构与两承台对应。

采用本发明中的整体定位胎架对预埋绑扎的钢筋进行定位固定后，避免承台混凝土浇筑过程中，预埋钢筋发生产生上浮或二次位移，提高钢筋预埋作业效率，提升预制立柱、盖梁一次安装成功率。

本发明还提供了如上所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架安装施工方法，包括如下步骤：

步骤一，钢筋预埋绑扎，根据承台或墩柱的直径尺寸，按施工设计图纸在承台或墩柱上预埋并绑扎钢筋；

步骤二，放样测绘，采用全站仪放样测绘出承台的纵向和横向轴线，调整两胎架本体结构的间距和限位套管的位置；

其中，调整胎架本体结构的间距时，需保证两个胎架本体结构在整体架结构的两侧对称；如此要求的目的在于保证吊装的稳定性，防止整体定位胎架吊装过程中，两端不平衡侧翻；

而调整胎架本体结构的具体过程是，首先测量当前两胎架本体结构之间的间距，然后根据测得的承台横向距离参数，计算出单个胎架本体结构应调整的距离；

松下定位螺栓并使定位螺栓不脱离螺纹孔，借助端块在导向槽中滑动，来调整胎架本体结构的位置，滑动的距离应符合计算出的调整距离；

在胎架本体结构调整至与承台对应后，拧紧定位螺栓，使端块通过定位螺栓设置在导向槽中；

调整限位套管的位置时，需先测量已预埋绑扎的多个钢筋，合围所成圆的实际半径，根据该半径对限位套管的位置微调，使多个限位套管合围所成圆的半径与钢筋合围所成圆的实际半径相等；

步骤三，吊运，将整体定位胎架吊至承台或墩柱顶，调整整体定位胎架位置，使两个胎架本体结构中的圆形通道的轴线与承台轴线重合，并将整体定位胎架两端通过连接角钢与承台模板外缘焊接固定；

在两个胎架本体结构中的圆形通道的轴线与承台轴线重合后，下放整体定位胎架，使预埋的各个钢筋穿过限位套管；

步骤四，将穿过限位套管的钢筋通过夹紧杆紧固在限位套管中，用全站仪测量预埋钢筋顶面高程、平面位置，确保钢筋的平面位置差范围为0mm-2mm，高程误差在-5mm-0mm；

步骤五，复核浇筑，复核预埋钢筋的位置，复核无误后浇筑承台混凝土。

本发明的整体定位胎架在施工过程中，安装、拆卸方便，节约时间，提高施工效率；适用范围相对较广，能够在一定范围内适用不同半径尺寸的承台，而且能够克服钢筋实际预埋绑扎的误差。

精确定位预制立柱承台预埋钢筋位置的同时，可有效控制相邻立柱之间相对位置，降低后续立柱、盖梁安装出现因钢筋预埋位置偏差导致安装不成功率的概率。

上述实施方案是示范性的，而非限制性的，故在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明的技术方案均囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，包括：

胎架本体结构，在所述胎架本体结构的中央设置有供承台模板穿过的圆形通道；

限位套管（7），所述限位套管（7）贯穿胎架本体结构；限位套管（7）为多个，并绕圆形通道的边缘均匀分布；

径向微调组件，所述径向微调组件连接多个所述限位套管（7），用于沿圆形通道的径向，对多个限位套管（7）的位置同步微调，以使多个限位套管（7）能够合围成不同直径大小的圆柱；

所述胎架本体结构包括两个等长且平行设置的横梁（1），以及设置在所述横梁（1）上下两侧的上限位板（2）和下限位板（3）；

上限位板（2）和下限位板（3）中央均开设有圆形缺口；上限位板（2）和下限位板（3）上的圆形缺口同轴，形成贯穿胎架本体结构的圆形通道；

所述径向微调组件包括直槽口（5）和斜槽口（6）；

所述上限位板（2）和下限位板（3）之间设置有转盘（4），所述转盘（4）可绕所述圆形缺口转动，所述斜槽口（6）为多个，且设置在转盘（4）上，多个斜槽口（6）沿圆形缺口的外周均匀分布；所述上限位板（2）和下限位板（3）上均设置有多个直槽口（5），多个直槽口也沿圆形缺口的外周均匀分布；

