CN217924971U - 一种可回收的超深劲性柱定位调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，工具管具有顶部法兰和底部法兰，工作段的外圆面设置有安装液压油缸的上铰支座和安装拉爪的下铰支座，工作段下部设置连接母头与下部过渡段连接公头连接，过渡段下部设置连接劲性柱的法兰，连接公头设有内销孔；连接公头的外径小于连接母头的内径；工作段上油缸安装在对应的上铰支座上；推杆下部的拉爪拉扣过渡段的调垂法兰，拉爪具有铰接端、铰接部和卡接钩，将工作段与过渡段结合；对中油缸推杆安装在工作段安装座上，并与连接母头上的销孔一一对齐；倾角传感器设置在工具管上，调垂仪连接倾角传感器。本发明不仅满足了超深劲性柱的施工要求，而且具有可回收的优点，有效降低了施工成本。

Description

一种可回收的超深劲性柱定位调整装置

技术领域

本发明涉及城市地下空间施工技术领域，具体为一种可回收的超深劲性柱定位调整装置。

背景技术

劲性柱就是型钢外面包混凝土的构件组成的结构，又叫混凝土劲性柱或砼劲性柱，有的还叫混凝土钢柱，和混凝土结构相比有诸多的优点。

在施工时，劲性柱需要进行调垂，从而保障工程精度。公开号为“CN212802630U”的专利披露了一种劲性柱垂直度纠偏装置，其原理是利用千斤顶、地脚螺栓及全站仪等部件或设备，实现劲性柱的垂直度调节。从其说明书中可以看出，其调整过程中，需要先安装好千斤顶、反射板等部件或设备，然后利用全站仪检测调整过程中的数据进行反馈，从而逐渐将劲性柱的垂直度调整到预设范围内，然而该专利并不是针对井下超深劲性柱的纠偏调节。对于超过20m的超深劲性柱的施工，目前尚未有行之有效的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，不仅满足了超深劲性柱的施工要求，而且具有可回收的优点，有效降低了施工成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，包括：

工具管，所述工具管具有顶部法兰和底部法兰；

工作段，所述工作段具有用于连接所述工具管的顶部法兰和用于连接过渡段的连接母头，所述工作段的外圆面设置有多个均沿圆周方向均匀分布的上铰支座和下铰支座，所述连接母头设置有用于固定多个对中推杆的安装座和与所述对中推杆一一对应的外销孔；

过渡段，所述过渡段具有用于连接劲性柱钢管的连接法兰和用于套接所述连接母头的连接公头，所述过渡段的外圆面设置有用于配合拉爪实现调垂的调垂环板，所述连接公头设置有用于抵接所述对中推杆的对中环板和与所述外销孔一一对应的内销孔；所述连接公头的外径小于所述连接母头的内径；

