一种牵拉式装配式桥墩吊装定位装置

1.本发明涉及桥梁施工领域，具体是一种牵拉式装配式桥墩吊装定位装置。


背景技术：

2.装配式桥梁是指桥梁的全部或部分构件在预制厂加工成型后，将预制件运输到施工现场进行吊装拼接的桥梁施工工艺；桥墩的承台是在施工现场现浇，承台上预埋钢筋接头，桥墩在预制厂预制成型，桥墩底部预埋钢筋套筒，桥梁侧壁开有与钢筋套筒连通的压浆孔和出浆孔，压浆孔在下，出浆孔在上，吊装时承台上的预埋钢筋插入桥墩底部的钢筋套筒内，桥墩到位后从压浆孔向钢筋套筒内压浆直到出浆孔有浆冒出，待钢筋套筒内的混凝土砂浆完全凝固后即实现桥墩与承台的连接；在桥墩吊装时，需要数个工人俯身观察预埋钢筋与钢筋套筒是否对正，并配合吊机司机反复调整桥墩位置，必要时还要人力辅助，加上悬吊这的桥墩不可避免的会产生晃动，因此整个定位过程非常费时费力，施工效率低；另外，为了注浆和插接方便，钢筋套筒的直径大于预埋钢筋的直径，因此预埋钢筋在钢筋套筒内具有一定的活动余量，这就使得即使预埋钢筋插入钢筋套筒内，桥墩依然具有一定的活动余量，从而使桥墩的吊装精度下降。


