CN117868098A - 用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置及方法，圆环体竖向壁面上间隔设置多个径向通孔；圆环体直径大于钢筋笼孔口；支撑梁分别水平穿过各径向通孔设置，在各支撑梁的前端设置调平板用于承载周向设置的钢筋笼定位筋或箍筋；调平板上设置应变检测装置以根据应变力调节调平板和钢筋笼的水平度和/或高度；与支撑架连接的可调底座，沿周向间隔分布于支撑架底部用于调整支撑架的水平度，可调底座与支撑梁错开设置。通过支撑梁的水平度转化为钢筋笼的垂直度，可粗调和精调，调平板上的应变片监测钢筋笼压力的均衡度。由于支撑梁的伸入长度可以调节，且由于能够循环使用，可以适用于不同孔径的钢筋笼调节，适用范围广。

Description

用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置及方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体为一种适用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置及其使用或控制方法。

背景技术

目前，在土木工程桩基施工中，钢筋笼安放通常采用汽车吊配合人工操作进行，上下节钢筋笼在孔口部位连接及安装时需要对垂直度控制。常规做法时，采用一道扁担梁横穿过钢筋笼，横放在孔口钢护筒上，利用桩基钢筋笼的箍筋悬挂在扁担梁的方式临时固定钢筋笼。在这个过程中，由于钢筋笼本身重量较大，且缺乏专业化的工装，使得仅仅依赖人工操作来检测和调整变得困难，可能导致以下几个方面问题：。

垂直度控制困难：由于扁担梁的支撑点是在钢护筒顶部以及钢筋笼的箍筋上，钢护筒顶部的水平度以及钢筋笼箍筋与竖向主筋的垂直度均存在一定的偏差，且没有调差装置，因此均可能导致钢筋笼的倾斜或偏移，进而影响桩基的承载力。

安装精度不足：由于扁担梁是简易的临时杆件，在其初始调节平衡的时候就存在一定误差，即轻微下挠、扭转、左右不平衡，当其上部再增加钢筋笼本身的荷载时，会进一步放大初始不平衡因素。现有的技术都未对增加荷载之后的平衡性及第二次垂直度的调节予以研究。

影响施工质量且操作难度大：在缺乏专业工装的情况下，人工操作易导致质量控制难以保证，钢筋笼的垂直度问题，可能会导致钢筋笼保护层不足，甚至造成孔壁局部滑落，严重影响桩基承载力。

因此，亟需一种具有一定刚度、在承受钢筋笼荷载后不会过大变形、导致不平衡的装置，同时，该装置还应该具有多次精度调节且能够将不平衡状况进行实时可视化的功能，可以周转使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题，特别是垂直度控制问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于包括：

圆环体支撑架，竖向支撑壁或侧壁上间隔设置多个径向通孔；圆环体直径略大于钢筋笼孔口；

支撑梁，分别水平穿过各径向通孔设置，在各支撑梁的前端设置调平板用于承载周向设置的钢筋笼定位筋或箍筋；调平板上设置应变检测装置以根据应变力调节调平板和钢筋笼的水平度和/或高度；

与支撑架连接的可调底座，沿周向间隔分布于支撑架底部用于调整支撑架的水平度，可调底座与支撑梁错开设置。

上述技术方案中，所述圆环体支撑架为空心体，且底部水平设置。

上述技术方案中，所述可调底座为多个沿周向间隔分布于支撑架底部的螺栓支撑结构。

上述技术方案中，支撑梁后端间隔设置多个通孔，通过通孔中插入活动插销以确定支撑梁伸入所述圆环体支撑架的水平长度。

上述技术方案中，支撑梁后端沿着支撑梁伸出方向设置两排并列的间隔通孔列，通过同时插入两个活动插销以确定支撑梁伸入所述圆环体支撑架的水平长度。

上述技术方案中，支撑梁前端的调平板为矩形，在矩形四角各设置一个调平螺栓，各调平螺栓均包含上螺母以及下螺母，以分别调整局部水平度或高度。

上述技术方案中，所述调平板上表面设置若干凹槽用于承载钢筋笼箍筋。

上述技术方案中，调平板上设置应变检测装置为应变片，所述应变片贴敷于调平板上表面设置，应变片通过导线与数控中心或计算处理端连接以收集应变力。

上述技术方案中，还包括用于放置在桩基孔口上的操作面孔口基础板，所述基础板中心留有大于孔口的圆孔，且圆孔外围用于承载所述支撑架及可调底座。

一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制方法，其特征在于采用上述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，包括如下步骤：