调垂推杆，所述调垂推杆与所述上铰支座数量相等，其铰接安装在对应的上铰支座上；

拉爪，所述拉爪与所述上铰支座数量相等，其具有用于连接对应调垂推杆的铰接端、用于连接对应下铰支座的铰接部和用于卡接所述调垂环板的卡接钩；

对中推杆，所述对中推杆安装在所述安装座上，并与所述连接母头上的销孔一一对齐，其推杆通过抵接所述对中环板进行对中调节；

倾角传感器，所述倾角传感器设置在所述工具管上，并根据所述工具管的倾斜度生成倾角信号；

调垂仪，所述调垂仪连接所述倾角传感器，并根据所述倾角信号计算偏移度。

进一步地，所述拉爪的卡接钩铰接安装有微调板，所述微调板上安装有微调螺钉，所述微调螺钉的端部抵接所述卡接钩的卡接面。

进一步地，所述工作段的顶部法兰的尺寸大于所述工具管的底部法兰的尺寸， 从而覆盖所述工作段上所有部件。

进一步地，所述过渡段的外圆面还设置有固定环板，所述固定环板位于所述调垂环板的下方，两者之间的间距能够使所述拉爪的卡接钩进入。

进一步地，所述固定环板和调垂环板之间连接有若干连接筋板，所述连接筋板的内端连接至所述过渡段的外圆面。

进一步地，所述上铰支座、下铰支座和拉爪的数量均为三个，所述安装座和对中推杆的数量均为四个。

进一步地，所述调垂推杆和对中推杆均为液压推杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中的调整装置结合本申请人在先专利中的施工方法，能够实现超深劲性柱的井内施工，且调整结果准确且可靠，满足了超深劲性柱的调垂要求，提高了工程的精度和效率。

2、本发明中的粗调和精调均通过同一位置的部件完成，能够最大程度的确保调整结果的准确性和可靠性。

3、本发明中的调整装置中的工具管、工作段及其附件能够在施工完毕后回收，以便于下次重复使用，回收操作也简单快捷，降低了工程建造成本。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的结构立体图；

图2为图1所示实施例的结构前视图；

图3为图1中A-A向的结构剖视图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为图1所示实施例在工作时的结构示意图；

图6为图1所示实施例在工作时的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至6所示，一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，包括：工具管6、工作段1、过渡段5、调垂推杆2、拉爪3、对中推杆4、倾角传感器和调垂仪。

工具管6为圆形钢管，其具有顶部法兰6.2和底部法兰6.1。工具管6不止设置一段，工具管根据预埋件深度预先确定长度。一般的，单个工具管6的长度为9m左右，对于40米深的井孔200而言，工具管6的数量为3个。工具管6可调中心点、调垂直度、调高程，从而调整固定劲性柱在孔内的位置。第一节工具管6的顶部法兰6.1与吊车的钢丝绳连接，最后一节工具管6的底部法兰6.1与工作段1的顶部法兰1.1相连接。

工作段1为圆形钢管，其具有顶部法兰1.1和连接母头1.2。工作段1的外圆面设置有三个均沿圆周方向均匀分布的上铰支座1.3和下铰支座1.4。连接母头1.2设置有用于固定四个对中推杆4的安装座1.5和与对中推杆4一一对应的外销孔。为了便于转运和安装，工作段1的顶部法兰1.1的尺寸大于工具管6的底部法兰6.1的尺寸， 从而覆盖工作段1上所有部件，防止施工过程中上方有物体掉落而砸坏下方的设备或部件，起到了保护的作用。

过渡段5具有用于连接劲性柱钢管100的连接法兰5.1和用于套接连接母头1.2的连接公头5.2。连接法兰5.1在过渡段5的底部，连接公头5.2在过渡段5的顶部。过渡段5的外圆面设置有用于配合拉爪3实现调垂的调垂环板5.3，连接公头5.2设置有用于抵接对中推杆4的对中环板5.5和与外销孔一一对应的内销孔。连接公头5.2的外径小于连接母头1.2的内径，从而使工作段1的连接母头1.2套装在过渡段5的连接公头5.2外。连接公头5.2和连接母头1.2的根部均设置有定位台阶，这样在两者套接时能够实现定位套接，如此一来确保销孔能够对齐，方便对中推杆4的插入。

调垂推杆2与上铰支座1.3数量相等，其铰接安装在对应的上铰支座1.3上；

拉爪3与上铰支座1.3数量相等，其具有用于连接对应调垂推杆2的铰接端、用于连接对应下铰支座1.4的铰接部和用于卡接调垂环板5.3的卡接钩。拉爪3在调垂推杆2的驱动下能够使其卡接钩绕铰接部转动，从而伸入调垂环板5.3的下方进行调垂操作。

对中推杆4安装在安装座1.5上，并与连接母头1.2上的销孔一一对齐，其推杆通过抵接对中环板5.5进行对中调节。安装座1.5沿圆周方向均匀分布，在对中推杆4对中调节的过程中能够对四个方向进行调节。对中推杆4的作用在于两方面，一方面是作为销钉对连接公头5.2和连接母头1.2进行轴向固定，另一方面是调节连接公头5.2和连接母头1.2的同轴对齐。

