CN116065509A - 钢筋部品安装装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋部品安装装置及施工方法，包括立柱，立柱外壁的中部或上部设有一体化平台，一体化平台上用于堆叠多个箍筋片体，升降底座与立柱滑动连接，升降底座位于一体化平台的下方并沿着立柱升降，升降底座用于放置纵筋，纵筋用于穿过一体化平台分别与箍筋片体连接。使用时，将纵筋分别与顶部第一片箍筋片体连接；提升升降底座一段距离，将纵筋与第二片箍筋片体连接；依次将纵筋与之后的箍筋片体连接，制备钢筋部品；将吊具与钢筋部品连接，将钢筋部品整体吊装到浇筑仓面；将钢筋部品与上一浇筑仓面内的纵筋端头对齐，并固定连接；通过以上步骤完成钢筋部品的安装。在确保了加工精度的同时，降低了对设备的要求。

Description

钢筋部品安装装置及施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁墩柱施工装备及方法领域，尤其是一种钢筋部品安装装置及施工方法。

背景技术

随着桥梁跨度的增大，现有桥梁的墩柱高度尺寸和截面尺寸也越来越大，其中钢筋部品的施工难度也越来越高。目前对于桥梁墩柱的钢筋部品的施工方法，主要由仓内绑扎法和预制吊装法，其中预制吊装法包括胎架预制法、块体拼接法和片体弯折法。仓内绑扎法的工作强度高、效率低。胎架预制法是利用胎架定位，将钢筋绑扎在一起，吊装到位后再拆除胎架的方案，该方案的起重重量高，且施工效率也比较低。块体拼接法是先将钢筋部品分解成多个独立的块体，在工厂加工各个块体，然后将块体组装到一起，但是该方案的接头位置较多，施工效率受到影响，钢筋消耗量相应增加，例如CN 112589011 A中记载的基于块体拼装成型的多边形变截面桥塔钢筋部品制作方法。片体弯折法是先在钢筋工厂内加工纵横交错的网片，然后利用弯折机将多个网片弯折后再互相连接，从而构成钢筋部品。该方案存在加工难度大，对设备要求高，由于墩柱的横截面尺寸不同，网片整体弯折实现自动化加工的难度较高，尤其是对于变截面钢筋部品采用该方案的加工难度较高。例如CN109183628 B中记载的一种超大型变截面索塔钢筋部品制作方法。因此需要研发一种对设备要求不高，通用性好，能够通用的适应等截面和变截面各种墩柱结构的安装方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢筋部品安装装置及施工方法，能够简化设备结构，降低施工成本，减少施工人工投入，提高安全性，尤其是能够加快吊装过程中纵筋端头对齐的效率，减少高空作业时间。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢筋部品安装装置，包括立柱，立柱外壁的中部或上部设有一体化平台，一体化平台上用于堆叠多个箍筋片体，升降底座与立柱滑动连接，升降底座位于一体化平台的下方并沿着立柱升降，升降底座用于放置纵筋，纵筋用于穿过一体化平台分别与箍筋片体连接。

优选的方案中，多个箍筋片体水平的堆叠在一体化平台上，一体化平台的底板为框架结构，以便于纵筋穿过；

在一体化平台的外侧设有外施工平台。

优选的方案中，在立柱顶部设有卷扬装置，卷扬装置通过钢丝绳与升降底座连接，以驱动升降底座升降；

在立柱外壁还设有内施工平台。

优选的方案中，升降底座上设有用于固定纵筋底部端头的电磁铁或定位块。

优选的方案中，在每根纵筋的底部设有端头连接件，端头连接件用于在各仓钢筋部品的纵筋端头对接时辅助定位并连接。

优选的方案中，端头连接件的结构为：螺纹套筒用于与纵筋螺纹连接；

在螺纹套筒的外壁底部设有阶台，螺纹套筒的外壁设有对向连接的滑动导向件，滑动导向件的底部设有导向喇叭口；

滑动导向件通过连接孔对向连接，在滑动导向件上还设有用于牵引的吊耳；

滑动导向件沿着螺纹套筒的外壁滑动并被阶台限位，在阶台上设有用于调节滑动导向件高度的垫片。

一种用于驱动上述螺纹套筒旋转的套筒工具，包括手柄，手柄的前端设有第三轮和第二轮，摆臂与手柄的前端通过销轴铰接，在销轴的位置还设有弹簧，以使摆臂趋于张开，在摆臂的前端设有第一轮，在手柄上还设有至少两个导向轮和驱动轮，驱动轮与驱动装置连接，以驱动驱动轮旋转，摩擦带绕过第一轮、第二轮、导向轮和驱动轮；

