CN116220013A - 一种大直径桩基础钢筋笼对中装置 - Google Patents

Abstract

一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，包括加厚钢护筒、钢筋笼、护桩系统和对中系统，在桩孔四周地面上设置四根护桩，护桩通过拉绳连接，在拉绳上设置拉绳拉紧装置，托架顶面安装GPS接收器，托架底面安装激光发射器和装视频监控系统，在钢筋笼顶部沿着竖向钢筋方向垂直焊接校核钢筋，校核钢筋交叉点安装激光接收器，环形钢筋固定环底面与上坐标调整支撑杆连接，本发明的有益效果：能够有效解决大直径桩基础手持吊线锤存在安全隐患的问题，并省去了踏板架设，通过初次对中、二次精确对中，不仅提高了桩基础钢筋笼对中自动化程度，同时进一步提升对中精度，有利于推广。

Description

一种大直径桩基础钢筋笼对中装置

技术领域

本发明涉及钻孔桩施工领域，具体的是一种大直径桩基础钢筋笼对中装置。

背景技术

桥梁工程中桩基础作为基础的构造物，传递着上部荷载的作用，为了保证桩基中钢筋笼居中位于设计位置，通常采用四个护桩牵引线绳成十字交叉点标识桩孔中心，并同时绑扎钢筋笼顶部相互垂直的四根主筋以标识钢筋笼中心，最后通过校核护桩中心与钢筋笼中心控制对中。现场施工过程中工人常采用手持吊锤方法，校核护桩中心与钢筋笼中心，具有简便高效、经济实用的优点。但对于大孔径桩基施工时，孔中心与孔壁距离较远，人工测量具有一定危险性；CN111455987B提出一种钻孔桩钢筋笼对中装置，包括设置在桩孔四周地面上的两组护桩以及设置在钢筋笼上的对中盘，单组所述的护桩中包括两根护桩，同一组中的两根护桩之间的连线穿过桩孔的圆心，两组护桩上设有第一对中绳，第一对中绳绕过护桩并呈交叉状设置，交点位置上绑设有朝下的激光发射器；钢筋笼中内圆心位置上设有对中盘，对中盘中部印有对中合格区。能够有效解决手持吊线锤所存在的安全隐患并省去了踏板的架设，为了保证桩基中钢筋笼处于桩基中心，提高桩基础对中精度及施工质量，研制一种大直径桩基础钢筋笼对中装置对于施工单位具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，能够有效解决手持吊线锤所存在的安全隐患,并省去踏板架设，保证桩基中钢筋笼处于桩基中心，提高桩基础对中精度及施工质量，能够进一步提升对中精度及施工自动化水平，为后续的桩基础施工提供有利的先决条件。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，包括加厚钢护筒、钢筋笼、护桩系统和对中系统，其中护桩系统包括护桩、拉绳、第一拉绳、第二拉绳、拉绳拉紧装置、激光发射器、GPS接收器，对中系统包括环形钢筋固定环、坐标调整支撑杆、上坐标调整支撑杆、下坐标调整支撑杆、环形槽、半对中球、齿条、齿轮、电机、内螺旋、外螺旋杆、托架、滑行孔、校核钢筋A、校核钢筋B、激光接收器、视频监控系统、立柱水平仪,所述在桩孔四周地面上设置四根护桩，护桩与拉绳的一端固定连接，拉绳另一端与托架固定连接，第一拉绳和第二拉绳通过拉绳拉紧装置连接，托架顶面安装GPS接收器，托架底面安装激光发射器和视频监控系统，沿着钢筋笼顶部竖向钢筋垂直方向焊接校核钢筋A和校核钢筋B，校核钢筋A和校核钢筋B交叉点安装激光接收器，在钢筋笼顶面外圆周上设置环形钢筋固定环，环形钢筋固定环顶面安装立柱水平仪，环形钢筋固定环底面与上坐标调整支撑杆固定连接，上坐标调整支撑杆底面与下坐标调整支撑杆活动连接，下坐标调整支撑杆内侧设置滑行孔，下坐标调整支撑杆底部设置半对中球。

优选的方案中，所述四根护桩呈现正四边形布置，正四边形中心与桩基础中心重合，四根护桩中交叉的两根护桩、两个拉绳拉紧装置及两个拉绳为一组，共计两组；第一拉绳一端固定在其中一组的一根护桩上，另一端与拉绳拉紧装置一端连接，拉绳拉紧装置另一端与第二拉绳连接，第二拉绳另一端与托架固定连接，托架形状为正四边形。

