螺纹连接杆件断杆钻取装置及其施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，特别是一种螺纹连接杆件的施工装置和施工方法。

背景技术：

目前对于大型或超大型设备的机架、塔架，包括风力发电机、风力涡轮机、输电线街道照明和信号装置、桥梁支座、商业招牌、高速公路招牌、滑雪缆车等建筑均采用现场搭建的混凝土基础支撑，为了保证结构受力更稳定，往往会使用螺纹连接杆件，例如预应力锚栓、预应力锚杆，但是在具体施工过程中，由于一些特殊情况或者杆件质量问题，有些杆件直接断裂在结构中，以风力发电机塔为例，锚笼环式基础中会环形布置两圈预应力锚栓，当杆件断裂后，由于杆件长度过长、而且操作空间有限，断裂的杆件位于套筒下部不易取出，常规施工中，往往就只能任其留置在结构里面，造成一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种螺纹连接杆件断杆钻取装置及其施工方法，要解决螺纹连接杆件在结构中断杆无法取出的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种螺纹连接杆件断杆钻取装置，包括钻杆，所述钻杆的端部可拆卸连接有钻头或者取杆接头；所述钻杆是由一组杆节依次可拆卸连接而成的，所述杆节上套接有环形的限位件。

所述钻杆为直柄钻杆，其末端通过直柄夹具与钻机底座连接。

所述杆节的一端中心开有螺纹盲孔、另一端中心对应设有螺纹接头，相邻的杆节之间螺纹连接。

所述杆节的长度有200mm、300mm 、500mm以及1000mm四种规格，不同规格的杆节相互拼接形成各种长度的钻杆，使用方便，适应性强。

所述限位件为轴承或轴套，套接在杆节的杆身上、其与杆节过盈配合连接。

所述钻头包括中心钻、麻花钻和丝锥，所述中心钻、麻花钻和丝锥的末端均连接有一个底座，所述底座上开有与杆节螺纹接头配合使用的连接孔。

所述底座上垂直连接有护套，所述护套位于钻头外侧、且末端不小于钻头尖端位置。

所述取杆接头包括转接底座和设置在转接底座上的螺纹头，所述转接底座上对应开有与杆节螺纹接头配合使用的连接孔。

所述限位件为限位套筒，所述限位套筒的一部分与一杆节所述杆节的一的一端端焊接或者过盈配合，另一部分与相邻杆节螺纹连接；所述杆节的一端为自由端、另一端对应设有连接有与限位套筒，另一端端头设有配合的外螺纹，相邻的杆节之间通过限位套筒和外螺纹配合螺纹连接。

所述钻头包括中心钻、麻花钻和丝锥，所述中心钻、麻花钻和丝锥的末端均连接有一个底座，所述底座上开有与杆节端头外螺纹配合使用的连接孔。钻头的中心钻长度10mm,钻头长度为50mm,丝锥长度为30mm,钻孔深度为50mm。

所述底座上垂直连接有护套，所述护套位于钻头外侧、且末端不小于钻头尖端位置；所述取杆接头包括转接底座和设置在转接底座上的螺纹头，所述转接底座上对应开有与杆节端头外螺纹配合使用的连接孔。

所述护套的末端为尖端或者圆滑弧面。

一种如所述的螺纹连接杆件断杆钻取装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤一，将杆件的上部断杆从结构上的施工孔中取出。

