CN115928716A - 一种伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工方法，包括多个环形钢筋以及竖向连接件；两个相邻的环形钢筋之间通过多组所述竖向连接件相连接；所述竖向连接件包括两个铰接杆；两个所述铰接杆相互靠近的一端相互铰接，相互远离的一端分别连接相邻的两个所述环形钢筋；当两个所述环形钢筋沿相互靠近一侧折叠收缩时，两个所述铰接杆相互铰接的一端沿所述环形钢筋的中心线方向移动。本发明通过上述装置的配合使用，使得钢筋笼收缩为一个紧凑结构，通过针对设计的施工设备可以完成在有限空间内把钢筋笼投放至桩孔内并延展开的施工目标，且可伸缩式钢筋笼相较于现有技术中通过分段制作钢筋笼的方式，桩基成型的质量更可靠，且施工更为规范。

Description

一种伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别是涉及一种伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工方法。

背景技术

钻孔灌注桩由于其具备施工工艺成熟、承载力高、适用范围广等优点已被广泛应用于公路、铁路、桥梁等结构工程基础中。钻孔灌注桩施工时，通常采用成孔后在桩孔中下放钢筋笼，再进行混凝土的浇筑作业，传统的钻孔灌注桩施工过程大致为，成孔、绑扎并放置钢筋笼、灌砼等步骤。

灌注桩的钢筋笼是桩的重要组成部分，也是桩与其他构件有效连接的重要保障。然而现有技术中的钢筋笼存在以下技术缺陷：

在某些特殊场合施工钻孔灌注桩时，如在高架桥下、隧道内、飞机场跑道附近施工时，由于孔外高度有限，受限于净低空条件或限高条件，无法将完整的钢筋笼绑扎并吊装到孔内，此时不但需要解决成孔的机械高度，还需要对钢筋笼进行分节段制作，逐节下放到桩孔内，通过焊接方式将钢筋笼接长。

然而上述钢筋笼的制作方式受空间高度影响，施工安装的方式效率低，耗时久，人工费高，且逐节焊接成的钢筋笼整体性差，降低最后成桩质量。同时，在施工过程中使用大量的圆钢钢筋作为措施吊筋，在混凝土浇筑完成后吊筋无法取出重复利用，无形中增加了大量的施工成本，造成了材料的浪费。

因此，需要一种伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工方法，以提高成桩质量且还能够降低施工成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种伸缩式钢筋笼结构，包括多个环形钢筋以及竖向连接件；

