一种用于桥梁施工的钢筋笼吊架定位装置的制作方法

本发明涉及钢筋笼吊架装置，具体为一种用于桥梁施工的钢筋笼吊架定位装置。

背景技术：

1、在桥梁桩基础工程施工中，钻孔灌注桩是桥梁桩基施工中应用最广泛的结构形式，钢筋笼作为桩身受力骨架，其吊装下放的同轴度、垂直度与孔口悬挂定位精度，直接决定桩身混凝土保护层厚度的均匀性与桩基整体结构承载力，是保障成桩质量的核心工序。随着钢筋笼长度与自重持续增大，对吊架定位的精度、可靠性与野外工况适配性提出了更高要求。

2、目前常规钢筋笼吊架多采用简易型钢扁担梁结构，通过焊接临时吊筋实现孔口悬挂，定位作业依赖施工人员人工目测配合吊锤进行粗略对中，在实际应用中存在诸多局限：其一，穿笼对位精度低且效率差，大直径钢筋笼主筋排布密集、纵向间隙狭窄，人工肉眼对准难度大，尤其孔口泥浆雾气、光照不足等野外工况下，对位误差易超标，反复调整大幅拖慢施工节奏，且传统吊架多将荷载直接作用于钢护筒，易引发护筒沉降变形，增大塌孔风险；其二，长钢筋笼垂直度管控能力不足，传统吊架仅能对笼体顶端进行单点固定，下放过程中笼体中下段易因碰撞孔壁发生径向偏斜，无法进行动态纠偏，导致成桩后钢筋笼垂直度超标，且常规夹持工装多为固定尺寸，不同桩径施工需反复改制更换，通用适配性差，为此，我们提出一种用于桥梁施工的钢筋笼吊架定位装置。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题，本发明提出了一种用于桥梁施工的钢筋笼吊架定位装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于桥梁施工的钢筋笼吊架定位装置，包括顶部吊环，所述顶部吊环的内侧与吊车转动连接，所述顶部吊环的下端固定连接有两个相互对称的安装夹板，所述安装夹板的一侧安装有第一电机，所述安装夹板的内侧通过转轴转动连接有第一电动伸缩杆，所述第一电机的输出轴与第一电动伸缩杆的机壳固定连接，两个所述第一电动伸缩杆的输出轴共同固定连接有调节装配环，所述调节装配环的内侧设置有用于定位钢筋笼的定位机构，所述定位机构的下方设置有用于校准钢筋笼的校准机构。

3、优选的，所述定位机构包括用于夹持钢筋笼的限位组件，所述定位机构包括用于校对钢筋笼垂直的定位组件。

4、优选的，所述限位组件包括十字安装架，所述十字安装架的外侧开设有多个导向通孔，所述十字安装架的每个杆体上端均固定连接有两个导向安装箱，所述导向安装箱的一侧安装有第二电机，所述导向安装箱的内侧通过转轴转动连接有第一齿轮，所述第二电机的输出轴与对应的第一齿轮固定连接，两个所述导向安装箱的内侧共同滑动连接有弧形齿条，所述弧形齿条的外侧卡齿与对应的两个第一齿轮啮合连接，所述弧形齿条的外侧贯穿十字安装架的通孔，所述弧形齿条的一端安装有激光传感器，所述十字安装架的外侧环绕固定连接有多个l形杆，所述l形杆的下端固定连接有第一限位滑块，所述第一限位滑块滑动连接在调节装配环的上端滑槽内侧。

5、优选的，所述十字安装架的内壁环绕固定连接有多个移动支架，所述移动支架的上端安装有第三电机，所述移动支架的内侧通过转轴转动连接有第二齿轮，所述第三电机的输出轴与第二齿轮固定连接，多个所述移动支架相靠近的一侧均固定连接有第二限位滑块，多个所述第二限位滑块相靠近的一侧共同滑动连接有圆环架。

6、优选的，所述圆环架的外侧固定连接有卡齿环，所述卡齿环与第二齿轮的轮齿啮合连接，所述移动支架的上端固定连接有限位滚轮，所述限位滚轮的轮组与圆环架的内壁滑动连接，所述圆环架的下端通过连杆与调节装配环固定连接。

7、优选的，所述校准机构包括用于校准钢筋笼下段的夹持组件，所述校准机构包括用于调节适配钢筋笼外径的调节组件。

8、优选的，所述移动支架的下端安装有两个第二电动伸缩杆，两个所述第二电动伸缩杆的输出轴固定连接有纵向架，所述纵向架的内侧固定连接有横向架，所述横向架的上端安装有第四电机，所述第四电机的输出轴固定连接有转板，所述转板的下端设置有偏心杆。

9、优选的，所述横向架的两侧均固定连接有导向板，所述导向板的内侧滑动连接有推动杆，两个所述推动杆相靠近的一端共同固定连接有滑槽杆，所述滑槽杆的内侧与偏心杆滑动连接。

10、优选的，多个所述纵向架相靠近的一侧均固定连接有固定支架，所述固定支架的外侧通过转轴转动连接有压杆，所述压杆的一侧与相对应的推动杆通过转轴转动连接，所述压杆的另一侧安装有多个压力传感器，所述压杆的上下两端均通过万向联轴器设置有压板。

11、优选的，所述转板的下端固定连接有调节导轨，所述调节导轨的内侧滑动连接有调节板，所述调节板的下端与偏心杆固定连接，所述调节导轨的前端安装有第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的输出轴贯穿调节导轨，所述第三电动伸缩杆的输出轴与调节板固定连接。

