一种灌注桩钢筋笼连接自动同步拧紧装置的制作方法

本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种灌注桩钢筋笼连接自动同步拧紧装置。

背景技术：

近年来随着我国经济建设的不断发展，灌注桩应用愈来愈多。为保障桩内纵向钢筋间受力的有效传递，钢筋笼与钢筋笼之间的纵向钢筋连接就显得至关重要。传统的钢筋笼之间的连接技术，如焊接连接、套筒连接仍具有许多不足之处：焊接连接工作量较大、受多种环境因素的影响，存在一些不稳定因素，例如工地电容量不足，电压不稳定会影响焊接质量，某些地区气候潮湿、气温过低、钢材化学成分不稳定等因素也影响接头质量；套筒连接虽然受环境影响因素较少，但由于套筒拧紧工作量大、且不能同时操作，大量消耗工作时间的同时，钢筋连接性能也很难得到有效保证。

技术实现要素：

针对现有技术的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种灌注桩钢筋笼连接自动同步拧紧装置，其可实现机械化连接，施工过程简便，操作受环境影响因素少，在满足钢筋笼纵向受力有效传递的同时，能够减少资源浪费、节约成本、缩短工期。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种灌注桩钢筋笼连接自动同步拧紧装置，包括上圆环活动托盘和下圆环活动托盘，所述的上圆环活动托盘和下圆环活动托盘上均安装有拧紧器，所述的上圆环活动托盘连接有上弧形卡槽，所述的下圆环活动托盘连接有下弧形卡槽，所述的上弧形卡槽连接有上部伸缩连接构件，所述的下弧形卡槽连接有下部竖向支架，所述的上部伸缩连接构件和下部竖向支架之间安装有竖向伸缩钢筋，下部竖向支架中部设有U型钢筋笼支撑架，所述的U型钢筋笼支撑架通过竖向孔洞与下部竖向支架连接，所述的齿轮套筒安装在钢筋笼的纵向钢筋端部。所述的齿轮套筒包括齿轮一、螺纹和对准槽，所述的齿轮一为长条状，且齿轮一等间距地分布在齿轮套筒的外壁，所述的螺纹位于齿轮套筒的内壁，所述的对准槽位于齿轮套筒的端部内侧。

所述的拧紧器包括带有电线的动力源，所述的动力源的下方设有带螺栓螺纹的固定螺栓，且动力源连接有减速机构，所述的减速机构连接有扭矩传感器，所述扭矩传感器连接有拧紧端部，所述的拧紧端部为齿轮二，所述的齿轮二与齿轮一啮合。

所述的上圆环活动托盘和下圆环活动托盘的结构相同，所述的上圆环活动托盘包括左部和右部，所述的左部和右部通过活动螺栓连接，且左部和右部上均设有若干个固定槽，所述的若干个固定槽均匀地分布在左部和右部上。

所述上弧形卡槽和下弧形卡槽的结构相同，所述的上弧形卡槽的中部预留有弧形凹槽，且上弧形卡槽的上部设有若干个阀栓一，若干个阀栓一均匀地分布在上弧形卡槽上。

所述的U型钢筋笼支撑架包括U型钢架，所述U型钢架的端部通过螺栓连接有中部支撑钢件，所述中部支撑钢件通过阀栓二连接有端部中空支撑钢架，所述端部中空支撑钢架设有底部支座。

所述的上部伸缩连接构件包括弧形围护钢板一，所述弧形围护钢板一的端部与弧形卡槽连接，弧形围护钢板一的表面等间距的分布有若干个竖向伸缩钢筋。

所述的下部竖向支架包括预留有固定槽的底座，所述底座上设有带竖向孔洞的弧形围护钢板二，所述的弧形围护钢板二上均匀分布有支撑钢筋筒，所述支撑钢筋筒与底座之间设有支护钢筋，所述支撑钢筋筒上安装有锁定阀栓。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的灌注桩钢筋笼连接自动同步拧紧装置，改变了传统的钢筋直螺纹套筒施工方式，在施工现场设置该装置，实现施工自动化，操作流程规范化，施工方式标准化。使用该装置进行施工可以避免人工因素、环境因素对工程质量的影响，使钢筋笼连接无需花费大量人力物力、可靠性高、操作便捷，一定程度上提高了施工效率，达到压缩工期、节约施工成本的目的。同时，该装置可以实现上下钢筋笼每根钢筋可以同步同时进行套筒拧紧连接，避免了传统上下钢筋笼每根钢筋不同步连接带来的钢筋笼偏位现象。