两个相邻的环形钢筋之间通过多组所述竖向连接件相连接；

所述竖向连接件包括两个铰接杆；

两个所述铰接杆相互靠近的一端相互铰接，相互远离的一端分别连接相邻的两个所述环形钢筋；

当两个所述环形钢筋沿相互靠近一侧折叠收缩时，两个所述铰接杆相互铰接的一端沿所述环形钢筋的中心线方向移动。

进一步的，所述竖向连接件呈环状等距设置在两个相邻的环形钢筋之间。

进一步的，两个所述铰接杆呈交错设置。

在本发明的另一方面，还提出了一种伸缩式钢筋笼结构的施工设备，包括多个上述实施例中所述的伸缩式钢筋笼结构、移动牵引装置以及钢筋笼吊爪；

所述移动牵引装置包括移动车、牵引机构以及托举机构；

所述牵引机构设置在所述移动车顶部，并与所述钢筋笼吊爪连接；

所述托举机构设置在所述移动车的前端，以托举所述伸缩式钢筋笼结构；

所述钢筋笼吊爪位于所述伸缩式钢筋笼结构下表面，以与所述伸缩式钢筋笼结构搭接或松离；

两个相邻的所述伸缩式钢筋笼结构之间通过抱箍连接件可拆卸连接。

进一步的，所述牵引机构包括液压牵引臂、钢丝绳以及防缠线吊篮；

所述液压牵引臂转动安装在所述移动车上表面；

所述钢丝绳通过定滑轮与所述液压牵引臂连接，且所述钢丝绳远离所述液压牵引臂的一端与所述钢筋笼吊爪连接；

所述防缠线吊篮设置在所述钢丝绳的外部。

进一步的，所述托举机构包括支撑台、升降托举板以及U型块；

所述支撑台固定安装在所述移动车的前端；

所述升降托举板通过液压缸沿竖直方向滑动安装在所述支撑台上；

所述U型块固定安装在所述升降托举板的底部，并通过槽钢与所述伸缩式钢筋笼结构搭接；

所述钢筋笼吊爪位于所述U型块的中部。

进一步的，所述钢筋笼吊爪包括罩体、驱动螺杆、滑环、驱动杆以及伸缩支撑块；

所述罩体与所述钢丝绳连接；

所述驱动螺杆通过输出电机转动安装在所述罩体内部；

所述输出电机外接一智能终端；

所述滑环与所述驱动螺杆螺纹连接；

所述驱动杆的一端与所述滑环外壁铰接，另一端与所述伸缩支撑块铰接；

所述伸缩支撑块沿水平方向滑动安装在所述罩体内部，且一端裸露至所述罩体外部；

所述伸缩支撑块的裸露端设置有与所述伸缩式钢筋笼结构搭接的弧形抵接口。

在本发明的另一方面，还提出了一种伸缩式钢筋笼结构的施工方法，包括如下步骤：

施工设备降低高度通过有限空间，进入待施工桩基内；

将伸缩式钢筋笼结构放置在钢筋笼吊爪上，且随牵引机构牵引至待施工桩基内；

当所述伸缩式钢筋笼结构的顶端与待施工桩基的上表面齐平时，使所述伸缩式钢筋笼结构的顶端与待施工桩基上表面保持固定，并持续下放牵引机构，直至所述伸缩式钢筋笼结构的底端移动至预设位置；

若所述伸缩式钢筋笼结构伸长至最长状态时，其底端仍不处于预设位置，则在所述伸缩式钢筋笼结构的顶端连接另一所述伸缩式钢筋笼结构，并重复上述步骤，直至所述伸缩式钢筋笼结构的底端处于预设位置；

当所述伸缩式钢筋笼结构的底端处于预设位置时，远程操作，控制收回所述钢筋笼吊爪；

施工设备收缩回低净空方式，撤出施工。

进一步的，所述伸缩式钢筋笼结构的顶端固定方法包括如下步骤：

在所述伸缩式钢筋笼结构最上方的环形钢筋下表面插接一槽钢，且使所述槽钢的两端均与待施工桩基的上表面搭接。

进一步的，两个所述伸缩式钢筋笼结构的连接方法包括如下步骤：

在两个所述伸缩式钢筋笼结构之间设置一抱箍连接件，以卡接相互靠近的两个所述环形钢筋。

相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

通过将钢筋笼设置成多个环形钢筋以及竖向连接件连接而成，且使两个伸缩式钢筋笼结构通过抱箍连接件连接呈一个整体，相较于现有技术中通过分段制作的方式，本申请钢筋笼的整体更为稳定，以进一步满足桩基抗拔、抗静压的要求。

进一步的，通过设置移动牵引装置以及钢筋笼吊爪，使得可在有限的空间下将伸缩式钢筋笼结构下放至桩基内，施工更为简单便捷，达到方便快速施工的目的。

附图说明

图1为本发明一实施例中伸缩式钢筋笼结构收缩状态时的结构示意图；

图2为本发明一实施例中伸缩式钢筋笼结构展开状态时的结构示意图；

图3为本发明一实施例中伸缩式钢筋笼结构的施工设备与伸缩式钢筋笼配合时的结构示意图；

图4为本发明一实施例中牵引机构处的结构示意图；

图5为本发明一实施例中托举机构的结构示意图；

图6为本发明一实施例中钢筋笼吊爪的结构示意图；

图7为本发明一实施例中伸缩式钢筋笼结构的施工方法流程图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的伸缩式钢筋笼结构、施工设备及施工工艺进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图1所示，本实施例提出了一种伸缩式钢筋笼结构，包括多个环形钢筋1以及竖向连接件。

两个相邻的环形钢筋1之间通过多组所述竖向连接件相连接。

所述竖向连接件包括两个铰接杆2；

两个所述铰接杆2相互靠近的一端相互铰接，相互远离的一端分别连接相邻的两个所述环形钢筋1。

如图2所示，当两个所述环形钢筋1沿相互靠近一侧折叠收缩时，两个所述铰接杆2相互铰接的一端沿所述环形钢筋1的中心线方向移动，即可实现多个环形钢筋1的靠拢收缩，即完成伸缩式钢筋笼结构的折叠，以便于在空间狭窄或较小的地方进行作业。