优选的方案中，所述在托架顶面中心位置安装GPS接收器，在托架底面中心位置绑吊激光发射器，在托架底面边缘安装视频监控系统，GPS接收器中心与激光发射器中心重合。

优选的方案中，所述拉绳拉紧装置为中空圆柱结构，中空圆柱内表面为内螺旋结构，拉绳拉紧装置两端开孔，外螺旋杆从拉绳拉紧装置两侧螺旋伸入拉绳拉紧装置，通过外螺旋杆与中空圆柱内螺旋结构螺旋连接。

优选的方案中，所述在钢筋笼上部沿着钢筋笼周向焊接环形钢筋固定环，环形钢筋固定环与竖向钢筋间隔点焊，环形钢筋固定环顶面均布设置四个立柱水平仪。

优选的方案中，所述环形钢筋固定环与上坐标调整支撑杆固定连接，在上坐标调整支撑杆底端设置长度为20cm的齿条，在下坐标调整支撑杆中心位置安装齿轮，齿轮与电机连接，齿条与齿轮相互咬合。

优选的方案中，所述下坐标调整支撑杆底部设置半对中球，半对中球的尺寸与环形槽的尺寸一致。

优选的方案中，所述加厚钢护筒顶面中心位置设置环形槽。

优选的方案中，所述激光接收器中心与桩基础中心重合。

优选的方案中，所述校核钢筋A和校核钢筋B与钢筋笼的竖向钢筋垂直。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在桩孔四周地面上设置四根护桩，护桩通过拉绳连接，在拉绳上设置拉绳拉紧装置，托架顶面安装GPS接收器，托架底面安装激光发射器和装视频监控系统，在钢筋笼顶部沿着竖向钢筋方向垂直焊接校核钢筋，校核钢筋交叉点安装激光接收器，环形钢筋固定环底面与上坐标调整支撑杆连接，此装置无需人工手持吊线锤，提高了对中作业的安全性；调整第一拉绳和第二拉绳上的拉绳拉紧装置，通过GPS定位能够进行第一次精确对中，激光发射器配合激光接收器以及通过立柱水平仪能够检测钢筋笼的水平及竖向垂直度；对于半对中球和环形槽咬合度，通过电机及齿条和齿轮配合工作，对钢筋笼进行二次对中，不仅提高了桩基础钢筋笼对中自动化程度，同时进一步提升对中精度，有利于推广。

附图说明

图1为本发明的立体示意图。

图2为本发明的立面结构示意图。

图3为本发明的俯视结构示意图。

图4为图2中B局部放大图。

图5为图2中C局部放大图。

图6为拉绳拉紧装置结构剖面图。

图7为托架俯视图。

图8为托架侧视图。

附图标记说明：1、加厚钢护筒；2、护桩；3、拉绳；31、第一拉绳；32、第二拉绳；4、拉绳拉紧装置；5、激光发射器；6、GPS接收器；7、钢筋笼；8、环形钢筋固定环；9、坐标调整支撑杆；91、上坐标调整支撑杆；92、下坐标调整支撑杆；10、环形槽；11、半对中球；12、齿条；13、齿轮；14、电机；15、内螺旋；16、外螺旋杆；17、托架；18、滑行孔；19、校核钢筋A；20、校核钢筋B；21、激光接收器；22、视频监控系统；23、立柱水平仪。

具体实施方式

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。

下面将结合本发明实施例中的附图1-8，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，包括加厚钢护筒1、钢筋笼7、护桩系统和对中系统，其中护桩系统包括护桩2、拉绳3、第一拉绳31、第二拉绳32、拉绳拉紧装置4、激光发射器5、GPS接收器6，对中系统包括环形钢筋固定环8、坐标调整支撑杆9、上坐标调整支撑杆91、下坐标调整支撑杆92、环形槽10、半对中球11、齿条12、齿轮13、电机14、内螺旋15、外螺旋杆16、托架17、滑行孔18、校核钢筋A19、校核钢筋B20、激光接收器21、视频监控系统22、立柱水平仪23,所述在桩孔四周地面上设置四根护桩2，护桩2与拉绳3的一端固定连接，拉绳3另一端与托架17固定连接，第一拉绳31和第二拉绳32通过拉绳拉紧装置4连接，托架17顶面安装GPS接收器6，托架17底面安装激光发射器5和视频监控系统22，沿着钢筋笼7顶部竖向钢筋垂直方向焊接校核钢筋A19和校核钢筋B20，校核钢筋A19和校核钢筋B20交叉点安装激光接收器21，在钢筋笼7顶面外圆周上设置环形钢筋固定环8，环形钢筋固定环8顶面安装立柱水平仪23，环形钢筋固定环8底面与上坐标调整支撑杆91固定连接，上坐标调整支撑杆91底面与下坐标调整支撑杆92活动连接，下坐标调整支撑杆92内侧设置滑行孔18，下坐标调整支撑杆92底部设置半对中球11。