12、与现有技术相比，本发明提供了一种用于桥梁施工的钢筋笼吊架定位装置，具备以下有益效果：

13、1、通过激光传感器周向扫描与回转定位组件的协同配合，实现了弧形齿条与钢筋笼纵向贯通间隙的自动精准对位；十字安装架在第三电机、第二齿轮与卡齿环的啮合驱动下绕圆环架轴心水平旋转，带动激光传感器对钢筋笼外侧进行周向扫描，当多个激光传感器均探测到纵向贯通间隙时第三电机停止运转，十字安装架的旋转角度被锁定，各弧形齿条的伸出方向恰好正对纵向贯通间隙，实现穿笼动作的全自动化精准导向，无需人工在孔口俯身目测调整，消除了泥浆雾气或光照不足导致的对位偏差。

14、通过双齿轮同步驱动与双导向安装箱的协同配合，实现了弧形齿条的平稳穿笼与冗余锁定；每个杆体上端设置两个导向安装箱，靠近外围的导向安装箱内的第二电机与第一齿轮驱动弧形齿条向外伸出，穿过十字安装架的导向通孔后沿弧线方向穿过钢筋笼间隙伸入笼体内部，其末端再次穿过十字安装架后进入同杆体上端的另一个导向安装箱内，由该导向安装箱内的第二电机与第一齿轮接收并继续驱动，一个弧形齿条同时与两个第一齿轮啮合锁定，形成啮合锁定，即便单个齿轮或电机发生故障另一组齿轮仍能保持锁定，从根本上避免了因夹持失效导致的钢筋笼坠落事故；四个弧形齿条从四个方向同步穿入笼体，径向夹持力相互平衡，不产生附加偏心弯矩。

15、通过弧形齿条的弧形内壁与钢筋笼重力的协同配合，实现了钢筋笼在水平截面内的自动定心与对中；弧形齿条呈弧形弯曲构造，其内壁形成导向曲面，四个弧形齿条从四个方向同步穿入笼体后，钢筋笼在自身重力作用下纵向主筋沿各弧形齿条的内壁曲面自动向下滑落并稳定于各弧形齿条的最低点位置，同步完成水平截面内的自动定心与对中，无需人工测量与干预。

16、通过弧形齿条与双齿轮的卡接锁定以及完整的重力传递路径，实现了钢筋笼的孔口悬挂固定，解决了传统吊筋一次性使用和护筒沉降的问题。 钢筋笼的重力经弧形齿条传递至两个第一齿轮的啮合锁定点，再经十字安装架、l形杆和第一限位滑块传递至调节装配环，最终由顶部吊环承载，由吊车承担主要荷载，不向钢护筒施加额外重力载荷，从根源上消除了护筒超载沉降引发的塌孔风险。

17、2、通过偏心曲柄滑块机构与压杆杠杆机构的协同配合，实现了压板在钢筋笼不同高度位置之间的交替夹持，在持续纠偏的同时避免单处长时间摩擦损伤钢筋。 第四电机驱动转板旋转，偏心杆做圆周偏心运动推动滑槽杆往复移动，滑槽杆通过推动杆驱动压杆绕固定支架往复摆动，实现压板在钢筋笼不同高度位置之间的交替夹持与释放。各压板始终保持轻贴钢筋笼外壁的状态实时检测笼体偏移量，当偏移超出阈值时对应侧压板施力推送纠偏，既保证全程导向约束，又避免单处长时间摩擦导致钢筋表面损伤，同时无需暂停下放即可完成动态纠偏。

18、通过压力传感器的实时检测与反馈控制，实现了对夹持力度的精准调控。 压力传感器实时检测各压板的夹持压力并反馈至控制系统，当压力超出设定阈值时自动减小该侧夹持力，当压力不足时自动增大夹持力，实现夹持力的闭环精确控制，既保证对偏斜钢筋笼的足够纠偏推力，又避免夹伤钢筋或产生附加弯矩。

19、通过偏心距可调的调节组件，实现了对不同直径钢筋笼的灵活适配。 第三电动伸缩杆推动调节板沿调节导轨滑动，带动偏心杆相对于转板旋转轴心产生径向位移，改变偏心距从而调整压杆摆动角度与压板夹持行程，无需更换配件即可覆盖多个直径规格的钢筋笼。

20、通过夹持组件与调节组件的协同配合，实现了校准机构对钢筋笼中下段的持续导向约束。 夹持组件通过第二电动伸缩杆可升降至钢筋笼中部或偏下位置，在钢筋笼下放全过程中压板在偏心杆持续驱动下交替夹持不同高度区段，始终保持对钢筋笼中下段的径向约束，确保钢筋笼从开始下放至完全就位的全过程中轴心偏差始终控制在允许范围内。

21、3、通过第一电动伸缩杆与双摆臂联动结构的配合，实现了定位机构与校准机构的快速就位与姿态调整。 第一电机驱动第一电动伸缩杆的机壳绕安装夹板内的转轴偏转，两侧第一电动伸缩杆形成双摆臂联动结构，使调节装配环由倾斜状态快速调整为水平状态，第一电动伸缩杆输出轴向下伸出推动调节装配环下行至工作高度，将装置从吊装就位到工作位置的转换时间缩短。

22、通过定位机构对钢筋笼上段的快速锁定与校准机构对中下段的持续导向，实现了上段定位与下段校准的分工协同。 定位机构在钢筋笼起吊初始阶段即完成上段的精确定位，校准机构在下放全过程中进行中下段的动态纠偏，两者空间上下分布、功能上互为补充，上段定位为中下段纠偏提供基准参照，中下段纠偏确保上段定位成果不因下放过程而丧失，无需因垂直度调整而多次暂停下放作业。