上限位板（2）和下限位板（3）上的直槽口（5）均沿圆形缺口的径向开设，且与转盘（4）上的斜槽口（6）一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，所述限位套管（7）贯穿上限位板（2）上的直槽口（5）、转盘（4）上的斜槽口（6）、以及下限位板（3）上的直槽口（5）；

所述限位套管（7）的外壁上设置有卡圈（8），卡圈（8）共为四个，由上至下分别为一号卡圈、二号卡圈、三号卡圈、以及四号卡圈，所述一号卡圈与上限位板（2）的上表面贴合，四号卡圈与下限位板（3）的下表面贴合，转盘（4）处于二号卡圈和三号卡圈之间；

所述转盘（4）连接调整结构，所述调整结构用于驱动所述转盘（4）绕所述圆形缺口转动。

3.根据权利要求2所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，所述调整结构包括：

转轴，所述转轴一端同上限位板（2）转动配合，且转轴贯穿所述下限位板（3）；

环向齿轮（11），所述环向齿轮（11）设置在转轴上，且环向齿轮（11）处于上限位板（2）和下限位板（3）之间；

第一弧形齿（12），所述第一弧形齿（12）设置在转盘（4）的边缘，并与环向齿轮（11）啮合；

所述转轴、环向齿轮（11）、第一弧形齿（12）均为多个，且沿圆形缺口的周向分布；

靠近其中一个横梁（1）的两个转轴穿过下限位板（3）的一端固定有蜗轮（13），所述下限位板（3）上沿横梁（1）的长度方向转动设置有蜗杆（14），所述蜗杆（14）与所述蜗轮（13）配合。

4.根据权利要求2所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，在所述限位套管（7）上沿圆周等距设置开设有多个插孔（22），每一插孔（22）中均滑动插设有一个夹紧杆（21），所述夹紧杆（21）沿所述限位套管（7）的径向设置；

在每一限位套管（7）上均设置有多爪卡盘结构，所述多爪卡盘结构连接所述夹紧杆（21），用于驱动限位套管（7）上的多个夹紧杆（21）沿限位套管（7）的径向相互靠近或远离；

所述多爪卡盘结构包括：

爪盘（15），所述爪盘（15）同轴固定安装在所述限位套管（7）的外壁上；

顶盘（16），所述顶盘（16）转动设置在所述限位套管（7）上；

滑块（20），所述滑块（20）为多个，并与多个夹紧杆（21）配合，所述滑块（20）沿所述爪盘（15）的径向滑动设置在所述爪盘（15）上；

多个所述滑块（20）与多个夹紧杆（21）一一对应，每一滑块（20）上均固定有一个夹紧杆（21）；

其中，所述爪盘（15）上开设有多个滑槽（23），所述滑槽（23）沿所述爪盘（15）的径向设置，滑块（20）滑动设置在所述滑槽（23）中；所述滑块（20）朝向顶盘（16）的一面上开设有涡状螺旋槽，顶盘（16）朝向爪盘（15）的一面上设置有同所述涡状螺旋槽配合的涡状螺旋齿（19）；

在所述限位套管（7）的外部固定有导杆（9），所述导杆（9）沿限位套管（7）的径向设置，并指向圆形缺口的中心；

所述上限位板（2）和下限位板（3）上均固定有与所述导杆（9）对应的多个立片（10），立片（10）上开设有同所述导杆（9）滑动配合的导孔。

5.根据权利要求4所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，还包括定位机构，所述定位机构包括：

