CN114951993B - 一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置及其施工方法，包括框架、支撑座、定位装置、调节装置和卡具；框架由三层钢梁组成，给装置提供稳定的支撑；支撑座由钢筒和万向轮组成，方便装置搬运及装置整平；定位装置由多组定位钢块及激光设备组成，可实现钢筋笼的精确定位；调节装置通过螺旋调节卡具的进深尺寸，实现与不同直径的钢筋笼连接。本发明采用激光设备，实现了钢筋笼的精准定位；框架装置保证了钢筋笼连接时的稳定性和准确度；卡具的独特设计能检测钢筋笼自身是否倾斜，避免了因钢筋笼自身倾斜而引起构件保护层厚度不均匀问题；本发明具有安装简便、操作简捷和施工效率高等优点。

Description

一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑器械技术领域，涉及钢筋笼辅助定位装置，具体涉及一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置及其施工方法。

背景技术

随着我国桥梁技术的飞速发展，高速公路、高架桥等建筑规模日益壮大；在桥梁结构施工过程中，为确保结构的安全性和稳定性，作为建筑物竖向构件的柱和桩显得尤为重要。但受设计、方案及地质条件的限制，柱和桩一般较长，这时就需要将柱和桩的钢筋笼逐节连接。

现有技术中，钢筋笼连接时，施工方法如下：用细绳测得钢筋笼上下节中心后，在上节钢筋笼上绑扎吊锤，用吊装设备将上节钢筋笼吊起，驱动吊装设备，将钢筋笼进行对中，待对中完成后，进行钢筋笼钢筋接头的焊接。传统施工方法存在的主要问题如下：(1)施工速度慢，浪费大量的人力和物力。在焊接过程中，钢筋笼一直处于晃动状态，不稳定，需多次调节才可对齐。(2)易导致构件保护层厚度不均匀，影响构件的安全性。由于吊装机械与钢筋笼自身倾斜等原因，上下节钢筋笼容易出现偏位问题。

因此，发明一种精度高、稳定性强且操作简便的钢筋笼焊接定位装置是很有必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置及其施工方法，精度高、稳定性强且操作简便，提高施工质量，缩短施工周期。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置，包括框架，所述的框架包括圆圈状可开合的上层钢梁、中层钢梁和底层钢梁；

所述的上层钢梁和中层钢梁之间通过多组竖向均分设置的电动液压张拉千斤顶连接，所述的中层钢梁和底层钢梁之间通过多组均分设置的整平脚螺旋连接；

所述的中层钢梁上端面设置有多个圆水准仪；

所述的底层钢梁下部设置有可调节的支撑座；

所述的上层钢梁和中层钢梁之间均分设置有多组定位装置，所述的定位装置包括相互卡接的上长方体钢块和下长方体钢块，所述的上长方体钢块和下长方体钢块内侧均设置有卡具；

所述的其中两组对向的定位装置上上长方体钢块的卡具之间设置有上伸缩尺，所述的上伸缩尺上设置有向下的激光设备，下长方体钢块的卡具之间设置有下伸缩尺，所述的下伸缩尺上设置有向上的激光接收装置；

所述的定位装置上均设置有调节卡具进深尺度的长锯齿以及用于调节长锯齿的调节旋钮。

本发明还具有以下技术特征：

优选的，所述的支撑座包括竖向均分设置在底层钢梁下部的多组调节钢筒，所述的调节钢筒内部设置有液压装置；所述的调节钢筒的下端各设置有一组可收起的万向轮。

优选的，所述的圆圈状的上层钢梁、中层钢梁和底层钢梁均由两个半圆弧钢梁拼接而成，所述的两个半圆弧钢梁的连接端通过转轴连接，开口端通过连接耳和活动螺栓配合连接；

所述的转轴竖向设置，分别与上层钢梁、中层钢梁和底层钢梁的两个半圆弧钢梁连接端连接，中部设置有伸缩杆。

优选的，所述的上长方体钢块与上层钢梁之间通设在上层钢梁下表面沿水平方向开设的滑槽内并通过滑动键连接，所述的下长方体钢块与中层钢梁之间通设在中层钢梁上表面沿水平方向开设的滑槽内并通过滑动键连接。