其中，所述竖向连接件呈环状等距设置在两个相邻的环形钢筋1之间，且两个所述铰接杆2呈交错设置，以避免两个铰接杆2偏转时形成干涉。

综上所述，本实施例通过设置竖向连接件以及环形钢筋1组合成一伸缩式钢筋笼结构，相较于现有技术中通过逐节连接的方式，本装置应用于施工场地时效率更高，且由于竖向连接件以及环形钢筋1两者为一体式成型结构，故所成型的桩基抗静压的能力更强，达到适用效果好的目的。

此外，现有技术中还存在采用旋转伸缩式钢筋笼进行施工的钻孔灌注桩，具体请参考授权公告号CN209837008U所提出的一种伸缩式钢筋笼。其具体机理是当钢筋笼制作完成后，通过旋转压缩使其处于压缩状态，高度仅为传统钢筋笼的1/4~1/6，通过在桩孔内进行伸展，恢复至正常的长度。但是由于钢筋笼预先通过旋转的方式进行压缩，自身存在较大的弹力，下放作业前，需要在桩孔上搭设专门的反力支架，将钢筋笼的顶端固定在支架上，在钢筋笼的底部固定钢丝绳，然后再缓慢释放钢丝绳来控制钢筋笼的伸长，使其伸入桩孔内。

这种安装方法存在支架搭设、拆除工作量大等缺陷，且一旦钢筋笼顶部与支架之间固定不牢固，极易导致钢筋笼由压缩状态无序扩展至伸长状态，从而导致安装工作失败的情况发生。而本申请所提出的伸缩式钢筋笼结构仅需对其底部进行托举即可有效避免上述装置所形成的技术缺陷。

实施例二

如图3所示，本实施例在实施例一的基础上还提出了一种伸缩式钢筋笼结构的施工设备，以便于快速完成桩基的成型。

具体的，一种伸缩式钢筋笼结构的施工设备，包括多个上述实施例中所述的伸缩式钢筋笼结构、移动牵引装置3以及钢筋笼吊爪4。

所述移动牵引装置3包括移动车31、牵引机构32以及托举机构33；

所述牵引机构32设置在所述移动车31顶部，并与所述钢筋笼吊爪4连接，用于牵引钢筋笼吊爪4携带伸缩式钢筋笼结构下放至桩基孔内。

所述托举机构33设置在所述移动车31的前端，以托举所述伸缩式钢筋笼结构，辅助钢筋笼吊爪4与伸缩式钢筋笼结构对接。

所述钢筋笼吊爪4位于所述伸缩式钢筋笼结构下表面，以与所述伸缩式钢筋笼结构搭接或松离，即将伸缩式钢筋笼结构下放至指定位置后可快速与伸缩式钢筋笼结构脱离。

故相较于现有技术中利用钢丝绳索的对钢筋笼的底部固定并下放的方式，本装置可有效避免因难以解除钢丝绳索与钢筋笼底部的连接，而对钢丝绳索进行截断，从而导致材料浪费的情况发生。

其中，为避免伸缩式钢筋笼结构因自身长度原因而无法下放至指定位置，故将两个相邻的所述伸缩式钢筋笼结构之间通过抱箍连接件可拆卸连接，图中未示出，即操作人员可通过多个伸缩式钢筋笼结构的连接来保证伸缩式钢筋笼结构的长度满足桩基孔深度的需求。

如图4所示，在进一步的实施例中，本申请提供一具体的牵引机构32，以使在狭窄空间内仍可带动钢筋笼吊爪4带动伸缩式钢筋笼结构下放指定位置。

所述牵引机构32包括液压牵引臂321、钢丝绳322以及防缠线吊篮323。

所述液压牵引臂321转动安装在所述移动车31上表面，利用液压驱动的方式降低液压牵引臂32所占的空间，使得本装置可在狭窄空间内工作。

所述钢丝绳322通过定滑轮与所述液压牵引臂321连接，且所述钢丝绳322远离所述液压牵引臂321的一端与所述钢筋笼吊爪4连接，即通过钢丝绳322的伸长，带动钢筋笼吊爪4的下放。