工作时，螺纹套筒位于第一轮、第二轮和第三轮之间并被摩擦带包覆。

一种采用上述的钢筋部品安装装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、以工业化的方式制作箍筋片体；

S2、将一个钢筋部品的箍筋片体整体吊装到一体化平台；

S3、将纵筋的底部与端头连接件的螺纹套筒连接；

S4、纵筋穿过箍筋片体，纵筋分别与箍筋片体的连接位置对齐；

S5、将纵筋分别与顶部第一片箍筋片体连接；

S6、提升升降底座一段距离，将纵筋与第二片箍筋片体连接；

S7、重复步骤6，依次将纵筋与之后的箍筋片体连接，制备钢筋部品；

S8、将吊具与钢筋部品连接，将钢筋部品整体吊装到浇筑仓面；

S9、将钢筋部品与上一浇筑仓面内的纵筋端头对齐，并固定连接；

通过以上步骤完成钢筋部品的安装。

优选的方案中，步骤S4中，将纵筋的底部按照设计位置摆放在升降底座上，然后启动升降底座上的电磁铁，将纵筋的底部位置固定。

优选的方案中，步骤S9中，在吊装过程中，对不同位置的端头连接件设置不同高度的垫片，以使导向喇叭口先后与上一仓的纵筋端头对齐；

对齐后以套筒工具的前端套在螺纹套筒上，螺纹套筒位于第一轮、第二轮和第三轮之间，通过驱动轮旋转，以摩擦带带动螺纹套筒旋转，通过螺纹套筒将两仓的纵筋端头连接。

本发明提供的一种钢筋部品安装装置及施工方法，通过采用先以自动化生产的方式制作箍筋片体，然后顶升纵筋将箍筋片体与纵筋连接成钢筋部品整体的方案，在确保了加工精度的同时，降低了对设备的要求，尤其是对大型设备的要求。本发明的钢筋部品安装装置能够适应不同截面的墩柱，也能够通用等截面或变截面的钢筋部品。端头连接件设置了可滑动的滑动导向件，能够方便的辅助每根纵筋对齐，并辅助螺纹套筒连接，对高空安装设备要求低，对人工操作要求低，便于实现半自动化施工以提高效率。大幅减少对接时间，提高对接位置强度。专用的套筒工具，能够方便的驱动螺纹套筒旋转，快速完成螺纹套筒的连接，与绑扎和焊接连接方式相比，连接强度更高。本发明的施工方法，在钢筋部品能够在施工现场成型后直接原姿态吊装，无需翻转和再次焊接和整形，也无需更换吊具，大幅提高了安装精度，提高了安装效率，减少了人工，且对设备要求较低，减少整体施工成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明中钢筋部品的俯视图。

图2为本发明中钢筋部品吊装时的主视图。

图3为本发明中端头连接件的主视图。

图4为本发明中钢筋部品制备前的主视图。

图5为本发明中钢筋部品制备后的主视图。

图6为本发明中套筒工具的主视图。

图7为本发明中套筒工具工作时的主视图。

图中：钢筋部品1，箍筋片体101，纵筋102，强化结构103，纵筋端头104，吊具2，端头连接件3，紧固螺母31，螺纹套筒32，滑动导向件33，连接孔34，垫片35，导向喇叭口36，内模支架4，内模5，外模支架6，外模7，立柱8，卷扬装置9，导轮10，钢丝绳11，一体化平台12，升降底座13，外施工平台14，套筒工具15，摆臂151，第一轮152，摩擦带153，第二轮154，销轴155，弹簧156，导向轮157，驱动轮158，第三轮159，手柄150，蓄电池16，内施工平台17。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2、4、5中，一种钢筋部品安装装置，包括立柱8，立柱8外壁的中部或上部设有一体化平台12，一体化平台12上用于堆叠多个箍筋片体101，升降底座13与立柱8滑动连接，升降底座13位于一体化平台12的下方并沿着立柱8升降，升降底座13用于放置纵筋102，纵筋102用于穿过一体化平台12分别与箍筋片体101连接。由此结构，能够以安装时的方式成型钢筋部品1，无需翻身和调节因为翻身带来的变形，大幅提高安装效率。而且能够借助升降底座13精确控制箍筋片体101的间距，以及纵筋102的端头的位置，从而提高安装精度。在一体化平台12能够方便的以人工或者机械臂进行加工，进一步提高安装效率。