技术实现要素：

3.针对上述情况，本发明提供了一种牵拉式装配式桥墩吊装定位装置，有效的解决了装配式桥墩吊装定位困难、吊装精度低的问题。
4.其解决的技术方案包括上安装部、下安装部和导向连接杆；上安装部包括一个竖板，竖板上上下间隔安装穿有两个锚固件，竖板下端滑动穿设有一个与其垂直的第一水平杆，且竖板上安装有第一锁紧螺钉可将第一水平杆锁定到任意位置；第一水平杆内端可伸入桥墩下方且该端可拆卸安装有一个定位块，定位块为一个尖端朝上的锥形，第一水平杆下侧间隔固定有两个开口向下的第一圆筒；下安装部包括一个第二水平杆，第二水平杆的内端固定有一个竖向的定位管套，定位管套可套在承台预埋钢筋上，第二水平杆上侧固定有两个开口向上的第二圆筒，当两个第一圆筒和两个第二圆筒上下对正时，定位块与定位管套上下对正；每组上下对应的第一圆筒和第二圆筒之间连接有一根导向连接杆，导向连接杆由一根直杆以及固定在直杆两端的两个圆球体组成，上端的圆球体伸入第一圆筒内，下端的圆球体伸入第二圆筒内，且圆球体的直径与圆筒的内径相同；每个圆筒中均装有一个位于筒底和圆球体之间的柱塞，柱塞与圆筒筒底之间装有定量液压油，柱塞的轴线处开有一个竖向的活塞孔，活塞孔内装有一个活塞，活塞背离圆筒筒底的一端固定有一个定位销，定位销上装有一个弹簧，在弹簧的作用下，定位销缩进活塞孔内，每个圆球体上背离直杆的一侧顶部均开有一个销孔，销孔的孔口处设有导向的喇叭口，定位销从活塞孔内伸出后可插入销孔内。
5.所述的定位套管套在预埋钢筋上后具有绕预埋钢筋转动的自由度，。
6.所述的锚固件包括一个垂直穿设在竖板上的空心滑杆，空心滑杆的外端设有限位
轴肩，内端圆周均布有多个瓣块，瓣块靠近空心滑杆的一端铰接在空心滑杆端部，多个瓣块围合形成一个锥形内腔，锥形内腔的大端朝向空心滑杆，空心滑杆内经螺纹配合装有一个第一螺栓。
7.所述的第一水平杆的内端开有一个安装槽，定位块的侧壁固定有一个安装板，安装板可插入安装槽内，安装槽一侧装有第二锁紧螺钉。
8.所述的安装槽的上下宽度大于安装板的上下厚度。
9.所述的安装槽的顶部设有一个凸块，所述的安装板的上表面开有一个凹槽，第二锁紧螺钉压紧时，凸块压入凹槽内。
10.所述的第一锁紧螺钉的端部以及第一水平杆上均设有牙槽，第一螺钉锁紧时与第一水平杆上的牙槽相互咬合。
11.所述的定位套管有两个半圆筒扣合而成，两个半圆筒用第二螺栓扣合固定。
12.所述的第一圆筒和第二圆筒的筒口位置均设有限位缩口。
13.本发明在桥墩下放过程中可自动实现桥墩的推移寻位，省时省力，提高了施工效率，且定位精准。
附图说明
14.图1为本装置安装完成后的主视剖视图。
15.图2为桥墩吊装到位后的主视剖视图。
16.图3为方形桥墩的安装点位俯视图。
17.图4为圆形桥墩的安装点位俯视图。
18.图5为锚固件的端面视图。
19.图6为图1中a位置的放大图。
20.图7为图1中b位置的放大图。
21.图8为图1中c位置的放大图。
22.图9为图2中d位置的放大图。
具体实施方式
23.结合附图，本发明包括上安装部、下安装部和导向连接杆，上安装部固定安装在桥墩底部，下安装部安装在承台上，导向连接杆将上安装部和下安装部连接，在桥墩下吊过程中进行导向；上安装部包括一个竖板1，竖板1上上下间隔安装穿有两个锚固件，锚固件插入桥墩上的压浆孔和出浆孔内并锁紧可将竖板1固定在桥墩侧壁，竖板1下端滑动穿设有一个与其垂直的第一水平杆2，且竖板1上安装有第一锁紧螺钉3可将第一水平杆2锁定到任意位置；第一水平杆2内端可伸入桥墩下方且该端可拆卸安装有一个定位块4，定位块4为一个尖端朝上的锥形，将定位块4与桥墩下端的钢筋套筒对心后将第一水平杆2锁紧，第一水平杆2下侧间隔固定有两个开口向下的第一圆筒5；下安装部包括一个第二水平杆6，第二水平杆6的内端固定有一个竖向的定位管套，定位管套可套在承台预埋钢筋上，第二水平杆6上侧固定有两个开口向上的第二圆筒8，定位块4与第一圆筒5间的距离等于定位套管7与第二圆筒8间的距离，因此当两个第一圆筒5和两个第二圆筒8上下对正时，定位块4与定位管套上下对正；每组上下对应的第一圆筒5和第二圆筒8之间连接有一根导向连接杆，导向连接杆由
一根直杆9以及固定在直杆9两端的两个圆球体10组成，上端的圆球体10伸入第一圆筒5内，下端的圆球体10伸入第二圆筒8内，且圆球体10的直径与圆筒的内径相同，圆球体10与圆筒内壁配合类似于球铰的作用使其可以各向摆动，与球铰不同的是，圆球体10具有沿圆筒滑动的自由度；每个圆筒中均装有一个位于筒底和圆球体10之间的柱塞11，柱塞11与圆筒筒底之间装有定量液压油，柱塞11的轴线处开有一个竖向的活塞13孔12，活塞13孔12内装有一个活塞13，活塞13背离圆筒筒底的一端固定有一个定位销14，定位销14上装有一个弹簧15，在弹簧15的作用下，定位销14缩进活塞13孔12内，每个圆球体10上背离直杆9的一侧顶部均开有一个销孔16，销孔16的孔口处设有导向的喇叭口，定位销14从活塞13孔12内伸出后可插入销孔16内；在圆球体10向筒底推移过程中，圆筒内的液压油被挤压之前，定位销14缩入活塞13孔12内，圆球体10可在圆筒内转动，当推移到靠近筒底液压油被挤压后，液压油压力会将定位销14推出插入圆球体10上的销孔16内进行定位，从而导向连接杆只能处于竖直状态，相应的第一圆筒5和第二圆筒8也只能处于上下对正的状态，如上文所述，当两个第一圆筒5和两个第二圆筒8上下对正时，定位块4与定位管套上下对正，而定位块4与预埋钢筋套筒同轴，定位套管7与预埋钢筋同轴，因此预埋钢筋与钢筋套筒也就实现了对正。