进一步的，所述的上长方体钢块下端中心设置有接头，所述的接头上设置有活动卡块，所述的下长方体钢块顶面设置有与接头对应卡接的限位孔。

优选的，所述的上长方体钢块和下长方体钢块中部与卡具对应位置均设置有安装腔；

所述的调节旋钮连接有深入至安装腔内部的轴齿轮；

所述的卡具包括竖向并列设置的上卡爪和下卡爪，所述的上卡爪和下卡爪均连接有水平设置的长锯齿，所述的长锯齿另一端深入至安装腔内与调节旋钮的轴齿轮卡接。

进一步的，所述的上卡爪和下卡爪为立方体钢块，所述的上卡爪和下卡爪上均朝框架轴心侧竖向设置有底部呈圆弧面的U形凹槽，所述的U形凹槽的侧壁通过通孔设置有紧固螺栓。

优选的，所述的上层钢梁底部与电动液压张拉千斤顶对应设置有顶筒，所述的顶筒上径向通过孔横穿有销钉；

所述的电动液压张拉千斤顶顶部与孔对应位置设置有贯穿的安装通孔。

优选的，所述的电动液压张拉千斤顶和圆水准仪均设置有三组；

所述的定位装置和调节钢筒均设置有四组。

本发明还保护一种如上所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置的定位施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一、预制并装配框架、支撑座、电动液压张拉千斤顶，安装整平脚螺旋，圆水准仪、定位装置和卡具；

步骤二、打开活动螺栓和连接耳将钢筋笼围住，待装置围住钢筋笼后，用活动螺栓将装置关闭，按照圆水准仪水泡位置，依次调节钢筒与整平脚螺旋，实现装置的水平，待调平完成后，驱动电动液压张拉千斤顶，将上层钢梁驱动至适合人工操作的平台；

步骤三、调节下长方体钢块上的调节旋钮驱动卡具的上卡爪和下卡爪与钢筋笼纵筋卡装，待卡装完成后，依次将卡具与下伸缩尺连接，下伸缩尺与激光接收装置连接，并按下激光接收装置的电源开关；

步骤四、按照步骤三所述的方法，将上长方体钢块的卡具的上卡爪和下卡爪与钢筋笼纵筋卡装，依次将卡具与上伸缩尺连接，上伸缩尺与激光设备连接，并按下激光设备的电源开关；

步骤五、待上部钢筋笼纵筋与卡具连接完成后，调节调节旋钮让上部的激光设备发射出的激光刚好与底面激光接收装置的中心重合，则证明上下钢筋笼中心在同一竖直线上，缓慢的驱动电动液压张拉千斤顶，使上长方体钢块下端的接头与下长方体钢块顶部的限位孔卡接，卡接完成后进行钢筋笼的焊接；

步骤六、待焊接完成后，先将激光设备和激光接收装置拆卸，后拆除卡具与钢筋笼纵筋的连接，最后松开活动螺栓，将装置从钢筋笼外取出，进行下一个钢筋笼的焊接。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明为钢筋笼激光辅助焊接定位装置，框架和支撑座给整个装置提供稳定性，激光设备精准定位上节钢筋笼的位置，调节装置可对钢筋笼进行微调节，完成钢筋笼的精准焊接作业；本发明的支撑座由钢筒和万向轮组成，方便装置搬运；通过调节卡具的进深尺寸，可实现不同直径钢筋笼的焊接定位作业；激光设备，能够精准定位钢筋笼位置，避免了机械对钢筋笼的多次调节，节约了人力和物力，大大加快了施工进度；精度高、稳定性强且操作简便；

本发明的上卡爪和下卡爪与钢筋笼接触面采用U形凹槽的设计，一方面便与钢筋笼纵筋贴合连接，另一方面通过与钢筋笼连接来检测钢筋笼是否倾斜，保障了钢筋笼的垂直度，从而保证施工质量；

