CN115475896A - 一种大型钢筋笼主体现场焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，有效的解决了滚焊机不适用于施工现场焊接，而现场焊接难度大，质量差的问题；解决的技术方案包括主筋排布单元和加强筋成型单元，主筋排布单元包括两组承载块，每组承载块包括左右等距排布的若干个，两组承载块前后间隔布置，且两组承载块前后一一对正前后对正的两个承载块承托同一根主筋，主筋在两组承载块上按固定间距平行排布，然后垂直主筋焊接加强筋，加强筋成型单元包括一个主辊筒和若干个折弯筒，主辊筒与折弯筒配合，可将加强筋弯折成环，即将主筋和加强筋焊接成的钢筋网卷绕成笼，本发明使焊接工作得以在平面上进行，大大降低了焊接难度，而且可在施工现场灵活排布，也方便随施工现场转移。

Description

一种大型钢筋笼主体现场焊接装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，具体是一种大型钢筋笼主体现场焊接装置。

背景技术

钢筋笼是桥梁浇筑墩柱的内骨架，一般由圆周均布的轴向主筋和位于主筋内部的环形加强筋组成，多数还包括外部螺旋缠绕的箍筋；钢筋笼成型是一个复杂且工量大的工序，需要先加工环形的加强筋，再将主筋与加强筋焊接成型；

目前焊接主筋和加强筋有两种方式，一种是滚焊机加工，滚焊机具有两个大型盘状且可转动的主筋保持架，焊接钢筋笼时需要将主筋一根一根的穿设在主筋保持架上，然后再在主筋内部焊接环形的加强筋，例如申请号：CN202210007137.4的发明专利，申请号：CN202110668429.8的发明专利等，滚焊机虽已是一个非常成熟的设备，但是由于其设备体积大，重量大，占地长度非常长，且设备昂贵，因此其目前普遍用于钢筋笼预制车间内，加工好的钢筋笼再运输到施工现场，由于钢筋笼轴向长度大，因此运输非常不便，需要专用或经过改装的车辆运输，对道路条件要求也高，这就使得运输成本很高；而且，在保持架上穿设主筋是一个很大的工作量；

另一种方式是在现场工人用简易的辅助工具焊接，具体是将环形加强筋沿主筋轴向间隔立放起来，然后将主筋一根根就位逐点焊接，这种方式由于是绕加强筋环形立体焊接，焊接时还要保持悬空主筋不移位和平直，因此焊接难度大，钢筋笼成型质量差。

综上，现有的钢筋笼焊接加工方式，都是先将加强筋加工成环，然后再与主筋进行焊接，显然，将零散的主筋焊进行笼型的立体焊接，要比在平面上进行焊接复杂的多，这也是造成滚焊机设备庞大，现场焊接困难的主要原因。

申请号：201610628085.7的发明专利公开了一种先焊接网片在压制成筒的钢筋笼加工方式，但是其采用压制成型的方式，只能生产方型的钢筋笼，而且钢筋笼分段分次压制，成型精度低，再有，压制的方式只适用于小型的钢筋笼生产，对于桥梁墩柱的大型钢筋笼，没有与之匹配的超大型压制设备，即使有，也不适用于施工现场的制造和随施工场点的转移，另外，其钢筋网片的生产依赖于网片机，同样不适用于大型钢筋笼的生产。

发明内容

本发明提供了一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，目的是解决滚焊机不适用于施工现场焊接，而现场焊接难度大，质量差的问题。

其解决的技术方案包括主筋排布单元和加强筋成型单元，主筋排布单元包括两组承载块，每组承载块包括左右等距排布的若干个，两组承载块前后间隔布置，且两组承载块前后一一对正，每个承载块上开有一个承托槽，主筋排布单元还包括菱形伸缩结构，菱形伸缩结构由多组成十字铰接的单元节首尾铰接而成，将单元节上的铰接点称为一类铰接点，将两个单元节连接处的铰接点称为二类铰接点，同一侧的二类铰接点与同一组的承载块一一对应连接；