附图说明

图1和2为齿轮套筒结构示意图；

图3和4为拧紧器结构示意图；

图5和6为圆环活动托盘结构示意图；

图7和8为弧形卡槽结构示意图；

图9为U型钢筋笼支撑架结构示意图；

图10为上部伸缩连接构件结构示意图；

图11为下部竖向支架结构示意图；

图12和13为钢筋直螺纹自动拧紧装置整体示意图；

图14和15为工作状态示意图；

其中：1-齿轮套筒，11-齿轮一，12-螺纹，13-对准槽，2-拧紧器，21-齿轮二，22-扭矩传感器，23-减速构件，24-动力源，25-固定螺栓，26-螺栓螺纹，27-电线，28-插头，3a-上圆环活动托盘，3b-下圆环活动托盘，31-活动螺栓，32-固定槽，33-左部，34-右部，4a-上弧形卡槽，4b-下弧形卡槽，41-阀栓一，42-弧形凹槽， 5-U型钢筋笼支撑架，51-U型钢架，52-螺栓，53-中部支撑钢件，54-阀栓二，55-端部中空支撑钢架，56-底部支座，6-上部伸缩连接构件，61-弧形围护钢板一，62-竖向伸缩钢筋，7-下部竖向支架，71-底座，72-固定槽，73-弧形围护钢板二，74-竖向孔洞，75-支护钢筋，76-支撑钢筋筒，77-锁定阀栓。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1-15所示，本实用新型的灌注桩钢筋笼连接自动同步拧紧装置，包括：齿轮套筒1、拧紧器2、上圆环活动托盘3a、下圆环活动托盘3b、上弧形卡槽4a、下弧形卡槽4b、U型钢筋笼支撑架5、上部伸缩连接构件6和下部竖向支架7。

齿轮套筒1用于灌注桩钢筋笼纵向钢筋螺纹连接，拧紧器2通过自身下部螺栓与上下两个圆环活动托盘连接，上下两个圆环活动托盘通过阀栓一41固定在上下两个弧形卡槽上，两个弧形卡槽分别焊接在上部伸缩连接构件6和下部竖向支架7上， U型钢筋笼支撑架5通过预留孔洞与下部竖向支架7连接，上部伸缩连接构件6通过锁定阀栓77固定其上的三根竖向钢筋与下部竖向支架7连接，下部竖向支架7通过其上固定槽72用螺栓固定在钻机平台上。

齿轮套筒1由齿轮一11、螺纹12和对准槽13组成。齿轮套筒1内径略大于竖向钢筋直径，齿轮一11分布在齿轮套筒1外侧成长条竖状均匀等距环绕分布，与拧紧器2端部齿轮匹配使用。螺纹12分布在齿轮套筒1内侧，上下两部分方向相反。对准槽13留设在其内侧的上下端部，用于钢筋位置对准使用。

拧紧器2通过自身下部螺栓与上下两个圆环活动托盘连接，拧紧器2由齿轮二21、扭矩传感器22、减速机构23、动力源24、固定螺栓25、螺纹26和电线27组成。齿轮二21均匀分布有突起的齿轮，与齿轮套筒1上突出的齿轮一11的个数与间距相匹配。靠近齿轮二21依次为扭矩传感器22、减速机构23、动力源24，扭矩传感器22可以检测齿轮二21的扭矩。减速构件23可以减缓齿轮二21转动的速度。动力源24为整个拧紧器2提供动力。固定螺栓25在装置尾部动力源24的下侧，固定螺栓25末端预设有螺纹26，用于螺母固定使用。电线27与动力源24相连，所有拧紧器2通过电线27串联连接。整个拧紧器2装置通电后通过尾部动力源24先提供动力使齿轮二21产生一定扭矩，通过扭矩传感器22监测到扭矩达到一定值时，启动减速构件23，通过减速构件23使装置最终停止转动。

上圆环活动托盘3a和下圆环活动托盘3b的结构相同，上圆环活动托盘3a包括左部33和右部34，左部33和右部34通过活动螺栓31上下叠错连接，且左部33和右部34上均设有四个等距固定槽32，四个固定槽32均匀对称地分布在左部33和右部34上，大小与拧紧器2的固定螺栓25相匹配，固定槽32的形状为矩形，拧紧器2固定在其上，方便拧紧器2的前后位置可以灵活调整。上圆环活动托盘3a固定在下部竖向支架7顶部，下圆环活动托盘3b固定在下部竖向支架7中部。根据不同灌注桩直径大小及钢筋笼的直径预设圆环活动托盘的内径大小，根据竖向钢筋的根数及位置确定拧紧器2与固定槽32的个数及位置，使该装置在钢筋笼套筒接口处可以匹配使用。

上弧形卡槽4a和下弧形卡槽4b的结构相同，其上部均匀分布有三个阀栓一41，弧形卡槽内侧中部预留弧形凹槽42，弧形卡槽变形量可忽略不计，且方便其与上部伸缩连接构件6和下部竖向支架7焊接固定。

U型钢筋笼支撑架5由U型钢架51、螺栓52、中部支撑钢件53、阀栓二54、端部中空支撑钢架55与底部支座56组成。U型钢架51穿过下部竖向支架7上的两个竖向孔洞活动连接，U型钢架51端部通过螺栓52与中部支撑钢件53连接，中部支撑钢件53通过阀栓二54与端部中空支撑钢架55连接，中空支撑钢架55的内部中空部位略大于支撑钢件53的形状，以方便支撑钢件53可以在中空支撑钢架55内移动。底部支座56焊接在中空支撑钢架55端部成方形状，可通过调整中部支撑钢件53伸缩长度把底部支座56放置在钻机平台上。