固定环（25），所述固定环（25）的两边分别具有一个竖直向下的延伸部，所述固定环（25）通过其两边延伸部与两个横梁（1）固定，且固定环（25）与圆形缺口同心；

齿圈（33），所述齿圈（33）转动设置在所述固定环（25）上，且与所述固定环（25）同心；

第一伞齿轮（18），所述第一伞齿轮（18）通过传动结构与所述齿圈（33）连接，所述第一伞齿轮（18）同轴设置在所述顶盘（16）上。

6.根据权利要求5所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，所述齿圈（33）的下部固定有转动环（32），所述转动环（32）的下部设置有截面呈优弧状的环体；

在所述固定环（25）的上表面开设有同所述环体相适配的环形槽（34），所述环体活动嵌合在所述环形槽（34）中；

所述爪盘（15）上设置有竖直安装部（24），所述竖直安装部（24）上转动安装有轴套（28），所述轴套（28）的一端固定有同第一伞齿轮（18）啮合的第三伞齿轮（27）；

轴套（28）的内壁沿其轴线方向设置有键槽（31），轴套（28）沿齿圈（33）的径向设置，且轴套（28）与插轴（29）同轴配合；所述插轴（29）通过立板与固定环（25）转动连接，在插轴（29）的外壁上沿其轴线方向设置有同所述键槽（31）滑动配合的卡键（30）；插轴（29）靠近齿圈（33）的一端固定有同齿圈（33）啮合的第二伞齿轮（26）。

7.根据权利要求6所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，在其中一个所述横梁（1）上设置有连接架（36），所述连接架（36）沿所述横梁（1）的长度方向设置；

在所述横梁（1）一侧沿横梁（1）的长度方向固定有侧边架（37），所述侧边架（37）上转动设置有丝杠（38），丝杠（38）也沿横梁（1）的长度方向设置，且丝杠（38）的一端穿过侧边架（37）；

所述丝杠（38）穿过移动件（39）并与移动件（39）螺纹配合，所述移动件（39）朝向侧边架（37）的一面转动设置有转辊（41），所述转辊（41）与所述侧边架（37）表面滚动贴合；

在移动件（39）背离侧边架（37）的一面设置有直齿板（40），齿圈（33）的外周上设置有第二弧形齿（35），且第二弧形齿（35）与直齿板（40）咬合。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架，其特征在于，还包括：

桁架（42），所述桁架（42）为两根并平行设置，桁架（42）与横梁（1）垂直；两个桁架（42）之间通过跨梁固定，跨梁与横梁（1）平行；两个桁架（42）与跨梁构成整体架结构；

导向槽（46），所述整体架结构的两侧对称设置有一组胎架本体结构，在胎架本体结构中的横梁（1）端部固定有端块（44），所述导向槽（46）设置在两个桁架（42）的相对一面上，且端块（44）沿桁架（42）的长度方向滑动设置在所述导向槽（46）中；

穿槽（47），所述穿槽（47）设置在所述桁架（42）背离导向槽（46）的一面上；

其中，所述端块（44）上开设有螺纹孔，螺纹孔螺纹安装有定位螺栓（45），所述定位螺栓（45）穿过穿槽（47）和导向槽（46）与螺纹孔配合。

9.一种如权利要求8所述的预制立柱承台预埋钢筋整体定位胎架的安装施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，钢筋预埋绑扎，根据承台或墩柱的直径尺寸，按施工设计图纸在承台或墩柱上预埋并绑扎钢筋；

步骤二，放样测绘，采用全站仪放样测绘出承台的纵向和横向轴线，调整两胎架本体结构的间距和限位套管的位置；

步骤三，吊运，将整体定位胎架吊至承台或墩柱顶，调整整体定位胎架位置，使两个胎架本体结构中的圆形通道的轴线与承台轴线重合，并将整体定位胎架两端通过连接角钢与承台模板外缘焊接固定；

在两个胎架本体结构中的圆形通道的轴线与承台轴线重合后，下放整体定位胎架，使预埋的各个钢筋穿过限位套管；

步骤四，将穿过限位套管的钢筋通过夹紧杆紧固在限位套管中，用全站仪测量预埋钢筋顶面高程、平面位置；

步骤五，复核浇筑，复核预埋钢筋的位置，复核无误后浇筑承台混凝土。