加强筋成型单元包括一个沿前后方向的主辊筒和若干个折弯筒，主辊筒横跨在两组承载块上方，折弯筒与主辊筒平行且位于主辊筒的右下方，若干折弯筒沿主辊筒的轴向排布；折弯筒的排布位置与加强筋在主筋上的焊接位置对应，折弯筒可上下移动，加强筋由左向右从主辊筒下方穿过然后从折弯筒上方穿过，折弯筒上顶即可将主辊筒与折弯筒之间的加强筋折成某一曲率半径的圆弧形，主辊筒与折弯筒配合，可将加强筋弯折成环。

所述的承载块的上端和承托槽的上端口均向右倾斜。

每组所述的承载块上设有一根贯穿该组左右承载块的滑轨，承载块可在滑轨上滑动，最右端的承载块固定在滑轨上且位于主辊筒的左下方。

每组所述的菱形伸缩单元的最左端的一类铰接点上装有一个移动块，移动块上穿设有一根左右方向的螺纹杆，螺纹杆与移动块之间经螺纹配合。

每根所述的螺纹杆的两端均设有一个安装板，安装板的下方设有一个前后方向的滑槽，安装板置于滑槽内，螺纹杆的端部可转动的安装在安装板上，其中一端的安装板上装有驱动电机，驱动电机连接有第一齿轮，螺纹杆上安装有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合。

还包括一个与主滚筒平行的副辊筒，副辊筒位于主滚筒的左侧，副辊筒可上下移动，副辊筒处于低位时低于两根承载块，副辊筒上移可升至与主滚筒等高的位置。

所述的折弯筒的外壁上圆周均布有若干轴向的主筋避让槽。

所述的主辊筒的外壁上设有滚花纹或轴向细纹。

所述的折弯筒和副辊筒的轴承座均由一个竖向的液压缸支撑。

每组所述的承载块的右侧均设有一个卷线轮，卷线轮上方设有拉绳。

本发明提供了一种新的钢筋笼焊接方式，使焊接工作得以在平面上进行，大大降低了焊接难度，提高了焊接速度和焊接质量；而且，本发明体积小，重量小，设备成本低，可在施工现场灵活排布，也可随施工现场灵活转移。

附图说明

图1为未排布主筋和加强筋时本发明的俯视图。

图2为主筋和加强筋排布完成后本发明的俯视图。

图3为图2中A-A剖视图。

图4为本发明折弯轮上顶后的主视剖视图；图中虚线圆为加强筋成环轨迹。

图5为本发明加强筋成环过程的主视剖视图。

图6为本发明加强筋成环后的主视剖视图。

图7为本发明钢筋笼主体放置在主辊筒和副辊筒上时的主视剖视图。

图8为图2中B位置的放大图。

图9为图3中C位置的放大图。

以上各图中，21代表主筋，22代表加强筋。

具体实施方式

结合附图，本发明包括主筋排布单元和加强筋成型单元，主筋排布单元包括两组承载块1，每组承载块1包括左右等距排布的若干个，两组承载块1前后间隔布置，且两组承载块1前后一一对正，每个承载块1上开有一个承托槽2，承托槽2用于承托主筋，每两个前后对正的承载块1承托同一根主筋，所有主筋在承载块1上摆放完后，所有主筋成等距平行摆放；为了实现同组承载块1之间的等距排列以及间距可调，主筋排布单元还包括菱形伸缩结构3，菱形伸缩结构3由多组成十字铰接的单元节首尾铰接而成，将单元节上的铰接点称为一类铰接点4，将两个单元节连接处的铰接点称为二类铰接点5，同一侧的二类铰接点5与同一组的承载块1一一对应连接，由于菱形伸缩结构3二类铰接点5间的间距相等，因此同组的承载块1也等距排布，而且菱形伸缩单元伸缩时可带动同一组承载块1同步移动，菱形伸缩单元位于承载块1的外侧；