优选的方案中，所述四根护桩2呈现正四边形布置，正四边形中心与桩基础中心重合，四根护桩2中交叉的两根护桩2、两个拉绳拉紧装置4及两个拉绳3为一组，共计两组；第一拉绳31一端固定在其中一组的一根护桩2上，另一端与拉绳拉紧装置4一端连接，拉绳拉紧装置4另一端与第二拉绳32连接，第二拉绳32另一端与托架17固定连接，托架17形状为正四边形。

优选的方案中，所述在托架17顶面中心位置安装GPS接收器6，在托架17底面中心位置绑吊激光发射器5，在托架17底面边缘安装视频监控系统22，GPS接收器6中心与激光发射器5中心重合。

优选的方案中，所述拉绳拉紧装置4为中空圆柱结构，中空圆柱内表面为内螺旋15结构，拉绳拉紧装置4两端开孔，外螺旋杆16从拉绳拉紧装置4两侧螺旋伸入拉绳拉紧装置4，通过外螺旋杆16与中空圆柱内螺旋15结构螺旋连接。

优选的方案中，所述在钢筋笼7上部沿着钢筋笼7周向焊接环形钢筋固定环8，环形钢筋固定环8与钢筋笼7的竖向钢筋间隔点焊，环形钢筋固定环8顶面均布设置四个立柱水平仪23。

优选的方案中，所述环形钢筋固定环8与上坐标调整支撑杆91固定连接，在上坐标调整支撑杆91底端设置长度为20cm的齿条12，在下坐标调整支撑杆92中心位置安装齿轮13，齿轮13与电机14连接，齿条12与齿轮13相互咬合。

优选的方案中，所述下坐标调整支撑杆92底部设置半对中球11，半对中球11的尺寸与环形槽10的尺寸一致。

优选的方案中，所述加厚钢护筒1顶面中心位置设置环形槽10。

优选的方案中，所述激光接收器21中心与桩基础中心重合。

优选的方案中，所述校核钢筋A19和校核钢筋B20与钢筋笼7的竖向钢筋垂直。

工作原理

如图1-8中，一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，首先完成钢筋笼7的制作，在钢筋笼7顶部沿着竖向钢筋垂直焊接校核钢筋A19和校核钢筋B20，保证校核钢筋A19和校核钢筋B20交点位于钢筋笼7的中心，在校核钢筋A和校核钢筋B交点位置安装激光接收器21，然后按照孔深在钢筋笼7顶部适当位置焊接环形钢筋固定环8，环形钢筋固定环8与钢筋笼7的竖向钢筋进行点焊，然后将上坐标调整支撑杆91与s环形钢筋固定环8固定，完成前期工作。

在桩孔完成后，在地面上指定位置埋设护桩2，保证对称护桩2的连线位于桩孔中心线，将钢筋笼7通过吊装设备吊引至桩孔内进行移动，确保下坐标调整支撑杆92下面的半对中球11安装在环形槽10内，此时钢筋笼7竖向位置与设计位置相一致。

将第一拉绳31、第二拉绳32、拉绳拉紧装置、GPS接收器6、视频监控系统22及托架17连接好并进行安装，根据GPS接收器及桩基中心点坐标，通过手动调节拉绳拉紧装置松紧，最终确保GPS接收器坐标与桩基中心点坐标一致。

打开激光发射器5，激光发射到激光接收器21上，通过托架17底端的视频监控系统22观测激光发射位置，当激光处于激光接收器21中心位置时，此时说明钢筋笼7处于对中状态，当激光不处于激光接收器21中心位置时，说明钢筋笼7没有对中，需要进一步调整；