所述防缠线吊篮323设置在所述钢丝绳322的外部，用于牵引所述钢筋笼吊爪4。

如图5所示，在另一实施例中，还提供一具体的托举机构33，以辅助伸缩式钢筋笼结构与钢筋笼吊爪4的对接以及两个伸缩式钢筋笼结构的连接。

所述托举机构33包括支撑台331、升降托举板332以及U型块333。

所述支撑台331固定安装在所述移动车31的前端。

所述升降托举板332通过液压缸沿竖直方向滑动安装在所述支撑台331上。

所述U型块333固定安装在所述升降托举板332的底部，并通过槽钢6与所述伸缩式钢筋笼结构搭接。

所述钢筋笼吊爪4位于所述U型块333的中部。

综上所述，当钢筋笼吊爪4需要对伸缩式钢筋笼结构进行对接时，可先进行收缩，并下放至U型块333的下方，尔后扩张并与上升至与伸缩式钢筋笼结构搭接，将槽钢6从U型块33上抽离，即可完成钢筋笼吊爪4的辅助托举。

当两个伸缩式钢筋笼结构需要连接时，使其中一个伸缩式钢筋笼结构位于U型块333的下方，另一个位于U型块333的上方，并通过钢箍连接件5将两个伸缩式钢筋笼结构连接呈一个整体。

如图6所示，在进一步的实施例中，还提供一具体的钢筋笼吊爪4，以更好的完成对伸缩式钢筋笼结构的托举以及后续的分离。

所述钢筋笼吊爪4包括罩体41、驱动螺杆42、滑环43、驱动杆44以及伸缩支撑块45。

所述罩体41与所述钢丝绳322连接；所述驱动螺杆42通过输出电机转动安装在所述罩体41内部；所述输出电机外接一智能终端；所述滑环43与所述驱动螺杆42螺纹连接；所述驱动杆44的一端与所述滑环43外壁铰接，另一端与所述伸缩支撑块45铰接；所述伸缩支撑块45沿水平方向滑动安装在所述罩体41内部，且一端裸露至所述罩体41外部，即通过驱动螺杆42的转动，使滑环43沿竖直方向移动，牵引驱动杆44沿外侧扩张或内侧收缩，进而拉动伸缩支撑块45的收缩，使伸缩支撑块45与伸缩式钢筋笼结构搭接或分离。

为提升伸缩支撑块45对伸缩式钢筋笼结构的支撑效果。

所述伸缩支撑块45的裸露端设置有与所述伸缩式钢筋笼结构搭接的弧形抵接口451。

实施例三

如图7所示，本实施例在实施例二的基础上还提出了一种伸缩式钢筋笼结构的施工方法，以辅助施工人员快速完成灌注桩孔下方钢筋笼的施工。

具体包括如下步骤：

施工设备降低高度通过有限空间，进入待施工桩基内；

将伸缩式钢筋笼结构放置在钢筋笼吊爪4上，且随牵引机构32牵引至待施工桩基内；

当所述伸缩式钢筋笼结构的顶端与待施工桩基的上表面齐平时，使所述伸缩式钢筋笼结构的顶端与待施工桩基上表面保持固定，并持续下放牵引机构32，直至所述伸缩式钢筋笼结构的底端移动至预设位置；

若所述伸缩式钢筋笼结构伸长至最长状态时，其底端仍不处于预设位置，则在所述伸缩式钢筋笼结构的顶端连接另一所述伸缩式钢筋笼结构，并重复上述步骤，直至所述伸缩式钢筋笼结构的底端处于预设位置；

当所述伸缩式钢筋笼结构的底端处于预设位置时，远程操作，控制收回所述钢筋笼吊爪4；

施工设备收缩回低净空方式，撤出施工。

综上所述，本装置在实际使用过程中仅需通过借助牵引机构32对钢筋笼吊爪4的下方以及对伸缩式钢筋笼结构顶端的固定即可实现灌装孔的施工，相较于现有技术中通过逐节焊接的方式并下放的方式，施工更为简单，且效率更高。

其中，所述伸缩式钢筋笼结构的顶端固定方法包括如下步骤：

在所述伸缩式钢筋笼结构最上方环形钢筋1的下表面插接一槽钢6，且使所述槽钢6的两端均与待施工桩基的上表面搭接。

进一步的，两个所述伸缩式钢筋笼结构的连接方法包括如下步骤：

在两个所述伸缩式钢筋笼结构之间设置一抱箍连接件，以卡接相互靠近的两个所述环形钢筋1。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种伸缩式钢筋笼结构，其特征在于，包括多个环形钢筋以及竖向连接件；