优选的方案如图4中，多个箍筋片体101水平的堆叠在一体化平台12上，一体化平台12的底板为框架结构，以便于纵筋102穿过；

如图4中，在一体化平台12的外侧设有外施工平台14。优选的如图4中，在立柱8外壁还设有内施工平台17。

将多个机械臂可移动的设置在外施工平台14和内施工平台17上，以焊接的方式将箍筋片体101与纵筋102依次连接，大幅提高安装效率。

优选的方案如图4中，在立柱8顶部设有卷扬装置9，还设有导轮10，卷扬装置9通过钢丝绳11与升降底座13连接，以驱动升降底座13升降；

优选的方案中，升降底座13上设有用于固定纵筋102底部端头的电磁铁或定位块。将纵筋102按照设计位置摆放好，然后启动电磁铁，即可确保纵筋端头104的精确位置，确保两个仓位之间的纵筋端头104的位置能够互相对齐。

优选的方案如图4中，在每根纵筋102的底部设有端头连接件3，端头连接件3用于在各仓钢筋部品1的纵筋端头104对接时辅助定位并连接。

优选的方案如图3中，端头连接件3的结构为：螺纹套筒32用于与纵筋102螺纹连接；

在螺纹套筒32的外壁底部设有阶台，螺纹套筒32的外壁设有对向连接的滑动导向件33，滑动导向件33的底部设有导向喇叭口36；

滑动导向件33通过连接孔34对向连接，在滑动导向件33上还设有用于牵引的吊耳；通过设置的牵引绳，能够控制底部的纵筋端头104的位置。当使用完后，滑动导向件33能够将连接孔34位置的螺栓取下，从而取下滑动导向件33，循环使用，降低端头连接件3的使用成本。

滑动导向件33沿着螺纹套筒32的外壁滑动并被阶台限位，在阶台上设有用于调节滑动导向件33高度的垫片35。由此结构，能够使滑动导向件33的底部位于不同的高程，以便于在吊具2下放过程中，依次定位，例如位于内侧的纵筋102的滑动导向件33底部较低，先完成对接操作，然后吊具2继续下放，再完成位于外侧的纵筋102的对接操作，大幅提高对接操作效率。

实施例2：

在纵筋端头104完成对接后，需要转动螺纹套筒使纵筋端头104连接在一起，现有的工具均操作不便，现有技术中也有采用摩擦带进行操作的方案，但是将摩擦带套在螺纹套筒上以及从螺纹套筒上取下的操作较为麻烦，为此专门开发了专用的工具。如图6、7中，一种用于驱动上述螺纹套筒旋转的套筒工具，包括手柄150，手柄150的前端设有第三轮159和第二轮154，摆臂151与手柄150的前端通过销轴155铰接，在销轴155的位置还设有弹簧156，以使摆臂151趋于张开，在摆臂151的前端设有第一轮152，第一轮152和第二轮154、第三轮159构成一个“Y”形结构。在手柄150上还设有至少两个导向轮157和驱动轮158，导向轮157位于靠近驱动轮158的位置，两个导向轮157相对布置，驱动轮158与驱动装置连接，以驱动驱动轮158旋转，摩擦带153绕过第一轮152、第二轮154、导向轮157和驱动轮158；摩擦带153从两个导向轮157之间穿过。优选的，驱动轮158通过行星齿轮减速器与驱动电机连接，在手柄150上还设有蓄电池16，蓄电池16优选采用锂电池。

工作时，将套筒工具15的前端“Y”形开口对准螺纹套筒32，使螺纹套筒32位于第一轮152、第二轮154和第三轮159之间并被摩擦带153包覆，比较巧妙的是本发明的套筒工具15是具有方向性的，当以图7中的顺时针方向转动时，摩擦带153的拉力使摆臂151趋于夹紧螺纹套筒32，从而给螺纹套筒32传递足够的扭矩。当驱动电机动作，通过行星齿轮减速器减速后带动驱动轮158以100~600转/分钟的速度转动，则摩擦带153带动螺纹套筒32转动。

