CN114922082B - 一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构桥梁施工技术领域，尤其涉及一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法，其中装置包括：基座，可拆卸设置于节点板上；旋转机构，转动设置于基座上，旋转机构上设置有拨动结构，拨动结构随旋转机构进行旋转，旋转机构旋转轴心平行于高强螺栓施拧时的旋转轴心；若干施拧组件，若干施拧组件其中一端可调节设置于基座上，另一端设置有套筒，套筒套设于高强螺栓上，施拧组件在靠近基座的一端设置有复位结构，复位结构对施拧组件进行复位；其中，施拧组件带动高强螺栓进行旋转，复位结构在拨动结构拨动施拧组件后，对拨动结构进行复位。本发明可以防止节点板偏移，提高施工精度；使高强螺栓受力均匀，避免疲劳断裂；提高了施拧效率。

Description

一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢结构桥梁施工技术领域，尤其涉及一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法。

背景技术

高强螺栓连接是我国钢结构桥梁构件连接的主要形式，连接时，通常在两节段之间设置节点板，通过高强螺栓将节点板分别与两节段进行固定连接，具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳等优点。然而，高强螺栓连接施工仍存在一些不足之处。

目前高强螺栓主要是通过机械扭矩扳手和电动扭矩扳手进行施拧。使用电动扭矩扳手施拧是目前最为普遍的施工方式，电动扭矩扳手通过预设初拧、复拧和终拧扭矩进行施拧，具有精度高、省力的优点。然而，电动扭矩扳手只能一颗一颗地对高强螺栓进行间断独立施拧，施拧效率较低、成本高；开始施拧时，容易使节点板偏移，降低螺栓对孔精度；由于后施拧的螺栓对先前施拧的螺栓预紧力造成扰动，引起各位置的高强螺栓受力不均匀，在服役过程中高强螺栓由于应力集中极易发生疲劳断裂。因此，寻求一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法，是解决节点板高强螺栓施拧面临问题的根本有效途径。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法，提高节点板高强螺栓施拧效率和精度，保障长期服役安全性能，使其更具有实用性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种节点板高强螺栓同步施拧装置及其施工方法，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种节点板高强螺栓同步施拧装置，包括：

基座，所述基座可拆卸设置于节点板上；

旋转机构，所述旋转机构转动设置于所述基座上，所述旋转机构上设置有拨动结构，所述拨动结构随所述旋转机构进行旋转，所述旋转机构旋转轴心平行于高强螺栓施拧时的旋转轴心；

若干施拧组件，若干所述施拧组件其中一端可调节设置于所述基座上，另一端设置有套筒，所述套筒套设于高强螺栓上，所述施拧组件在靠近所述基座的一端设置有复位结构，所述复位结构对所述施拧组件进行复位；

其中，所述拨动结构旋转至所述施拧组件靠近所述基座的一端时，所述拨动结构对所述施拧组件靠近所述基座的一端进行拨动，使所述施拧组件带动高强螺栓进行旋转，所述复位结构在所述拨动结构拨动所述施拧组件后，对所述拨动结构进行复位。