本发明的装置中的各部分均通过卡槽或螺栓连接，便于拆卸和组装，可重复利用，节约资源。

附图说明

图1为本发明的装置整体结构示意图；

图2为钢筋笼与定位钢块连接示意图；

图3为定位钢块与激光设备连接示意图；

图4为电动液压张拉千斤顶示意图；

图5为卡具与激光设备连接示意图；

图6为支撑座示意图；

图7为卡具与钢筋笼纵筋连接示意图；

图中各标号的含义为：1-上层钢梁，2-中层钢梁，3-底层钢梁，4-电动液压张拉千斤顶，5-整平脚螺旋，6-圆水准仪，7-上长方体钢块，8-下长方体钢块，9-上伸缩尺，10-下伸缩尺，11-激光设备，12-长锯齿，13-调节旋钮，14-调节钢筒，15-万向轮，16-转轴，17-连接耳，18-滑槽，19-接头，20-活动卡块，21-限位孔，22-上卡爪，23-下卡爪，24-U形凹槽，25-通孔，26-紧固螺栓，27-顶筒，28销钉，30-激光接收装置。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。

如图1至图7所示，本实施例给出一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置，包括框架，框架包括圆圈状可开合的上层钢梁1、中层钢梁2和底层钢梁3；框架的三层钢梁，给装置提供稳定的支撑，保证了钢筋笼连接时的稳定性和准确度；

上层钢梁1和中层钢梁2之间通过多组竖向均分设置的电动液压张拉千斤顶4连接，中层钢梁2和底层钢梁3之间通过多组均分设置的整平脚螺旋5连接；

中层钢梁2上端面设置有多个圆水准仪6；

底层钢梁3下部设置有可调节的支撑座；

上层钢梁1和中层钢梁2之间均分设置有多组定位装置，定位装置包括相互卡接的上长方体钢块7和下长方体钢块8，上长方体钢块7和下长方体钢块8内侧均设置有卡具；

其中两组对向的定位装置上上长方体钢块7的卡具之间设置有上伸缩尺9，上伸缩尺9上通过螺栓连接有向下的激光设备11，下长方体钢块8的卡具之间设置有下伸缩尺10，下伸缩尺10上通过螺栓连接有向上的激光接收装置30；定位装置、伸缩尺10、激光设备11和激光接收装置30可实现钢筋笼的精确定位，卡具的独特设计能检测钢筋笼自身是否倾斜，避免了因钢筋笼自身倾斜而引起构件保护层厚度不均匀问题。

定位装置上均设置有调节卡具进深尺度的长锯齿12以及用于调节长锯齿12的调节旋钮13。通过调节旋钮13调节卡具的进深尺寸，实现与不同直径的钢筋笼连接。

支撑座包括竖向均分设置在底层钢梁3下部的多组调节钢筒14，调节钢筒14内部设置有液压装置；调节钢筒14的下端各设置有一组万向轮15；万向轮15可收起，使调节钢筒14下端与地面平稳接触，方便装置搬运及装置整平；通过调节液压装置的压力改变钢筒14的高度，通过调节调节钢筒14及整平脚螺旋5，调节框架装置的水平度。

圆圈状的上层钢梁1、中层钢梁2和底层钢梁3均由两个半圆弧钢梁拼接而成，两个半圆弧钢梁的连接端通过转轴16连接，开口端通过连接耳17和活动螺栓配合连接；

转轴16竖向设置，分别与上层钢梁1、中层钢梁2和底层钢梁3的两个半圆弧钢梁连接端连接，中部设置有伸缩杆。

上长方体钢块7与上层钢梁1之间通设在上层钢梁1下表面沿水平方向开设的滑槽18内并通过滑动键连接，下长方体钢块8与中层钢梁2之间通设在中层钢梁2上表面沿水平方向开设的滑槽18内并通过滑动键连接。上层钢梁1下表面的滑槽18和中层钢梁2上表面的滑槽18相向对应设置。

上长方体钢块7下部中心设置有接头19，接头19上设置有活动卡块20，下长方体钢块8顶面设置有与接头19对应卡接的限位孔21。

上长方体钢块7和下长方体钢块9中部与卡具对应位置均设置有安装腔；

调节旋钮13连接有深入至安装腔内部的轴齿轮；

卡具包括竖向并列设置的上卡爪22和下卡爪23，上卡爪22和下卡爪23均连接有水平设置的长锯齿12，长锯12另一端深入至安装腔内与调节旋钮13的轴齿轮卡接。

上卡爪22和下卡爪23为立方体钢块，上卡爪22和下卡爪23上均朝框架轴心侧竖向设置有底部呈圆弧面的U形凹槽24，U形凹槽24的侧壁通过通孔25设置有紧固螺栓26。