实施例3：

如图1、2、4、5中，一种采用上述的钢筋部品安装装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、以工业化的方式制作箍筋片体101；例如以智能化机床对钢筋进行整体整平、下料和弯折操作，制成钢筋单元件，以自动化机械臂和定位加工平台将钢筋单元件焊接成箍筋片体101。

S2、将一个钢筋部品1的箍筋片体101整体吊装到一体化平台12；并以水平堆叠的方式放置。

S3、将纵筋102的底部与端头连接件3的螺纹套筒32连接；优选的套入紧固螺母31将端头连接件3锁紧，避免端头连接件3在吊装过程中脱落，或者高度位置发生变化。

S4、纵筋102穿过箍筋片体101，纵筋102分别与箍筋片体101的连接位置对齐；吊装时，在每根纵筋102顶部端头绑扎牵引绳，以便于将纵筋102顶部端头牵引至与箍筋片体101连接的适当位置。在安装过程中，以摄像头和激光雷达辅助定位纵筋102顶部端头的位置与设计位置一致。

优选的方案如图4中，将纵筋102的底部按照设计位置摆放在升降底座13上，然后启动升降底座13上的电磁铁，将纵筋102的底部位置固定。

S5、将纵筋102分别与顶部第一片箍筋片体101连接；此处采用焊接连接。可以采用人工在外施工平台14和内施工平台17焊接连接，由于是大致固定高度位置的立焊操作，因此劳动强度较低。或者在外施工平台14和内施工平台17设置多个可行走的焊接机械臂，实现自动焊接，进一步降低施工劳动强度。

S6、提升升降底座13一段距离，将纵筋102与第二片箍筋片体101连接；所述的距离为设计中相邻两片箍筋片体101之间的间距。

S7、重复步骤6，依次将纵筋102与之后的箍筋片体101连接，制备钢筋部品1；

S8、将吊具2与钢筋部品1连接，将钢筋部品1整体吊装到浇筑仓面；此处为本发明的主要优势之一，钢筋部品1制备完成后，即可原始姿态整体吊装，避免现有技术中，需要翻身、整形的过程，大幅提高了施工效率。

S9、将钢筋部品1与上一浇筑仓面内的纵筋端头104对齐，并固定连接；

优选的方案中，在吊装过程中，对不同位置的端头连接件3设置不同高度的垫片35，以使导向喇叭口36先后与上一仓的纵筋端头104对齐；采用牵引绳将导向喇叭口36套在上一仓的纵筋端头104，由于本发明中的滑动导向件33可以上下滑动，而且本例中优选使导向喇叭口36的底部位于不同的高度，能够先将位于内侧的纵筋端头104对齐，然后再将位于外侧的纵筋端头104对齐。必要时候，能够利用牵引绳将导向喇叭口36抬起，然后调整后再落到纵筋端头104上，极大的节省了对齐调整的时间，减少了大型吊装设备的占用时间。

对齐后以套筒工具15的前端套在螺纹套筒32上，螺纹套筒32位于第一轮152、第二轮154和第三轮159之间，通过驱动轮158旋转，以摩擦带153带动螺纹套筒32旋转，通过螺纹套筒32将两仓的纵筋端头104连接。由此方案，进一步提高了吊装的效率，减少大型吊装设备的占用时间。

通过以上步骤完成钢筋部品1的安装。本发明的施工方法尤其适于空心墩、变截面墩以及大型墩柱的钢筋部品施工。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋部品安装装置，其特征是：包括立柱（8），立柱（8）外壁的中部或上部设有一体化平台（12），一体化平台（12）上用于堆叠多个箍筋片体（101），升降底座（13）与立柱（8）滑动连接，升降底座（13）位于一体化平台（12）的下方并沿着立柱（8）升降，升降底座（13）用于放置纵筋（102），纵筋（102）用于穿过一体化平台（12）分别与箍筋片体（101）连接。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋部品安装装置，其特征是：多个箍筋片体（101）水平的堆叠在一体化平台（12）上，一体化平台（12）的底板为框架结构，以便于纵筋（102）穿过；