步骤一、用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置的安置：桩基孔口放置操作面孔口基础板，将支撑架、支撑梁及可调底座放置在操作面孔口基础板上；

步骤二、可调底座调整以初步调平支撑架；

步骤三、支撑梁调整：吊放桩基钢筋笼指定高度后，根据桩基钢筋笼加强箍筋的位置，调整支撑架周向各方向支撑梁的伸入长度，将钢筋笼定位筋或箍筋放置于调平板上表面，并将活动插销入支撑梁后端的开孔内以固定支撑梁的伸入长度；

步骤四、读取各支撑梁与钢筋笼加强箍筋接触处应变片的监测数据：精细调整钢筋笼的垂直度；

步骤五、根据测量数据，可调底座调整以调整调平板的高度，从而精调钢筋笼的垂直度。

上述方案中，还包括步骤六以用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置的周转：

在安装并调整好桩基钢筋笼垂直度后，完成桩基混凝土灌注。调整支撑架底部的可调底座使得整个装置下降，支撑梁前端与钢筋笼定位箍或箍筋脱离，向外侧抽出支撑梁，将支撑架整体纵向抬起脱离外露钢筋笼后水平移动到一下个桩孔口进行同样的操作。

上述方案中，步骤四中精细调整钢筋笼的垂直度按照如下步骤进行：

1、首先读取钢筋笼各点位的受力大小，并进行排序，再依次计算各点与理论承载力之间的差值，按照从大到小依次排列；理论承载力是钢筋笼的总重量除以支撑点数，即各支撑点的平均重量；本发明优选为6-8个支撑点或支撑梁；

2、按照差值绝对值的大小，依次排列各点，按如下顺序调整：

2.1、降低最大点受力，使其与次大点受力相等；提升最小点受力，使其与次小点受力相等；

2.2、降低次大点受力，使其与相邻的次次大点受力相等；提升次小点受力，使其与相邻的次次小点受力相等；

2.3、降低次次大点受力，使其与相邻的较小受力点相等；提升次次小点受力，使其与相邻的较小受力点相等；

如有更多点依次类推；

2.4、重新读取所有受力点受力，再次按照以上步骤调整各点；

3、各点与理论值对比完成后，确保不超过5%差值，再次测量各点的标高及垂直度，期间如有需要可以对钢筋笼位置略微移动，防止因为某些部位卡死紧固造成垂直度测量误差。

综上，本申请提供的适用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置及其施工或控制方法，可调钢筋笼垂直度控制装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明可简单有效地控制桩基钢筋笼垂直度：本发明通过可调底座粗调整个支撑架的水平度，有活动插销的横梁伸入长度适用于多直径钢筋笼，调平螺栓精调支撑梁的水平度，带凹槽的调平板更适用于钢筋笼定位筋或箍筋的放置，通过支撑梁的水平度转化为钢筋笼的垂直度，可粗调和精调，调平板上的应变片监测钢筋笼压力的均衡度，精确度比现有技术的笼统调整要高很多。

2、本发明操作简单，采用可调底座、调平螺栓、应变片监测、插销等进行垂直和水平向的调整，调整效果好，后期拆除简单，并且可以周转使用。

3、由于支撑梁的伸入长度可以调节，可以适用于不同孔径的钢筋笼调节。

4、此外，支撑架为钢板制作而成，具有一定的强度和刚度，用于桩基施工孔口防护及支撑，竖向支撑壁面保证了桩基孔口施工环境的安全和整洁度，文明施工程度高，有利于环境保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置的示意图。

图2为图1可调底座与支撑架的连接示意图。

图3为图1支撑梁的结构示意图。

图4为图1的装置使用状态图。

图5为图1的装置使用方法或本发明控制方法流程图。

图6为依据本方法本发明实施例中8个方向的支撑梁的各点位的受力按照从大到小依次排列形成图表。

图中附图标记如下：1-支撑架、2-可调底座、3-支撑梁、4-活动插销、5-开孔、6-调平螺栓、7-调平板、8-应变片、9-导线、101-支撑架下板、202-可调底座螺母、201-可调底座的螺栓、601调平螺栓上螺母、602调平螺栓的下螺母、10-桩基钢筋笼加强箍、11-桩基钢筋笼箍筋、12-桩基钢筋笼主筋、13-桩口防护钢板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1：