24.所述的定位套管7套在预埋钢筋上后具有绕预埋钢筋转动的自由度，这样在上安装部下压过程中，第二水平杆6可自动被导向连接杆拉动至与第一水平杆2平行的状态，而不用在安装时费劲的调整第二水平杆6的朝向使其与第一水平杆2平行。
25.所述的锚固件包括一个垂直穿设在竖板1上的空心滑杆17，空心滑杆17的外端设有限位轴肩18，内端圆周均布有多个瓣块19，瓣块19靠近空心滑杆17的一端铰接在空心滑杆17端部，从而使多个瓣块19可向外张开，多个瓣块19围合形成一个锥形内腔，锥形内腔的大端朝向空心滑杆17，空心滑杆17内经螺纹配合装有一个第一螺栓20，旋拧第一螺栓20，第一螺栓20的内端逐渐伸入锥形内腔中可将多个瓣块19撑开，从而使瓣块19的外侧压紧压浆孔或出浆孔的内壁实现锚固。
26.所述的第一水平杆2的内端开有一个安装槽21，定位块4的侧壁固定有一个安装板22，安装板22可插入安装槽21内，安装槽21一侧装有第二锁紧螺钉23，安装板22插入安装槽21后，拧紧第二锁紧螺钉23可将安装板22固定。
27.所述的安装槽21的上下宽度大于安装板22的上下厚度，在第二锁紧螺钉23未压紧前，安装板22即定位块4具有上下移动的余量，便于定位块4上端伸入钢筋套筒内完成定位后的拆卸。
28.所述的安装槽21的顶部设有一个凸块24，所述的安装板22的上表面开有一个凹槽25，第二锁紧螺钉23压紧时，凸块24压入凹槽25内，可避免第二锁紧螺钉23压紧后由于压紧力不足而使定位块4移位。
29.所述的第一锁紧螺钉3的端部以及第一水平杆2上均设有牙槽，第一螺钉锁紧时与第一水平杆2上的牙槽相互咬合，提供足够的锁紧力。
30.所述的定位套管7有两个半圆筒扣合而成，两个半圆筒用第二螺栓26扣合固定，在预埋钢筋上端插入钢筋套筒后，通过拆卸第二螺栓26可将下安装部拆除。
31.所述的第一圆筒5和第二圆筒8的筒口位置均设有限位缩口，防止圆球体10从圆筒内脱出。
32.在吊装桥墩前，需要对预埋钢筋进行检查校直，在桥墩吊装定位时，需要三到四组
本定位装置同时使用，具体方法如下：当桥墩吊装到承台上方且距预埋钢筋顶部有20到30公分时，停止下降桥墩并保持该高度，然后将多组该装置安装在桥墩和承台之间，多组装置尽量在桥墩周向上分布均匀，如果是方形桥墩，则可以选择四角附近或四边中点附近的点位进行安装本定位装置，如果是圆形桥墩，则选择均匀分布的三到四个分散点位安装本定位装置；安装方法为：首先将定位套筒套在选定点位的预埋钢筋上，然后将竖杆上的两个锚固件插入与上述预埋钢筋对应的钢筋套筒的压浆孔和出浆孔内，空心滑杆17外端的限位轴肩18压紧竖板1外侧，向内旋拧第一螺栓20将多个瓣块19撑开压紧压浆孔或出浆孔的内壁，从而将竖板1锚固在桥墩的侧壁，然后将定位块4上的安装板22插入安装槽21内，向上拧第二锁紧螺钉23推动定位块4上移直到压紧，定位块4尖端插入桥墩下端的钢筋套筒内实现定位块4与钢筋套筒的对位，然后拧紧第一锁紧螺钉3将第一水平杆2锁紧，此时将第二锁紧螺松开将定位块4拆下。
33.多组定位装置均安装完全后，便可继续下放桥墩，桥墩在下放过程中，在导向连接杆的导向作用下，第一圆筒5会被向与第二圆筒8对正的位置推移，在上安装部随桥墩下压时，圆球体10向圆筒底部移动，直到圆球体10抵住并挤压柱塞11，此时由于圆球体10在第一圆筒5和第二圆筒8内仍然具有小幅度的转动自由度，因此第一圆筒5和第二圆筒8可能存在小幅错位，在柱塞11挤压液压油的作用下，液压油的压力作用在活塞13上将定位销14从活塞13孔12内顶出，定位销14经喇叭口插入销孔16内，定位销14完全插入销孔16内后，导向连接杆只能处于竖直状态不在具有摆动的自由度，因此也实现了第一圆筒5和第二圆筒8的上下对正，则第一水平杆2和第二水平杆6必定处于平行状态，又因为定位块4与第一圆筒5间的距离等于定位套管7与第二圆筒8间的距离，因此若定位块4未拆下，定位块4与定位套管7也处于对正状态，也即预埋钢筋与钢筋套筒处于对正状态，此时预埋钢筋的头部插入钢筋套筒内1到2公分，此时便可将定位套管7上的第二螺栓26拆下将下安装部从预埋钢筋上取下，将第一螺栓20向外拧使锚固件从开，将上安装部从桥墩上取下，然后继续将桥墩下放到位即可。
34.使用本定位装置对桥墩进行吊装，在桥墩下放过程中先通过导向连接杆实现桥墩的粗略牵拉定位，再利用桥墩自重产生液压力将定位销14推出，利用定位销14与销孔16实现桥墩的精确定位，完全实现桥墩的自动牵拉定位，使预埋钢筋与钢筋套筒对正，不需人为反复观测调整桥墩位置，同时也不受桥墩晃动的影响，省时省力，能够大大缩短桥墩的吊装作业时间，提高施工效率，而且，本技术定位精确，使预埋钢筋与钢筋套筒实现精准对心，不会因为预埋钢筋在钢筋套筒内具有活动余量而使桥墩具有少量的偏心余量，提高了桥墩的吊装精度。