预制管柱钢筋同心同轴定位装置及定位方法与流程

本发明属于桥梁施工，涉及预制管柱技术，具体为预制管柱钢筋同心同轴定位装置及定位方法。

背景技术：

1、装配式桥梁的下部分结构主要由预制管柱基础、承台、预制管柱和盖梁(墩帽)四大部分组成。为了解决现场施工场地占地面积大、进度慢的问题，仅对承台采用现场浇筑施工，其余部分均采用预制浇筑施工，预制管柱基础、预制管柱和盖梁(墩帽)往往采用在工厂预制后运输到现场进行安装。例如申请号为201710315709.4的专利申请文献，其公开了一种钢筋混凝土叠合式管柱、叠合式芯管柱及其施工方法，叠合式管柱包括外部的预制管柱和以预制管柱为外模、灌注在预制管柱内部的现浇芯柱，预制管柱和现浇芯柱等高，预制管柱为钢筋混凝土柱，包括管柱钢筋笼和管柱混凝土，管柱钢筋笼包括管柱纵筋、管柱箍筋，所述现浇芯柱包括芯柱混凝土。该专利文献公开了预制管柱的浇筑方法。

2、在实际施工过程中，预制管柱的下端与承台、预制管柱的上端与盖梁(墩帽)之间均采用波纹管灌浆连接或者套筒灌浆连接的连接方式，这种连接方式对预制管柱中预留的竖向钢索的要求较高。但是预制管柱在预制的过程中，由于钢筋的长度以及重量因素的影响，钢筋笼的竖向钢索因受力影响而产生位置偏移，出现离心旋转、扭转和环向滑动，导致预制管柱的整体质量低。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中描述的，现有技术中的预制管柱在预制的过程中，钢筋笼的竖向钢索因受力影响而产生位置偏移，出现离心旋转、扭转和环向滑动，导致存在预制管柱的整体质量低的技术问题，针对该技术问题，本发明提出了预制管柱钢筋同心同轴定位装置及定位方法。

2、本发明通过在预制管柱所使用的钢筋笼的顶部和底部分别设置顶部轴心定位机构和底部轴心定位机构，同时在钢筋笼的外侧设置钢外模，顶部轴心定位机构用于对钢筋笼中竖向钢索的顶部进行夹持限位，底部轴心定位机构用于对钢筋笼中竖向钢索的底部进行夹持限位，从而实现钢筋笼中竖向钢索的限位。避免在预制管柱浇筑的过程中，钢筋笼的竖向钢索因受力而发生偏移，导致出现离心旋转、扭转和环向滑动等现象，提高了预制管柱的整体质量。

3、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

4、本发明预制管柱钢筋同心同轴定位装置，包括：

5、钢外模，套设在钢筋笼的外侧，且与所述钢筋笼同轴设置，所述钢筋笼用于浇筑预制管柱；

6、顶部轴心定位机构，设置在钢筋笼的顶部，并与钢外模的顶部连接，用于对钢筋笼中竖向钢索的顶部进行夹持限位；

7、以及底部轴心定位机构：设置在钢筋笼的底部，并与钢外模的底部连接，用于对钢筋笼中竖向钢索的底部进行夹持限位；

8、通过顶部轴心定位机构和底部轴心定位机构的夹持限位作用对钢筋笼中的竖向钢索进行同心同轴定位。

9、进一步限定，所述顶部轴心定位机构包括集成罩以及沿集成罩的周向均匀分布的多个顶部夹持限位组件；

10、所述集成罩安装在钢外模的顶部；

11、所述顶部夹持限位组件包括安装块、第一液压驱动件和第一弧形推动块，所述安装块安装在集成罩靠近钢筋笼的一侧；所述第一液压驱动件与安装块固定连接，且第一液压驱动件的动力输出端向靠近钢筋笼的一侧延伸，并与第一弧形推动块连接；所述第一弧形推动块在第一液压驱动件的驱动力作用下向钢筋笼靠近，以对钢筋笼中竖向钢索的顶部进行夹持限位。

12、进一步限定，所述顶部夹持限位组件还包括设置在安装块上的指示光栅和设置在第一弧形推动块上的标尺光栅，所述指示光栅和标尺光栅相对设置；所述标尺光栅与指示光栅配合以测量第一弧形推动块推出的距离。

13、进一步限定，所述预制管柱钢筋同心同轴定位装置还包括预紧机构，所述预紧机构连接在集成罩的上方，所述集成罩沿钢筋笼的轴向设置有贯穿口，钢筋笼中的竖向钢索穿过贯穿口与预紧机构连接，所述预紧机构用于对钢筋笼中的竖向钢索进行预紧。