请参阅图1-图5，本发明提供一种适用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置。

如图1所示：一种适用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于：包括支撑架1，所述支撑架1支撑在可调底座2上，支撑梁3穿过支撑架1，支撑梁3上设置开孔5便于活动插销4插入，支撑梁3前端（近心端）设置调平螺栓6连接调平板7，调平板7上设置应变片8，以及对应变片8的应变信号进行应变传输的导线9。

优选的，支撑架1为一定厚度的圆环体（可以为由钢板制作形成四面封闭的空心圆环体，或者是铸造圆环体，当然从吊装便捷性来看还是空心圆环体优选）。支撑架1内外侧板上开方形径向通孔，以便支撑梁3伸入。

优选的，支撑架1下部有8个方向的可调底座2，8个方向的支撑梁3穿过支撑架1，且与可调底座2错开布置。

如图2所示：支撑架1的底板上固定可调底座2，可调底座2上端采用螺母202固定在支撑架下板101上，通过旋转可调底座的螺栓201调整支撑架1的高度。

如图3所示，支撑梁3后端（远心端）上下翼板对称设置开孔5，一对活动插销4可任意插入开孔5，以便调节支撑梁3伸入支撑架1的长度；支撑架3前端上翼板设置调平螺栓6，调平螺栓6上部与调平板7焊接固定，调平螺栓6下部与支撑架3通过螺栓相连。

具体地，支撑梁3尾端沿着支撑梁伸入方向间隔设置多个开孔5，便于活动插销4插入固定；优选四个调平螺栓6包含上螺母601以及下螺母602。

各调平板7上部设置压力应变片8，用来将上部钢筋笼的压力传输至导线9，通过导线数据的分析，以判断钢筋笼在各支撑梁3上的压力是否相同，从而判断钢筋笼的垂直度。

优选的，支撑梁3由工字钢制作形成，后端上下翼板处对称按一定间距开方形孔的开孔5，以便活动插销插入，前端上翼板上固定调平板7。

如图4，支撑架1的周向或环向对准设置根据钢筋笼主筋12的分布位置进行选择，以便支撑梁3错开各钢筋笼竖向主筋12以及桩基钢筋笼加强箍10以支撑起钢筋笼箍筋11，如确不能避开时，该方向的支撑梁3可不安装。

优选的，调平板7上表面按一定间距做凹槽，以便钢筋能放置稳定。

实施例2:

如图4-6所示：根据本发明实施的可以周转使用同轴可调钢筋笼垂直度控制方法，其特征在于：使用流程如图5，包括以下步骤：

步骤一、钢筋笼垂直度控制仪安置：桩基孔口放置操作面孔口钢板或孔口基础板13，将支撑架1、支撑梁3及可调底座2放置在孔口钢板或孔口基础板13上；

步骤二、可调底座2调整：旋转可调底座的下螺栓201调整支撑架的水平度，进行初步调平；

步骤三、支撑梁3调整：吊放桩基钢筋笼指定高度后，根据桩基钢筋笼加强箍筋10的位置，调整各方向支撑架1的伸入长度，将箍筋放置于调平板7的凹槽内，将两个活动插销4插入支撑梁后端的开孔内5以固定。

步骤四、读取应变片8监测数据：精细调整钢筋笼的垂直度，根据放在调平板7上面的钢筋笼传递给应变片8的应力数据，通过导线9传递至计算机，各方向的应变监测数据大小反馈钢筋笼各方向的倾斜度。详细步骤如下：

1、首先读取各点位的受力大小，并进行排序，这里按照N1-N8（8个方向的支撑梁为例）。假设F1＞F2＞F3＞F4＞F5＞F6＞F7＞F8，再依次计算各点与理论承载力之间的差值ΔF1-ΔF8，按照从大到小依次排列形成图6；

2、按照|ΔF| 的大小，依次排列各点，按如下顺序调整：

①降低N1，使其与N2相等；提升N8，使其与N7相等；

②降低N2，使其与N3相等；提升N7，使其与N6相等；

③降低N3，使其与N4相等；提升N6，使其与N5相等；

④重新读取N1-N8，再次按照以上步骤调整各点；

3、各点与理论值对比完成后，确保不超过5%差值（如图5实施例是0差值），再次测量各点的标高及垂直度，期间可以对钢筋笼位置略微移动，防止因为某些部位卡死紧固造成垂直度测量误差。

上述步骤中，理论承载力是钢筋笼的总重量除以支撑点数，即各支撑点的平均重量；本发明优选为6-8个支撑梁3；也可以是5-9个，或者本领域技术人员可以根据操作简便性和成本综合控制考虑的合适个数，不作为对本发明的局限。