加强筋成型单元包括一个沿前后方向的主辊筒6和若干个折弯筒7，主辊筒6横跨在两组承载块1上方，主辊筒6两端内的支撑点位于同端的一组承载块1外侧，折弯筒7与主辊筒6平行且位于主辊筒6的右下方，若干折弯筒7沿主辊筒6的轴向排布；折弯筒7的排布位置与加强筋在主筋上的焊接位置对应，折弯筒7可上下移动，加强筋由左向右从主辊筒6下方穿过然后从折弯筒7上方穿过，折弯筒7上顶即可将主辊筒6与折弯筒7之间的加强筋折成某一曲率半径的圆弧形，折弯筒7上顶距离越大，加强筋弯折的曲率半径越小，反之，折弯筒7上顶的距离越小，加强筋弯折的曲率半径越大，在折弯筒7未上顶时，加强筋为平直转态，相当于曲率半径无限大；加强筋持续向右送进，即可被弯折成完整的环形，主辊筒6与折弯筒7配合，可将加强筋弯折成环，在加强筋与主筋焊接完成的情况下，主筋与加强筋形成一个十字交错的网状钢筋结构，加强筋弯折成环也就表示该网状钢筋结构卷绕成筒，将加强筋首尾焊接即可形成钢筋笼主体。

所述的承载块1的上端和承托槽2的上端口均向右倾斜，在钢筋网被向右拉动时，主筋能从承托槽2内拉出并越过承托块。

每组所述的承载块1上设有一根贯穿该组左右承载块1的滑轨8，承载块1可在滑轨8上滑动，最右端的承载块1固定在滑轨8上且位于主辊筒6的左下方，滑轨8对承载块1进行限位，使同组承载块1始终保持同一直线，只有间距可调节。

每组所述的菱形伸缩单元的最左端的一类铰接点4上装有一个移动块9，移动块9上穿设有一根左右方向的螺纹杆10，螺纹杆10与移动块9之间经螺纹配合，螺纹杆10转动会带动移动块9左右移动，从而实现菱形伸缩单元的伸长和缩短。

每根所述的螺纹杆10的两端均设有一个安装板11，安装板11的下方设有一个前后方向的滑槽12，安装板11置于滑槽12内，螺纹杆10的端部可转动的安装在安装板11上，其中一端的安装板11上装有驱动电机13，驱动电机13连接有第一齿轮14，螺纹杆10上安装有第二齿轮15，第一齿轮14与第二齿轮15啮合，驱动电机13通过第一齿轮14和第二齿轮15组成的减速齿轮组带动螺纹杆10转动，从而使移动块9移动进而带动菱形伸缩结构3伸缩，菱形结构伸缩时一类铰接点4即螺纹杆10会有前后移动，安装板11在滑槽12内的前后移动为螺纹杆10提供了前后移动的自由度。

还包括一个与主滚筒平行的副辊筒16，副辊筒16位于主滚筒的左侧，副辊筒16可上下移动，副辊筒16处于低位时低于两根承载块1，副辊筒16上移可升至与主辊筒6等高的位置，副辊筒16两端的支撑点均位于同端的一组承载块1的内侧，确保副辊筒16上移时不会与滑轨8和承载块1干涉；钢筋笼主体焊接成型后，将副辊筒16升至与主滚筒等高的位置，将钢筋笼主体吊放在主辊筒6和副辊筒16上，主滚筒和副辊筒16承托钢筋笼主体使钢筋笼主体可以转动，从而进行外部螺旋箍筋的缠绕焊接。