倾角传感器设置在工具管6上，并根据工具管6的倾斜度生成倾角信号。倾角传感器安装点是预设的，其与吊点之间的距离H是已知量，偏移度合理范围也是已知量，倾角传感器能够获取当前劲性柱钢管100的倾斜角度θ。

调垂仪连接倾角传感器，并根据倾角信号计算偏移度L。如图6所示，根据关系式tanθ=L/H，即可计算得到偏移度L的具体值，最终将偏移度L控制在合理范围内。可以知晓的是，对于工具管6而言，其长度较长，因此微小的倾斜都会导致明显的偏移度，因此，利用倾斜角度来计算偏移度，并根据偏移度进行调整能够更加精确可靠，距离H越大，则偏移度L的调整越精确。

为了能够使调垂结果更加精确，拉爪3的卡接钩铰接安装有微调板7，微调板7上安装有微调螺钉8，微调螺钉8的端部抵接卡接钩的卡接面。调垂时，微调板7角度固定，此时利用微调板7的板面与调垂环板5.3之间的接触作用来调节整体的垂直度。待接近要求后，再通过旋动微调螺钉8，利用微调螺钉8的旋进距离改变微调板7的倾斜角度直至达到符合的要求，从而实现对劲性柱200的精确调节。

为了在调节前对过渡段5进行预支撑，过渡段5的外圆面还设置有固定环板5.4，固定环板5.4位于调垂环板5.3的下方，两者之间的间距能够使拉爪3的卡接钩进入。井孔200中设置有支撑固定环板5.4的支撑件，支撑件在前期提供支撑作用，调垂结束后可撤走支撑件，以便于劲性柱的下放。

为了提高固定环板5.4和调垂环板5.3之间的连接强度，固定环板5.4和调垂环板5.3之间连接有若干连接筋板5.6，连接筋板5.6的内端连接至过渡段5的外圆面。

调垂推杆2和对中推杆4均为液压推杆。

需要说明的是，本发明中的相关部件之间的固定连接采用焊接或紧固件连接，例如铰支座、各类环板均采取焊接固定，各类推杆、管体采用紧固件连接。

本发明应用于超深劲性柱的施工，具体工作原理及过程如下：

步骤一、利用吊车等起吊装置将连接有过渡段5的劲性柱钢管100放入井孔200中，并由调垂架上的支撑件悬挂于井孔200中。调垂架400上的支撑件可以通过调节机构关闭后能够对过渡段5起到支撑的作用，而打开后则能够令过渡段5正常下方至井内预设位置。

步骤二、继续利用吊车将工具管及工作段1及其附件移到井口处，并使工作段1的连接母头1.2与过渡段5的连接公头5.2形成套接。

步骤三、利用井口处的调垂架400的对中装置调整工作段1的中心与井孔200的中心线对齐。

步骤四、利用工作段1上的对中推杆4调整过渡段5的中心线和工作段1的中心线同轴对齐，具体的，对中推杆4全部工作，当四个对中推杆4全部顶到对中环板5.5后，工作段1和过渡段5对齐。同时利用对中推杆4将连接母头1.2和连接公头5.2轴向连接。连接母头1.2和连接公头5.2连接后，劲性柱钢管100及过渡段5与上方的工作段1形成整体。

步骤五、利用经纬仪、调垂仪、工具管6上的倾角传感器以及工作段1上由调垂推杆2控制的拉爪3调整过渡段5的倾斜角度至设定范围内。拉爪3上还设置有微调板7，调垂时先利用固定角度的微调板7进行粗调，使整体的偏移度接近预设范围，然后再拧动微调螺钉8进行精调，最终达到预设要求。