进一步地，所述旋转机构包括：

驱动电机，所述驱动电机固定设置于所述基座上；

飞轮，所述飞轮固定设置于所述驱动电机输出端，所述驱动电机带动所述飞轮进行旋转，所述拨动结构设置于所述飞轮外径。

进一步地，所述拨动结构数量为偶数个，且偶数个所述拨动结构等角度绕设于所述飞轮外径。

进一步地，所述拨动结构为齿形结构，所述拨动结构在靠近所述飞轮的一端大于远离所述飞轮的一端，所述拨动结构在远离所述飞轮的一端设置有圆角结构。

进一步地，所述拨动结构在旋转时与所述施拧组件配合的一端设置有斜面端，所述斜面端与所述施拧组件长度延伸方向成一锐角。

进一步地，所述施拧组件包括：

安装结构，所述安装结构可调节设置于所述基座上；

施拧杆，所述套筒设置于所述施拧杆其中一端，所述拨动结构在旋转时，对所述施拧杆另一端进行拨动；

所述复位结构设置于所述施拧杆被拨动的一端，且位于所述施拧杆旋转方向的其中一端，所述复位结构其中一端与所述安装结构固定连接，另一端与所述施拧杆固定连接。

进一步地，所述基座上设置有环形槽，所述安装结构包括：

调节块，所述调节块设置于所述环形槽内，且沿所述环形槽滑动；

锚固角钢，所述锚固角钢位于所述环形槽外，所述锚固角钢其中一端与所述调节块连接，另一端与所述复位结构连接；

紧固件，所述紧固件对所述调节块和所述锚固角钢进行固定，并限制所述调节块沿所述环形槽滑动。

进一步地，所述复位结构为拉伸弹簧，所述拨动结构旋转时，拨动所述施拧杆向远离所述复位结构的一端进行旋转。

进一步地，所述施拧杆为可伸缩结构，所述施拧杆上设置有松紧卡扣，所述松紧卡扣松开时，所述施拧杆可进行伸缩，所述松紧卡扣扣紧时，限制所述施拧杆进行伸缩。

本发明还包括一种节点板高强螺栓同步施拧施工方法，包括如下步骤：

清理节点板表面，确定基座位置，将基座固定到目标位置；

根据需同步施拧的高强螺栓位置，对若干施拧组件进行调节；

选用匹配高强螺栓的套筒，安装于施拧组件远离基座的一端，并将套筒套设于高强螺栓上；

标定并校正旋转机构的扭矩；

设定旋转机构初拧、复拧和终拧扭矩，通过旋转机构带动拨动结构旋转，拨动结构与若干施拧组件配合，带动若干高强螺栓进行同步施拧；

本次施拧作业完成后，关闭旋转机构，将若干施拧组件分别调节到下一组高强螺栓位置，对下一组高强螺栓进行同步施拧；

作业完成后，将基座从节点板拆下。

本发明的有益效果为：本发明通过设置基座、旋转机构和施拧组件，其中旋转机构上设置有拨动结构，拨动结构随旋转机构进行旋转，且拨动结构在旋转时，对施拧组件进行拨动，由于施拧组件上设置有套筒，套筒套设在高强螺栓上，在施拧组件被拨动后，会对高强螺栓进行拧紧，可以完全模拟人工施拧的方式，拨动结构对施拧组件进行拨动，模拟人工施拧的动作，施拧组件和套筒连接处采用单向棘轮扳手，实现正向施拧时套筒转动对螺栓加力，复位时螺栓套筒不转动，然后复位结构对施拧组件进行复位，模拟人工卸力的动作，用于旋转机构转速较快，拨动结构对多个施拧组件拨动的时间间隔较小，可认为对多个高强螺栓进行同步、同向施拧，通过设置旋转机构的初拧、复拧和终拧扭矩，来实现对多个高强螺栓的施拧，防止节点板偏移，使得高强螺栓的受力均匀，不容易断裂，而且还大大提高了施拧效率。

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中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为装置的结构示意图；

图2为装置的俯视图；

图3为装置的俯视图中旋转机构的局部放大图；

图4为装置的侧面视图；

图5为安装结构的局部放大图。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至5所示：一种节点板高强螺栓同步施拧装置，包括：

基座1，基座1可拆卸设置于节点板4上；

旋转机构2，旋转机构2转动设置于基座1上，旋转机构2上设置有拨动结构21，拨动结构21随旋转机构2进行旋转，旋转机构2旋转轴心平行于高强螺栓施拧时的旋转轴心；

若干施拧组件3，若干施拧组件3其中一端可调节设置于基座1上，另一端设置有套筒31，套筒31套设于高强螺栓上，施拧组件3在靠近基座1的一端设置有复位结构32，复位结构32对施拧组件3进行复位；

其中，拨动结构21旋转至施拧组件3靠近基座1的一端时，拨动结构21对施拧组件3靠近基座1的一端进行拨动，使施拧组件3带动高强螺栓进行旋转，复位结构32在拨动结构21拨动施拧组件3后，对拨动结构21进行复位。

通过设置基座1、旋转机构2和施拧组件3，其中旋转机构2上设置有拨动结构21，拨动结构21随旋转机构2进行旋转，且拨动结构21在旋转时，对施拧组件3进行拨动，由于施拧组件3上设置有套筒31，套筒31套设在高强螺栓上，在施拧组件3被拨动后，会对高强螺栓进行拧紧，可以完全模拟人工施拧的方式，拨动结构21对施拧组件3进行拨动，模拟人工施拧的动作，施拧组件3和套筒31连接处采用单向棘轮扳手，实现正向施拧时套筒31转动对螺栓加力，复位时螺栓套筒31不转动，然后复位结构32对施拧组件3进行复位，模拟人工卸力的动作，用于旋转机构2转速较快，拨动结构21对多个施拧组件3拨动的时间间隔较小，可认为对多个高强螺栓进行同步、同向施拧，通过设置旋转机构2的初拧、复拧和终拧扭矩，来实现对多个高强螺栓的施拧，防止节点板4偏移，使得高强螺栓的受力均匀，不容易断裂，而且还大大提高了施拧效率。

在本实施例中，旋转机构2包括：

驱动电机22，驱动电机22固定设置于基座1上；

飞轮23，飞轮23固定设置于驱动电机22输出端，驱动电机22带动飞轮23进行旋转，拨动结构21设置于飞轮23外径。

通过设置驱动电机22，方便对初拧、复拧和终拧的扭矩进行设置，提高施拧精度，而且基座1可以设置为电磁铁，将基座1通电后，基座1吸附于节点板4上，将基座1断电后，方便将基座1取下，操作更方便。