开启电机14，电机14带动齿轮13转动，齿轮13转动带动齿条12及上坐标调整支撑杆91移动，上坐标调整支撑杆91移动带动环形钢筋固定环8和钢筋笼7在滑行孔18内移动，通过视频监控系统22观测激光发射位置最终处于激光接收器21中心位置时，关闭电机14，再次检测立柱水平仪23中的气泡是否处于中心，如果激光未处于激光接收器21中心位置需要进行调整，最终激光发射至激光接收器21中心、立柱水平仪23中的气泡处于中心时，完成钢筋笼7对中，然后进行浇筑混凝土，浇筑完混凝土后将护桩2、第一拉绳31、第二拉绳32、拉绳拉紧装置4、GPS接收器6、视频监控系统22及托架17拆卸，然后将上坐标调整支撑杆91、下坐标调整支撑杆92拆卸，拔出加厚钢护筒1。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，包括加厚钢护筒(1)、钢筋笼(7)、护桩系统和对中系统，其特征是：护桩系统包括护桩(2)、拉绳(3)、第一拉绳(31)、第二拉绳(32)、拉绳拉紧装置(4)、激光发射器(5)、GPS接收器(6)，

对中系统包括环形钢筋固定环(8)、坐标调整支撑杆(9)、上坐标调整支撑杆(91)、下坐标调整支撑杆(92)、环形槽(10)、半对中球(11)、齿条(12)、齿轮(13)、电机(14)、内螺旋(15)、外螺旋杆(16)、托架(17)、滑行孔(18)、校核钢筋A(19)、校核钢筋B(20)、激光接收器(21)、视频监控系统(22)、立柱水平仪(23),所述在桩孔四周地面上设置四根护桩(2)，护桩(2)与拉绳(3)的一端固定连接，拉绳(3)另一端与托架(17)固定连接，第一拉绳(31)和第二拉绳(32)通过拉绳拉紧装置(4)连接，托架(17)顶面安装GPS接收器(6)，托架(17)底面安装激光发射器(5)和视频监控系统(22)，沿着钢筋笼(7)顶部竖向钢筋垂直方向焊接校核钢筋A(19)和校核钢筋B(20)，校核钢筋A(19)和校核钢筋B(20)交叉点安装激光接收器(21)，在钢筋笼(7)顶面外圆周上设置环形钢筋固定环(8)，环形钢筋固定环(8)顶面安装立柱水平仪(23)，环形钢筋固定环(8)底面与上坐标调整支撑杆(91)固定连接，上坐标调整支撑杆(91)底面与下坐标调整支撑杆(92)活动连接，下坐标调整支撑杆(92)内侧设置滑行孔(18)，下坐标调整支撑杆(92)底部设置半对中球(11)。

2.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述四根护桩(2)呈现正四边形布置，正四边形中心与桩基础中心重合，四根护桩(2)中交叉的两根护桩(2)、两个拉绳拉紧装置(4)及两个拉绳(3)为一组，共计两组；第一拉绳(31)一端固定在其中一组的一根护桩(2)上，另一端与拉绳拉紧装置(4)一端连接，拉绳拉紧装置(4)另一端与第二拉绳(32)连接，第二拉绳(32)另一端与托架(17)固定连接，托架(17)形状为正四边形。

3.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述在托架(17)顶面中心位置安装GPS接收器(6)，在托架(17)底面中心位置绑吊激光发射器(5)，在托架(17)底面边缘安装视频监控系统(22)，GPS接收器(6)中心与激光发射器(5)中心重合。

4.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述拉绳拉紧装置(4)为中空圆柱结构，中空圆柱内表面为内螺旋(15)结构，拉绳拉紧装置(4)两端开孔，外螺旋杆(16)从拉绳拉紧装置(4)两侧螺旋伸入拉绳拉紧装置(4)，通过外螺旋杆(16)与中空圆柱内螺旋(15)结构螺旋连接。

5.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述在钢筋笼(7)上部沿着钢筋笼(7)周向焊接环形钢筋固定环(8)，环形钢筋固定环(8)与竖向钢筋间隔点焊，环形钢筋固定环(8)顶面均布设置四个立柱水平仪(23)。

6.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述环形钢筋固定环(8)与上坐标调整支撑杆(91)固定连接，在上坐标调整支撑杆(91)底端设置长度为20cm的齿条(12)，在下坐标调整支撑杆(92)中心位置安装齿轮(13)，齿轮(13)与电机(14)连接，齿条(12)与齿轮(13)相互咬合。

7.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述加厚钢护筒(1)顶面中心位置设置环形槽(10)。

8.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述下坐标调整支撑杆(92)底部设置半对中球(11)，半对中球(11)的尺寸与环形槽(10)的尺寸一致。

9.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述激光接收器(21)中心与桩基础中心重合。

10.根据权利要求1所述的一种大直径桩基础钢筋笼对中装置，其特征在于：所述校核钢筋A(19)和校核钢筋B(20)与钢筋笼(7)的竖向钢筋垂直。

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