步骤六、进一步起吊工具管6，打开调垂架上的支撑件，然后下放工具管6，将劲性柱钢管100放入井孔200的预设位置，调整预设在工具管6上相应位置的四个油缸，使仪器的读数在预设的精度范围内，然后固定工作段1，向孔内浇注混凝土至预设高度并动态检测仪器读数始终在精度范围内，浇筑完毕后回收倾角传感器，待混凝土固化10h后松开卡爪3，回收工具管6、工作段1及其附件。

需要说明的是，步骤一至六在执行的过程中，相关步骤的施工过程可参照申请号为202210628493.8的中国专利中的施工方法完成。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，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连接，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发明中的具体含义。

最后所要说明的是：以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：包括：

工具管（6），所述工具管具有顶部法兰（6.2）和底部法兰（6.1）；

工作段（1），所述工作段（1）具有用于连接所述工具管的顶部法兰（1.1）和用于连接过渡段（5）的连接母头（1.2），所述工作段（1）的外圆面设置有多个均沿圆周方向均匀分布的上铰支座（1.3）和下铰支座（1.4），所述连接母头（1.2）设置有用于固定多个对中推杆（4）的安装座（1.5）和与所述对中推杆（4）一一对应的外销孔；

过渡段（5），所述过渡段（5）具有用于连接劲性柱钢管（100）的连接法兰（5.1）和用于套接所述连接母头（1.2）的连接公头（5.2），所述过渡段（5）的外圆面设置有用于配合拉爪（3）实现调垂的调垂环板（5.3），所述连接公头（5.2）设置有用于抵接所述对中推杆（4）的对中环板（5.5）和与所述外销孔一一对应的内销孔；所述连接公头（5.2）的外径小于所述连接母头（1.2）的内径；

调垂推杆（2），所述调垂推杆（2）与所述上铰支座（1.3）数量相等，其铰接安装在对应的上铰支座（1.3）上；

拉爪（3），所述拉爪（3）与所述上铰支座（1.3）数量相等，其具有用于连接对应调垂推杆（2）的铰接端、用于连接对应下铰支座（1.4）的铰接部和用于卡接所述调垂环板（5.3）的卡接钩；

对中推杆（4），所述对中推杆（4）安装在所述安装座（1.5）上，并与所述连接母头（1.2）上的销孔一一对齐，其推杆通过抵接所述对中环板（5.5）进行对中调节；

倾角传感器，所述倾角传感器设置在所述工具管（6）上，并根据所述工具管（6）的倾斜度生成倾角信号；

调垂仪，所述调垂仪连接所述倾角传感器，并根据所述倾角信号计算偏移度。

2.根据权利要求1所述的一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：所述拉爪（3）的卡接钩铰接安装有微调板（7），所述微调板（7）上安装有微调螺钉（8），所述微调螺钉（8）的端部抵接所述卡接钩的卡接面。

3.根据权利要求1所述的一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：所述工作段（1）的顶部法兰（1.1）的尺寸大于所述工具管（6）的底部法兰（6.1）的尺寸， 从而覆盖所述工作段（1）上所有部件。

4.根据权利要求1所述的一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：所述过渡段（5）的外圆面还设置有固定环板（5.4），所述固定环板（5.4）位于所述调垂环板（5.3）的下方，两者之间的间距能够使所述拉爪（3）的卡接钩进入。

5.根据权利要求4所述的一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：所述固定环板（5.4）和调垂环板（5.3）之间连接有若干连接筋板（5.6），所述连接筋板（5.6）的内端连接至所述过渡段（5）的外圆面。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：所述上铰支座（1.3）、下铰支座（1.4）和拉爪（3）的数量均为三个，所述安装座（1.5）和对中推杆（4）的数量均为四个。

7.根据权利要求1至5任一所述的一种可回收的超深劲性柱定位调整装置，其特征在于：所述调垂推杆（2）和对中推杆（4）均为液压推杆。

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