两个相邻的环形钢筋之间通过多组所述竖向连接件相连接；

所述竖向连接件包括两个铰接杆；

两个所述铰接杆相互靠近的一端相互铰接，相互远离的一端分别连接相邻的两个所述环形钢筋；

当两个所述环形钢筋沿相互靠近一侧折叠收缩时，两个所述铰接杆相互铰接的一端沿所述环形钢筋的中心线方向移动。

2.如权利要求1所述的伸缩式钢筋笼结构，其特征在于，所述竖向连接件呈环状等距设置在两个相邻的环形钢筋之间。

3.如权利要求1所述的伸缩式钢筋笼结构，其特征在于，两个所述铰接杆呈交错设置。

4.一种伸缩式钢筋笼结构的施工设备，其特征在于，包括多个如权利要求1-3中任一项所述的伸缩式钢筋笼结构、移动牵引装置以及钢筋笼吊爪；

所述移动牵引装置包括移动车、牵引机构以及托举机构；

所述牵引机构设置在所述移动车顶部，并与所述钢筋笼吊爪连接；

所述托举机构设置在所述移动车的前端，以托举所述伸缩式钢筋笼结构；

所述钢筋笼吊爪位于所述伸缩式钢筋笼结构下表面，以与所述伸缩式钢筋笼结构搭接或松离；

两个相邻的所述伸缩式钢筋笼结构之间通过抱箍连接件可拆卸连接。

5.如权利要求4所述的伸缩式钢筋笼结构的施工设备，其特征在于，所述牵引机构包括液压牵引臂、钢丝绳以及防缠线吊篮；

所述液压牵引臂转动安装在所述移动车上表面；

所述钢丝绳通过定滑轮与所述液压牵引臂连接，且所述钢丝绳远离所述液压牵引臂的一端与所述钢筋笼吊爪连接；

所述防缠线吊篮设置在所述钢丝绳的外部。

6.如权利要求4所述的伸缩式钢筋笼结构的施工设备，其特征在于，所述托举机构包括支撑台、升降托举板以及U型块；

所述支撑台固定安装在所述移动车的前端；

所述升降托举板通过液压缸沿竖直方向滑动安装在所述支撑台上；

所述U型块固定安装在所述升降托举板的底部，并通过槽钢与所述伸缩式钢筋笼结构搭接；

所述钢筋笼吊爪位于所述U型块的中部。

7.如权利要求5所述的伸缩式钢筋笼结构的施工设备，其特征在于，所述钢筋笼吊爪包括罩体、驱动螺杆、滑环、驱动杆以及伸缩支撑块；

所述罩体与所述钢丝绳连接；

所述驱动螺杆通过输出电机转动安装在所述罩体内部；

所述输出电机外接一智能终端；

所述滑环与所述驱动螺杆螺纹连接；

所述驱动杆的一端与所述滑环外壁铰接，另一端与所述伸缩支撑块铰接；

所述伸缩支撑块沿水平方向滑动安装在所述罩体内部，且一端裸露至所述罩体外部；

所述伸缩支撑块的裸露端设置有与所述伸缩式钢筋笼结构搭接的弧形抵接口。

8.一种伸缩式钢筋笼结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

施工设备降低高度通过有限空间，进入待施工桩基内；

将伸缩式钢筋笼结构放置在钢筋笼吊爪上，且随牵引机构牵引至待施工桩基内；

当所述伸缩式钢筋笼结构的顶端与待施工桩基的上表面齐平时，使所述伸缩式钢筋笼结构的顶端与待施工桩基上表面保持固定，并持续下放牵引机构，直至所述伸缩式钢筋笼结构的底端移动至预设位置；

若所述伸缩式钢筋笼结构伸长至最长状态时，其底端仍不处于预设位置，则在所述伸缩式钢筋笼结构的顶端连接另一所述伸缩式钢筋笼结构，并重复上述步骤，直至所述伸缩式钢筋笼结构的底端处于预设位置；

当所述伸缩式钢筋笼结构的底端处于预设位置时，远程操作，控制收回所述钢筋笼吊爪；

施工设备收缩回低净空方式，撤出施工。

9.如权利要求8所述的伸缩式钢筋笼结构的施工方法，其特征在于，所述伸缩式钢筋笼结构的顶端固定方法包括如下步骤：

在所述伸缩式钢筋笼结构最上方的环形钢筋下表面插接一槽钢，且使所述槽钢的两端均与待施工桩基的上表面搭接。

10.如权利要求9所述的伸缩式钢筋笼结构的施工方法，其特征在于，两个所述伸缩式钢筋笼结构的连接方法包括如下步骤：

在两个所述伸缩式钢筋笼结构之间设置一抱箍连接件，以卡接相互靠近的两个所述环形钢筋。

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