所述的折弯筒7的外壁上圆周均布有若干轴向的主筋避让槽17，在弯折加强筋时，某根主筋随加强筋移动到折弯筒7处时，主筋可容纳在避让槽17内。

所述的主辊筒6的外壁上设有滚花纹或轴向细纹，用于增大其驱动加强筋向右移动的驱动力。

所述的折弯筒7和副辊筒16的轴承座均由一个竖向的液压缸18支撑，从而实现折弯筒7和副辊筒16的上下移动。

每组所述的承载块1的右侧均设有一个卷线轮19，卷线轮19上方设有拉绳20，在弯折钢筋网时，如果主辊筒6的摩擦力不足，则可将拉绳20固定在最左侧的主筋上，通过卷线轮19向右侧拉动钢筋网辅助钢筋网向右进给。

为了使主筋在槽口内排布好后尽可能的贴近地面，所述的滑轨8略高于地面设置，由于滑轨8较低，为了满足折弯筒7和副辊筒16的低位置要求，可在地面开挖沟槽容置折弯筒7和副辊筒16。

使用本发明焊接钢筋笼时，首先启动驱动电机13带动螺纹杆10转动，通过菱形伸缩机构的伸缩将承托槽2的间距调整成与钢筋笼主筋的设计间距相等，钢筋笼主筋的设计间距即相邻主筋间的弧长，调整时注意使前后两组承载块1一一对正。

承载块1调整好后后，在两个前后对正的承托槽2内放置一根主筋，放置主筋的总数量与钢筋笼主筋数量相同且必须按承托槽2挨个放置，不能中间跳过某一承托槽2滑块，最右侧的一根主筋应位于主辊筒6的左下方。

主筋排布完成后，在主筋上方垂直主筋放置加强筋，此时加强筋为直钢筋，加强筋按设计间距沿主筋轴向排布，放置完成后在加强筋与主筋的交叉点位置进行焊接，将加强筋焊接在主筋上，加强筋与主筋形成十字交错的网状；如图2和图3所示。

注意，加强筋的长度应大于成环后的直径，因为在加强筋成环后首尾焊接时首尾要重合一段长度，在预留出该重合长度的余量的基础上，还要确保加强筋的右端能够伸到折弯筒7上方，如果只预留重合余量不能使加强筋右端伸至折弯筒7上方，则再预留一段附加长度，后期将该附加长度切掉即可，如图5中加强筋右端的虚线部分，即是需要切掉的附加长度。

加强筋焊接完成后，启动折弯筒7下方的液压缸18使折弯筒7上升，折弯筒7上升会将折弯筒7与主辊筒6之间的加强筋折弯，如图4所述；上文所述，折弯的曲率半径与折弯筒7上升高度有关，其折弯的曲率半径可通过加强筋与主辊筒6、折弯筒7之间的接触点计算得出。

主辊筒6转动通过对加强筋的摩擦力将加强筋和主筋形成的钢筋网持续送进，从而对加强筋进行连续的折弯，直到折弯完成闭合成环，如图6所示；在折弯的过程中，可用吊机辅助吊持已弯折的钢筋笼部分，以免其因自重产生较大变形，但是由于钢筋笼自身具有刚性，且不需将其吊离地面，因此只需简易吊架保持其不过度变形即可。

如果主滚筒的驱动力不足，可在加强筋焊接完成后将右侧的两个卷线轮19的拉绳20固定在最左侧的主筋上向右拉，也可在钢筋网的左侧增加推进机构将其向右侧推进。

钢筋笼弯折成筒状后，用吊机将未闭合的钢筋笼吊起至主辊筒6上方，由于成环的钢筋具有弹性，因此主辊筒6能从钢筋笼的未闭合处移出；钢筋笼吊起后将副辊筒16上升至与主辊筒6等高的位置，将钢筋笼放置在主辊筒6和副辊筒16之间，将加强筋拉合，使加强筋首尾重合，拉合可用对口钳、拉力油缸等，然后将重合段焊接即完成钢筋笼主体的成型，如图7所示，图中加强筋的虚线段即为重合段。