上层钢梁1底部与电动液压张拉千斤顶4对应设置有顶筒27，顶筒27上径向通过孔横穿有销钉28；

电动液压张拉千斤顶4顶部与孔对应位置设置有贯穿的安装通孔。

本发明的钢筋笼激光辅助焊接定位装置的定位施工方法包括以下施工步骤：

步骤一、预制并装配框架、支撑座、电动液压张拉千斤顶4，安装整平脚螺旋5、圆水准仪6、定位装置和卡具；

步骤二、打开活动螺栓和连接耳17将钢筋笼围住，待装置围住钢筋笼后，用活动螺栓将装置关闭，按照圆水准仪6水泡位置，依次调节钢筒14与整平脚螺旋5，实现装置的水平，待调平完成后，驱动电动液压张拉千斤顶4，将上层钢梁1驱动至适合人工操作的平台；

步骤三、调节下长方体钢块8上的调节旋钮13驱动卡具的上卡爪22和下卡爪23与钢筋笼纵筋卡装，待卡装完成后，依次将卡具与下伸缩尺10连接，下伸缩尺10与激光接收装置30连接，并按下激光接收装置30的电源开关；

步骤四、按照步骤三的方法，将上长方体钢块7的卡具的上卡爪22和下卡爪23与钢筋笼纵筋卡装，依次将卡具与上伸缩尺9连接，上伸缩尺9与激光设备11连接，并按下激光设备11的电源开关；

步骤五、待上部钢筋笼纵筋与卡具连接完成后，调节调节旋钮13让上部的激光设备11发射出的激光刚好与底面激光接收装置30的中心重合，则证明上下钢筋笼中心在同一竖直线上，缓慢的驱动电动液压张拉千斤顶4，使上长方体钢块7下端的接头19与下长方体钢块8顶部的限位孔21卡接，卡接完成后进行钢筋笼的焊接；

步骤六、待焊接完成后，先将激光设备11和激光接收装置30拆卸，后拆除卡具与钢筋笼纵筋的连接，最后松开活动螺栓，将装置从钢筋笼外取出，进行下一个钢筋笼的焊接。

参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员在未脱离本发明精神和范围内对本发明技术方案所做出的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护范围当中。

Claims (8)

1.一种钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，包括框架，所述的框架包括圆圈状可开合的上层钢梁(1)、中层钢梁(2)和底层钢梁(3)；

所述的上层钢梁(1)和中层钢梁(2)之间通过多组竖向均分设置的电动液压张拉千斤顶(4)连接，所述的中层钢梁(2)和底层钢梁(3)之间通过多组均分设置的整平脚螺旋(5)连接；

所述的中层钢梁(2)上端面设置有多个圆水准仪(6)；

所述的底层钢梁(3)下部设置有可调节的支撑座；

所述的上层钢梁(1)和中层钢梁(2)之间均分设置有多组定位装置，所述的定位装置包括相互卡接的上长方体钢块(7)和下长方体钢块(8)，所述的上长方体钢块(7)和下长方体钢块(8)内侧均设置有卡具；

所述的其中两组对向的定位装置上上长方体钢块(7)的卡具之间设置有上伸缩尺(9)，所述的上伸缩尺(9)上设置有向下的激光设备(11)，下长方体钢块(8)的卡具之间设置有下伸缩尺(10)，所述的下伸缩尺(10)上设置有向上的激光接收装置(30)；

所述的定位装置上均设置有调节卡具进深尺度的长锯齿(12)以及用于调节长锯齿(12)的调节旋钮(13)；

所述的上长方体钢块(7)和下长方体钢块(8)中部与卡具对应位置均设置有安装腔；

所述的调节旋钮(13)连接有深入至安装腔内部的轴齿轮；

所述的卡具包括竖向并列设置的上卡爪(22)和下卡爪(23)，所述的上卡爪(22)和下卡爪(23)均连接有水平设置的长锯齿(12)，所述的长锯齿(12)另一端深入至安装腔内与调节旋钮(13)的轴齿轮卡接；