在一体化平台（12）的外侧设有外施工平台（14）。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋部品安装装置，其特征是：在立柱（8）顶部设有卷扬装置（9），卷扬装置（9）通过钢丝绳（11）与升降底座（13）连接，以驱动升降底座（13）升降；

在立柱（8）外壁还设有内施工平台（17）。

4.根据权利要求3所述的一种钢筋部品安装装置，其特征是：升降底座（13）上设有用于固定纵筋（102）底部端头的电磁铁或定位块。

5.根据权利要求3所述的一种钢筋部品安装装置，其特征是：在每根纵筋（102）的底部设有端头连接件（3），端头连接件（3）用于在各仓钢筋部品（1）的纵筋端头（104）对接时辅助定位并连接。

6.根据权利要求5所述的一种钢筋部品安装装置，其特征是：端头连接件（3）的结构为：螺纹套筒（32）用于与纵筋（102）螺纹连接；

在螺纹套筒（32）的外壁底部设有阶台，螺纹套筒（32）的外壁设有对向连接的滑动导向件（33），滑动导向件（33）的底部设有导向喇叭口（36）；

滑动导向件（33）通过连接孔（34）对向连接，在滑动导向件（33）上还设有用于牵引的吊耳；

滑动导向件（33）沿着螺纹套筒（32）的外壁滑动并被阶台限位，在阶台上设有用于调节滑动导向件（33）高度的垫片（35）。

7.一种用于驱动权利要求6所述螺纹套筒旋转的套筒工具，其特征是：包括手柄（150），手柄（150）的前端设有第三轮（159）和第二轮（154），摆臂（151）与手柄（150）的前端通过销轴（155）铰接，在销轴（155）的位置还设有弹簧（156），以使摆臂（151）趋于张开，在摆臂（151）的前端设有第一轮（152），在手柄（150）上还设有至少两个导向轮（157）和驱动轮（158），驱动轮（158）与驱动装置连接，以驱动驱动轮（158）旋转，摩擦带（153）绕过第一轮（152）、第二轮（154）、导向轮（157）和驱动轮（158）；

工作时，螺纹套筒（32）位于第一轮（152）、第二轮（154）和第三轮（159）之间并被摩擦带（153）包覆。

8.一种采用权利要求1~7任一项所述的钢筋部品安装装置的施工方法，其特征是包括以下步骤：

S1、以工业化的方式制作箍筋片体（101）；

S2、将一个钢筋部品（1）的箍筋片体（101）整体吊装到一体化平台（12）；

S3、将纵筋（102）的底部与端头连接件（3）的螺纹套筒（32）连接；

S4、纵筋（102）穿过箍筋片体（101），纵筋（102）分别与箍筋片体（101）的连接位置对齐；

S5、将纵筋（102）分别与顶部第一片箍筋片体（101）连接；

S6、提升升降底座（13）一段距离，将纵筋（102）与第二片箍筋片体（101）连接；

S7、重复步骤6，依次将纵筋（102）与之后的箍筋片体（101）连接，制备钢筋部品（1）；

S8、将吊具（2）与钢筋部品（1）连接，将钢筋部品（1）整体吊装到浇筑仓面；

S9、将钢筋部品（1）与上一浇筑仓面内的纵筋端头（104）对齐，并固定连接；

通过以上步骤完成钢筋部品（1）的安装。

9.根据权利要求8所述的一种采用钢筋部品安装装置的施工方法，其特征是：步骤S4中，将纵筋（102）的底部按照设计位置摆放在升降底座（13）上，然后启动升降底座（13）上的电磁铁，将纵筋（102）的底部位置固定。

10.根据权利要求8所述的一种采用钢筋部品安装装置的施工方法，其特征是：步骤S9中，在吊装过程中，对不同位置的端头连接件（3）设置不同高度的垫片（35），以使导向喇叭口（36）先后与上一仓的纵筋端头（104）对齐；

对齐后以套筒工具（15）的前端套在螺纹套筒（32）上，螺纹套筒（32）位于第一轮（152）、第二轮（154）和第三轮（159）之间，通过驱动轮（158）旋转，以摩擦带（153）带动螺纹套筒（32）旋转，通过螺纹套筒（32）将两仓的纵筋端头（104）连接。

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