钢筋笼主体焊接成型且放置在两个辊筒上，主辊筒6转动带动钢筋笼主体转动即可进行外部螺旋箍筋的缠绕焊接。

本发明提供了一种新的钢筋笼焊接方式，即先将未成环的加强筋与主筋焊接，然后在卷绕成筒，使焊接工作得以在平面上进行，大大降低了焊接难度，提高了焊接速度和焊接质量，且能够焊接成型大型钢筋笼；而且，本发明体积小，重量小，设备成本低，且各个部件间相互独立，可在施工现场灵活排布，也可随施工现场灵活转移。

Claims (10)

1.一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，包括主筋排布单元和加强筋成型单元，主筋排布单元包括两组承载块（1），每组承载块（1）包括左右等距排布的若干个，两组承载块（1）前后间隔布置，且两组承载块（1）前后一一对正，每个承载块（1）上开有一个承托槽（2），主筋排布单元还包括菱形伸缩结构（3），菱形伸缩结构（3）由多组成十字铰接的单元节首尾铰接而成，将单元节上的铰接点称为一类铰接点（4），将两个单元节连接处的铰接点称为二类铰接点（5），同一侧的二类铰接点（5）与同一组的承载块（1）一一对应连接；

加强筋成型单元包括一个沿前后方向的主辊筒（6）和若干个折弯筒（7），主辊筒（6）横跨在两组承载块（1）上方，折弯筒（7）与主辊筒（6）平行且位于主辊筒（6）的右下方，若干折弯筒（7）沿主辊筒（6）的轴向排布；折弯筒（7）的排布位置与加强筋在主筋上的焊接位置对应，折弯筒（7）可上下移动，加强筋由左向右从主辊筒（6）下方穿过然后从折弯筒（7）上方穿过，折弯筒（7）上顶即可将主辊筒（6）与折弯筒（7）之间的加强筋折成某一曲率半径的圆弧形，主辊筒（6）与折弯筒（7）配合，可将加强筋弯折成环。

2.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，所述的承载块（1）的上端和承托槽（2）的上端口均向右倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，每组所述的承载块（1）上设有一根贯穿该组左右承载块（1）的滑轨（8），承载块（1）可在滑轨（8）上滑动，最右端的承载块（1）固定在滑轨（8）上且位于主辊筒（6）的左下方。

4.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，每组所述的菱形伸缩单元的最左端的一类铰接点（4）上装有一个移动块（9），移动块（9）上穿设有一根左右方向的螺纹杆（10），螺纹杆（10）与移动块（9）之间经螺纹配合。

5.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，每根所述的螺纹杆（10）的两端均设有一个安装板（11），安装板（11）的下方设有一个前后方向的滑槽（12），安装板（11）置于滑槽（12）内，螺纹杆（10）的端部可转动的安装在安装板（11）上，其中一端的安装板（11）上装有驱动电机（13），驱动电机（13）连接有第一齿轮（14），螺纹杆（10）上安装有第二齿轮（15），第一齿轮（14）与第二齿轮（15）啮合。

6.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，还包括一个与主滚筒（6）平行的副辊筒（16），副辊筒（16）位于主滚筒的左侧，副辊筒（16）可上下移动，副辊筒（16）处于低位时低于两根承载块（1），副辊筒（16）上移可升至与主滚筒等高的位置。

7.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，所述的折弯筒（7）的外壁上圆周均布有若干轴向的主筋避让槽（17）。

8.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，所述的主辊筒（6）的外壁上设有滚花纹或轴向细纹。

9.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，所述的折弯筒（7）和副辊筒（16）的轴承座均由一个竖向的液压缸（18）支撑。

10.根据权利要求1所述的一种大型钢筋笼主体现场焊接装置，其特征在于，每组所述的承载块（1）的右侧均设有一个卷线轮（19），卷线轮（19）上方设有拉绳（20）。

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