作为上述实施例的优选，拨动结构21数量为偶数个，且偶数个拨动结构21等角度绕设于飞轮23外径。

通过将拨动结构21设置为偶数个，且等角度绕设，可以使飞轮23的旋转更稳定，提供的扭矩也更稳定，增加施拧精度，旋转时，两拨动结构21之间应留下足够复位结构32复位的时间，所以拨动结构21数量不宜设置的过多，两个或四个是较好的选择。

在本实施例中，拨动结构21为齿形结构，拨动结构21在靠近飞轮23的一端大于远离飞轮23的一端，拨动结构21在远离飞轮23的一端设置有圆角结构211。

其中，拨动结构21在旋转时与施拧组件3配合的一端设置有斜面端212，斜面端212与施拧组件3长度延伸方向成一锐角。

由于拨动结构21需要对施拧组件3配合，对其拨动产生施拧动作，然后要与施拧组件3脱离配合，让施拧组件3在复位结构32的作用下复位，模拟人工卸力的动作，所以将拨动结构21设置为齿形结构，拨动结构21与施拧组件3配合的一端设置有斜面端212，能够更好的对施拧组件3进行拨动，防止突然受力过大，拨动结构21在远离飞轮23的一端设置有圆角结构211能够更好的进行过渡，防止拨动结构21在旋转中与施拧组件3进行碰撞发生损坏。

在本实施例中，施拧组件3包括：

安装结构33，安装结构33可调节设置于基座1上；

施拧杆34，套筒31设置于施拧杆34其中一端，拨动结构21在旋转时，对施拧杆34另一端进行拨动；

复位结构32设置于施拧杆34被拨动的一端，且位于施拧杆34旋转方向的其中一端，复位结构32其中一端与安装结构33固定连接，另一端与施拧杆34固定连接。

其中，基座1上设置有环形槽11，安装结构33包括：

调节块331，调节块331设置于环形槽11内，且沿环形槽11滑动；

锚固角钢332，锚固角钢332位于环形槽11外，锚固角钢332其中一端与调节块331连接，另一端与复位结构32连接；

紧固件333，紧固件333对调节块331和锚固角钢332进行固定，并限制调节块331沿环形槽11滑动。

通过设置环形槽11、调节块331和锚固角钢332，从而可以将施拧杆34靠近基座1的一端的位置进行调整，以适应不同位置的高强螺栓，在调节好位置后，将紧固件333拧紧，从而限制调节块331位置的变化，套筒31可设置为磁性套筒31，将套筒31套设在高强螺栓上后，套筒31不容易发生脱离，施拧杆34在被拨动的一端只通过复位结构32与锚固角钢332进行连接，方便被拨动后，进行复位。

作为上述实施例的优选，复位结构32为拉伸弹簧，拨动结构21旋转时，拨动施拧杆34向远离复位结构32的一端进行旋转。

将复位结构32设置为拉伸弹簧，拨动结构21旋转时，将施拧杆34向远离拉伸弹簧的一端进行拨动，然后施拧杆34在拉伸弹簧的弹力的作用下，又进行复位，模拟人工卸力的动作。

其中，施拧杆34为可伸缩结构，施拧杆34上设置有松紧卡扣341，松紧卡扣341松开时，施拧杆34可进行伸缩，松紧卡扣341扣紧时，限制施拧杆34进行伸缩。

通过将施拧杆34设置为可伸缩结构，方便对不同位置的高强螺栓进行适应调节，增加通用性。

本实施例中还包括一种节点板4高强螺栓同步施拧施工方法，包括如下步骤：

清理节点板4表面，确定基座1位置，将基座1固定到目标位置；

根据需同步施拧的高强螺栓位置，对若干施拧组件3进行调节；

选用匹配高强螺栓的套筒31，安装于施拧组件3远离基座1的一端，并将套筒31套设于高强螺栓上；

标定并校正旋转机构2的扭矩；

设定旋转机构2初拧、复拧和终拧扭矩，通过旋转机构2带动拨动结构21旋转，拨动结构21与若干施拧组件3配合，带动若干高强螺栓进行同步施拧；

本次施拧作业完成后，关闭旋转机构2，将若干施拧组件3分别调节到下一组高强螺栓位置，对下一组高强螺栓进行同步施拧；

作业完成后，将基座1从节点板4拆下。

拨动结构21在旋转时，对施拧组件3进行拨动，由于施拧组件3上设置有套筒31，套筒31套设在高强螺栓上，在施拧组件3被拨动后，会对高强螺栓进行拧紧，可以完全模拟人工施拧的方式，拨动结构21对施拧组件3进行拨动，模拟人工施拧的动作，然后复位结构32对施拧组件3进行复位，模拟人工卸力的动作，用于旋转机构2转速较快，拨动结构21对多个施拧组件3拨动的时间间隔较小，可认为对多个高强螺栓进行同步、同向施拧，通过设置旋转机构2的初拧、复拧和终拧扭矩，来实现对多个高强螺栓的施拧，防止节点板4偏移，使得高强螺栓的受力均匀，不容易断裂，而且还大大提高了施拧效率。