所述的上卡爪(22)和下卡爪(23)为立方体钢块，所述的上卡爪(22)和下卡爪(23)上均朝框架轴心侧竖向设置有底部呈圆弧面的U形凹槽(24)，所述的U形凹槽(24)的侧壁通过通孔(25)设置有紧固螺栓(26)。

2.如权利要求1所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，所述的支撑座包括竖向均分设置在底层钢梁(3)下部的多组调节钢筒(14)，所述的调节钢筒(14)内部设置有液压装置；所述的调节钢筒(14)的下端各设置有一组可收起的万向轮(15)。

3.如权利要求1所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，所述的圆圈状的上层钢梁(1)、中层钢梁(2)和底层钢梁(3)均由两个半圆弧钢梁拼接而成，所述的两个半圆弧钢梁的连接端均与竖向设置的转轴(16)连接，开口端通过连接耳(17)和活动螺栓配合连接；

所述的转轴(16)竖向设置，分别与上层钢梁(1)、中层钢梁(2)和底层钢梁(3)的两个半圆弧钢梁连接端连接，中部设置有伸缩杆。

4.如权利要求1所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，所述的上长方体钢块(7)与上层钢梁(1)之间通设在上层钢梁(1)下表面沿水平方向开设的滑槽(18)内并通过滑动键连接，所述的下长方体钢块(8)与中层钢梁(2)之间通设在中层钢梁(2)上表面沿水平方向开设的滑槽(18)内并通过滑动键连接。

5.如权利要求4所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，所述的上长方体钢块(7)下端中心设置有接头(19)，所述的接头(19)上设置有活动卡块(20)，所述的下长方体钢块(8)顶面设置有与接头(19)对应卡接的限位孔(21)。

6.如权利要求1所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，所述的上层钢梁(1)底部与电动液压张拉千斤顶(4)对应设置有顶筒(27)，所述的顶筒(27)上径向通过孔横穿有销钉(28)；

所述的电动液压张拉千斤顶(4)顶部与孔对应位置设置有贯穿的安装通孔。

7.如权利要求1所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置，其特征在于，所述的电动液压张拉千斤顶(4)和圆水准仪(6)均设置有三组；

所述的定位装置和调节钢筒(14)均设置有四组。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的钢筋笼激光辅助焊接定位装置的定位施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

步骤一、预制并装配框架、支撑座、电动液压张拉千斤顶(4)，安装整平脚螺旋(5)、圆水准仪(6)、定位装置和卡具；

步骤二、打开活动螺栓和连接耳(17)将钢筋笼围住，待装置围住钢筋笼后，用活动螺栓将装置关闭，按照圆水准仪(6)水泡位置，依次调节钢筒(14)与整平脚螺旋(5)，实现装置的水平，待调平完成后，驱动电动液压张拉千斤顶(4)，将上层钢梁(1)驱动至适合人工操作的平台；

步骤三、调节下长方体钢块(8)上的调节旋钮(13)驱动卡具的上卡爪(22)和下卡爪(23)与钢筋笼纵筋卡装，待卡装完成后，依次将卡具与下伸缩尺(10)连接，下伸缩尺(10)与激光接收装置(30)连接，并按下激光接收装置(30)的电源开关；

步骤四、按照步骤三所述的方法，将上长方体钢块(7)的卡具的上卡爪(22)和下卡爪(23)与钢筋笼纵筋卡装，依次将卡具与上伸缩尺(9)连接，上伸缩尺(9)与激光设备(11)连接，并按下激光设备(11)的电源开关；

步骤五、待上部钢筋笼纵筋与卡具连接完成后，调节调节旋钮(13)让上部的激光设备(11)发射出的激光刚好与底面激光接收装置(30)的中心重合，则证明上下钢筋笼中心在同一竖直线上，缓慢的驱动电动液压张拉千斤顶(4)，使上长方体钢块(7)下端的接头(19)与下长方体钢块(8)顶部的限位孔(21)卡接，卡接完成后进行钢筋笼的焊接；

步骤六、待焊接完成后，先将激光设备(11)和激光接收装置(30)拆卸，后拆除卡具与钢筋笼纵筋的连接，最后松开活动螺栓，将装置从钢筋笼外取出，进行下一个钢筋笼的焊接。