步骤五、调平螺栓6调整：精调钢筋笼的垂直度，根据测量数据，旋动支撑架的四个调平螺栓6的上螺母601，再紧固调平螺栓的下螺母602，以调整调平板的高度，从而精调钢筋笼的垂直度。

步骤六、钢筋笼垂直度调整装置周转：在固定桩基钢筋笼后，完成钢筋笼的连接，在安装并调整好桩基钢筋笼垂直度后，完成桩基混凝土灌注。

之后调整可调底座2使得整个装置下降，拆除活动插销4，轻微抬起支撑梁3后端，支撑梁3前端与钢筋笼定位箍或箍筋脱离，使支撑梁3前端从钢筋笼箍筋11下抽出，并沿径向向外侧抽出支撑梁3，将支撑架1整体纵向抬起脱离外露钢筋笼后水平移动到一下个桩孔口进行同样的操作。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于包括：

圆环体支撑架，圆环体竖向壁面上间隔设置多个径向通孔；圆环体直径略大于钢筋笼孔口；

支撑梁，分别水平穿过各径向通孔设置，在各支撑梁的前端设置调平板用于承载周向设置的钢筋笼定位筋或箍筋；调平板上设置应变检测装置以根据应变力调节调平板和钢筋笼的水平度和/或高度；

与支撑架连接的可调底座，沿周向间隔分布于支撑架底部用于调整支撑架的水平度，可调底座与支撑梁错开设置。

2.根据权利要求1所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于，所述圆环体支撑架为空心体，且底部水平设置。

3.根据权利要求1所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于，所述可调底座为多个沿周向间隔分布于支撑架底部的螺栓支撑结构。

4.根据权利要求1所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于，支撑梁后端间隔设置多个通孔，通过通孔中插入活动插销以确定支撑梁伸入所述圆环体支撑架的水平长度。

5.根据权利要求1所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于，支撑梁前端的调平板为矩形，在矩形四角各设置一个调平螺栓，各调平螺栓均包含上螺母以及下螺母，以分别调整局部水平度或高度。

6.根据权利要求1所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于，调平板上设置应变检测装置为应变片，所述应变片贴敷于调平板上表面设置，应变片通过导线与数控中心或计算处理端连接以收集应变力。

7.根据权利要求1所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，其特征在于，还包括用于放置在桩基孔口上的操作面孔口基础板，所述基础板中心留有大于孔口的圆孔，且圆孔外围用于承载所述支撑架及可调底座。

8.一种用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制方法，其特征在于采用上述的权利要求1-7任一项所述用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置，包括如下步骤：

步骤一、用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置的安置：桩基孔口放置操作面孔口基础板，将支撑架、支撑梁及可调底座放置在操作面孔口基础板上；

步骤二、可调底座调整以初步调平支撑架；

步骤三、支撑梁调整：吊放桩基钢筋笼指定高度后，根据桩基钢筋笼加强箍筋的位置，调整支撑架周向各方向支撑梁的伸入长度，将钢筋笼定位筋或箍筋放置于调平板上表面，并将活动插销入支撑梁后端的开孔内以固定支撑梁的伸入长度；

步骤四、读取各支撑梁与钢筋笼接触处应变片的监测数据：精细调整钢筋笼的垂直度；

步骤五、根据测量数据，可调底座调整以调整调平板的高度，从而精调钢筋笼的垂直度。

9.根据权利要求8所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制方法，其特征在于还包括步骤六以用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制装置的周转：在安装并调整好桩基钢筋笼垂直度后，完成桩基混凝土灌注。调整可调底座2使得整个装置下降，支撑梁前端与钢筋笼定位箍或箍筋脱离，向外侧抽出支撑梁，将支撑架整体纵向抬起脱离外露钢筋笼后水平移动到一下个桩孔口进行同样的操作。

10.根据权利要求8所述的用于多孔径的同轴可调钢筋笼控制方法，其特征在于步骤四中精细调整钢筋笼的垂直度按照如下步骤进行：

首先读取钢筋笼各点位的受力大小，并进行排序，再依次计算各点与理论承载力之间的差值，按照从大到小依次排列；所述理论承载力为钢筋笼的总重量除以支撑点或支撑梁个数；

按照差值绝对值的大小，从大到小按顺序调整各点：

重新读取所有受力点受力，再次按照以上步骤调整各点；

各点与理论值对比完成后，确保不超过5%差值，再次测量各点的标高及垂直度。