在本发明中，可以对高强螺栓进行多颗同步施拧，防止高强螺栓一颗一颗施拧时，对其他高强螺栓的预紧力产生干扰，从而防止施拧过程中节点板发生偏移，提高施工精度；且多颗高强螺栓同步施拧时，使得高强螺栓受力均匀，避免高强螺栓应力集中引起服役过程中的疲劳断裂，本发明中的同步施拧装置能够大大提高施拧效率，降低了施工成本。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座可拆卸设置于节点板上；

旋转机构，所述旋转机构转动设置于所述基座上，所述旋转机构上设置有拨动结构，所述拨动结构随所述旋转机构进行旋转，所述旋转机构旋转轴心平行于高强螺栓施拧时的旋转轴心；

若干施拧组件，若干所述施拧组件其中一端可调节设置于所述基座上，另一端设置有套筒，所述套筒套设于高强螺栓上，所述施拧组件在靠近所述基座的一端设置有复位结构，所述复位结构对所述施拧组件进行复位；

其中，所述拨动结构旋转至所述施拧组件靠近所述基座的一端时，所述拨动结构对所述施拧组件靠近所述基座的一端进行拨动，使所述施拧组件带动高强螺栓进行旋转，所述复位结构在所述拨动结构拨动所述施拧组件后，对所述拨动结构进行复位；

所述施拧组件包括：

安装结构，所述安装结构可调节设置于所述基座上；

施拧杆，所述套筒设置于所述施拧杆其中一端，所述拨动结构在旋转时，对所述施拧杆另一端进行拨动；

所述复位结构设置于所述施拧杆被拨动的一端，且位于所述施拧杆旋转方向的其中一端，所述复位结构其中一端与所述安装结构固定连接，另一端与所述施拧杆固定连接；

所述基座上设置有环形槽，所述安装结构包括：

调节块，所述调节块设置于所述环形槽内，且沿所述环形槽滑动；

锚固角钢，所述锚固角钢位于所述环形槽外，所述锚固角钢其中一端与所述调节块连接，另一端与所述复位结构连接；

紧固件，所述紧固件对所述调节块和所述锚固角钢进行固定，并限制所述调节块沿所述环形槽滑动。

2.根据权利要求1所述的节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，所述旋转机构包括：

驱动电机，所述驱动电机固定设置于所述基座上；

飞轮，所述飞轮固定设置于所述驱动电机输出端，所述驱动电机带动所述飞轮进行旋转，所述拨动结构设置于所述飞轮外径。

3.根据权利要求2所述的节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，所述拨动结构数量为偶数个，且偶数个所述拨动结构等角度绕设于所述飞轮外径。

4.根据权利要求2所述的节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，所述拨动结构为齿形结构，所述拨动结构在靠近所述飞轮的一端大于远离所述飞轮的一端，所述拨动结构在远离所述飞轮的一端设置有圆角结构。

5.根据权利要求2所述的节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，所述拨动结构在旋转时与所述施拧组件配合的一端设置有斜面端，所述斜面端与所述施拧组件长度延伸方向成一锐角。

6.根据权利要求1所述的节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，所述复位结构为拉伸弹簧，所述拨动结构旋转时，拨动所述施拧杆向远离所述复位结构的一端进行旋转。

7.根据权利要求1所述的节点板高强螺栓同步施拧装置，其特征在于，所述施拧杆为可伸缩结构，所述施拧杆上设置有松紧卡扣，所述松紧卡扣松开时，所述施拧杆可进行伸缩，所述松紧卡扣扣紧时，限制所述施拧杆进行伸缩。

8.一种节点板高强螺栓同步施拧施工方法，其特征在于，对如权利要求1至7任一项所述的同步施拧装置进行施工，包括如下步骤：

清理节点板表面，确定基座位置，将基座固定到目标位置；

根据需同步施拧的高强螺栓位置，对若干施拧组件进行调节；

选用匹配高强螺栓的套筒，安装于施拧组件远离基座的一端，并将套筒套设于高强螺栓上；

标定并校正旋转机构的扭矩；

设定旋转机构初拧、复拧和终拧扭矩，通过旋转机构带动拨动结构旋转，拨动结构与若干施拧组件配合，带动若干高强螺栓进行同步施拧；

本次施拧作业完成后，关闭旋转机构，将若干施拧组件分别调节到下一组高强螺栓位置，对下一组高强螺栓进行同步施拧；

作业完成后，将基座从节点板拆下。