上部伸缩连接构件6由弧形围护钢板一61与三根竖向伸缩钢筋62组成。弧形围护钢板一61上端与弧形卡槽焊接连接，弧形围护钢板一61表面均匀等距分布三根竖向伸缩钢筋62，构件焊接连接，可增加上部伸缩连接构件6整体刚度。

竖向支架7由底座71、固定槽72、弧形围护钢板二73、竖向孔洞74、支护钢筋75、支撑钢筋筒76与锁定阀栓77组成。底座71在整个竖向支架7的最底部，成缺圆心角的扇形。固定槽72靠近底座外弧边内侧，两个固定槽72分别均匀等距与外弧边同向分布。弧形围护钢板二73垂直固定在底座71扇形的内弧边。竖向孔洞74在弧形围护钢板二73中部位置，成左右对称分布。两根支护钢筋75，其上端分别斜支撑在支撑钢筋筒76中部位置，其下端分别固定在底座71两对角端部。三个支撑钢筋筒76垂直固定在底盘71上，内径略大于伸缩钢筋62的直径，三个支撑钢筋筒76中下部一侧同时固定在弧形围护钢板二73上。锁定阀77分布在三个支撑钢筋筒76 上端端部。

具体实例

某工程±0.00为绝对标高+5.00m，该工程地区自然地面相对标高-0.20m，绝对标高+4.80m，该装置最低高程+1.50m，钻机平台绝对标高为+0.50m，灌注孔径为800mm，桩长24m，三节钢筋笼，每节钢筋笼长8m，箍筋与加强筋为HPB235，直径为8mm，纵向钢筋为HRB335，直径为24mm。

结合图1-图9所示，本装置具体使用步骤如下：

（1）将组装好的自动拧紧装置固定在钻机平台上。通过调整螺栓在固定槽72的位置，将圆环活动托盘与桩孔圆心位置对准，并将竖向支架底座71与钻机平台钢梁通过螺栓固定，并调整装置最初标高至+1.55m。

（2）吊入第一节钢筋笼并暂时定位。将圆环活动托盘的半圆弧装置围绕一端活动螺栓31旋转180°，再用吊车将第一节钢筋笼吊入制作好的桩孔位置，留置钢筋笼端部高出地面+1.20m处，将U型钢筋笼支撑架5穿过第一节钢筋笼的加强筋HPB235，弯折中部支撑钢件53成垂直分布，通过调整中部支撑钢件53的长度并用阀栓二54固定，来微调第一节钢筋笼的固定位置，使第一节钢筋笼钢筋端部与圆环活动托盘等高分布。

（3）将齿轮套筒1初步固定在钢筋笼上端每根钢筋上。分别将齿轮套筒1下部对准钢梁笼的每根HPB335的纵向钢筋上部并旋转两至三圈，使齿轮套筒1初步固定在第一节钢筋笼上端。

（4）吊入第二节钢筋笼，并将其用齿轮套筒1初步固定。用吊车将第二节钢筋笼纵向钢筋对准第一节钢筋笼上端的每个齿轮套筒1，并再次将每个齿轮套筒1旋转两至三圈，使第一节钢筋笼与第二节钢筋笼的每根HPB335的纵向钢筋通过齿轮套筒1初步连接。

（5）闭合上下两个圆环活动托盘。将圆环活动托盘的半环形的托盘围绕一端活动螺栓31旋转180度，使圆环活动托盘环绕钢筋笼分布。

（6）将每个拧紧器2与每个齿轮套筒1的齿轮相互连接。首先，通过调整上部伸缩连接构件6的位置，并用锁定阀栓77固定，使其上部圆环活动托盘3与第一节钢筋笼钢筋上部节点等高分布。其次，通过旋转上下两个圆环活动托盘的位置，并用阀栓一41固定使每个拧紧器2对准每根竖向钢筋。再次，通过调整圆环活动托盘上的拧紧器2在的位置，并用固定槽32将其固定，使每个拧紧器2与套筒齿轮可以相互咬合连接。

（7）将拧紧器2的电动源24通过插头28接通电源，通过动力源24使每个拧紧器2把每个齿轮套筒同时拧紧。所有拧紧器2串联接通电源后，动力源24转动带动拧紧器2的齿轮二21转动，再带动齿轮套筒1转动，至上下钢筋笼HPB335的纵向钢筋通过齿轮套筒1连接时，扭矩逐步会达到一定值，通过扭矩传感器22测得扭矩达到一定值时启动减速机构23，最终使电机停止转动，达到刚好拧紧的目的。

（8）打开上下两个圆环活动托盘3的半环形的托盘，将U型钢筋笼支撑架水平折起并收回到弧形围护钢板二73处，吊起第二节钢筋笼，并使其下沉至离地面0.5-1m的位置，用U型钢筋笼支撑架5穿过第二节钢筋笼的加强筋HPB235，重复以上第二步至第七步至钢筋笼全部吊入为止。

（9）完成全部钢筋笼连接后，进入下一道工序。

上面所述的实例仅仅对本实用新型的优选实施方案进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。