14、进一步限定，所述预紧机构包括第一驱动件、第一齿轮传动组件和支撑架，所述支撑架连接在集成罩的上方，所述支撑架上旋转连接有卷轴，所述钢筋笼中的竖向钢索穿过贯穿口缠绕在卷轴上；所述第一驱动件与集成罩固定连接，第一驱动件的动力输出端与第一齿轮传动组件的动力输入端连接，第一齿轮传动组件的动力输出端与卷轴连接。

15、进一步限定，竖向钢索靠近卷轴的部分设置有第一限位套，所述第一限位套设置在贯穿口的下方；竖向钢索靠近底部轴心定位机构的部分设置有第二限位套，所述第二限位套设置在底部轴心定位机构的上方。

16、进一步限定，所述底部轴心定位机构包括集成环、沿集成环的周向均匀分布的多个限位连接件以及沿集成环的周向均匀分布的多个底部限位夹持组件；

17、所述限位连接件设置在集成环与钢外模之间，用于将集成环与钢外模进行限位连接；所述底部限位夹持组件设置在集成环与钢筋笼之间，用于对钢筋笼中竖向钢索的底部进行夹持限位。

18、进一步限定，所述预制管柱钢筋同心同轴定位装置包括与集成环旋转连接的支撑安装环，所述支撑安装环沿轴向设置有弧形通孔；

19、所述底部限位夹持组件包括第二驱动件、第二齿轮传动组件、限位导向框、推动柄、安装杆、安装盘、过渡板和第二弧形推动块；

20、所述第二驱动件与集成环固定连接，所述第二齿轮传动组件与支撑安装环固定连接，第二驱动件的动力输出端与第二齿轮传动组件连接；

21、所述安装杆的一端与集成环固定连接，另一端与所述推动柄的一端连接，所述推动柄的另一端贯穿限位导向框与安装盘旋转连接，所述安装盘通过过渡板与第二弧形推动块连接，所述第二弧形推动块用于对钢筋笼中竖向钢索的底部进行夹持限位；

22、所述限位导向框位于弧形通孔内，并与支撑安装环旋转连接。

23、进一步限定，所述限位连接件包括第二液压驱动件和支撑板，所述第二液压驱动件固定连接在集成环靠近钢外模的一侧，第二液压驱动件的动力输出端朝向钢外模设置。

24、本发明预制管柱钢筋同心同轴定位方法，包括以下步骤：

25、s1：安装形成上述的预制管柱钢筋同心同轴定位装置；

26、s2：通过多个限位连接件将集成环与钢外模固定连接，确保集成环与钢外模同轴设置；

27、s3：通过多个顶部轴心定位机构同时对钢筋笼中竖向钢索的顶部进行夹持限位，通过多个底部轴心定位机构对钢筋笼中竖向钢索的底部进行夹持限位，从而实现钢筋笼中的竖向钢索的同心同轴定位；

28、s4：完成一次浇筑后，取消顶部轴心定位机构和底部轴心定位机构的夹持限位作用，通过预紧机构对钢筋笼中的竖向钢索进行预紧，使得钢筋笼再次定位；

29、s5：重复执行步骤s3和s4，直至完成预制管柱的浇筑。

30、与现有技术相比，本发明有益效果在于：

31、1、本发明预制管柱钢筋同心同轴定位装置，其通过在预制管柱所使用的钢筋笼的顶部和底部分别设置顶部轴心定位机构和底部轴心定位机构，同时在钢筋笼的外侧设置钢外模，顶部轴心定位机构用于对钢筋笼中竖向钢索的顶部进行夹持限位，底部轴心定位机构用于对钢筋笼中竖向钢索的底部进行夹持限位，从而实现钢筋笼中竖向钢索的限位。避免在预制管柱浇筑的过程中，钢筋笼的竖向钢索因受力而发生偏移，导致出现离心旋转、扭转和环向滑动等现象，提高了预制管柱的整体质量。

32、2、本发明预制管柱钢筋同心同轴定位装置，其还包括预紧机构，预紧机构用于对钢筋笼中的竖向钢索进行预紧，一方面对钢筋笼中的竖向钢索进行拉直，另一方面对顶部轴心定位机构进行支撑和位置调整，控制顶部轴心定位机构进行移动。

33、3、本发明在预制管柱浇筑的过程中，能够随着钢筋笼的浇筑情况对钢筋笼的竖向钢索进行逐级定位，逐步向上移动，使得钢筋笼中的竖向钢索始终保持同心同轴状态，进一步提高桥梁预制管柱的质量。

34、4、本发明通过限位连接件对钢外模与集成环进行限位支撑，使得钢外模与集成环保持同轴设置。