步骤二，检测上部断杆的断裂情况，判断钻杆的下放长度。

步骤三，选择一组合适的杆节，并将钻头与第一节杆节连接。

步骤四，将连接好的钻头和杆节垂直下放到施工孔中。

步骤五，第一节杆节下放将尽时，将第二节杆节与第一节杆节连接。

步骤六，重复步骤四和步骤五，将全部杆节连接完成，钻头下放至留置断杆的上端面位置。

步骤七，将最后一节杆节与钻机底座连接。

步骤八，启动钻机，先利用中心钻利用钻头在留置断杆上钻定位孔。

步骤九，定位孔钻孔完成后，关闭钻机，取出杆节钻杆，将中心钻更换为麻花钻钻头，并将钻头拆卸。

步骤十，下放钻杆，启动钻机，利用麻花钻在留置断杆上钻底孔。

步骤十一，底孔完成后，关闭钻机，取出钻杆，将麻花钻从钻杆端部拆除。

步骤十二，吊放磁铁进入施工孔内将铁屑吸出。

步骤十三，取出磁铁，将丝锥连接在第一节杆节上，并下放至留置断杆的上端面位置，启动钻机，利用丝锥在底孔内套丝。

步骤十四，套丝完成后，关闭钻机，取出钻杆，将丝锥从钻杆端部拆除取出更换为取杆接头。

步骤十五，并下放至留置断杆的上端面位置，启动钻机，使取杆接头旋入孔内；

步骤十六，取杆接头带动留置断杆转动，脱离留置断杆末端的紧固螺母；

步骤十七，取出杆节、取杆接头和留置断杆。

步骤十八，重新安装新的杆件，即可完成整个施工。

所述杆节上连接有环形的限位件，所述限位件的外径与施工孔的直径相适应。

所述杆节通过限位套筒连接，所述限位套筒的外径与施工孔的直径相适应。

所述钻头底座上的护套外径与施工孔的直径相适应、内径与留置断杆直径相适应。

施工中，为了避免丝锥攻丝的的过程中断裂，采用以下办法：

1、底孔直径不应超过留置断杆直径的50%，且底孔应大于标准底孔的5%-8%，如M20的标准底孔，其标准螺距为2.5，则底孔尺寸应为18.5～19mm，目的是加大底孔防止丝锥断裂。

2、丝锥外露尺寸尽量短，中心钻的长度为不超过10mm,钻头整体长度为50mm左右,丝锥的长度不超过30mm,钻孔深度为50mm。

3、丝锥经退火处理降低强度。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

对于预应力施工而言，当杆件发生断裂时，由于螺纹连接杆件的施工孔尺寸狭小，施工孔深度超过3米，直径却不足50mm，因此，留置断杆基本无法取出，本发明利用断杆钻取装置可以将留置在结构施工孔中的留置断杆取出，实现螺纹连接杆件的更换，消除了施工隐患，同时节省了大量的维修费用，提高了经济价值。

本发明设计了由杆节组装而成的钻杆，通过不同长度的杆节的拼接，适应性的改变钻杆长度，更有针对性的完成钻杆下放，确保施工的便捷性和有效性；钻头和取杆接头均与杆节可拆卸连接，实现了两者之间的转换，先用钻头在留置断杆上钻孔，再用取杆接头实现留置断杆的取出，两者配合紧密，有效确保施工效率和施工效果；钻头上的护套设计，防止了在钻孔过程中周围结构造成的破坏，有效保证结构的稳定性；杆节上的限位件的设计，确保在钻孔过程中钻杆不过左右晃动偏离钻心位置，确保钻孔的准确性，方便后期取杆接头的准确定位。

本发明可广泛应用于螺纹连接杆件断杆取出更换。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是图1中A部分的放大结构示意图。

图3是本发明实施例一的钻杆与钻头或取杆接头的连接结构示意图。

图4是本发明实施例二的钻杆与钻头或取杆接头的连接结构示意图。

附图标记：1－钻头、2－钻杆、3－杆节、4－轴承或轴套、5－钻机底座、6－护套、7－取杆接头、8－留置断杆、9－施工孔、10－结构、11-限位套筒。

具体实施方式

实施例一参见图1所示，这种螺纹连接杆件断杆钻取装置，包括钻机底座5和连接在钻机底座5上的钻杆2，所述钻杆2的端部可拆卸连接有钻头1或者取杆接头7；所述钻杆2是由一组杆节3依次可拆卸连接而成的。

所述钻杆2为直柄钻杆，其末端通过直柄夹具与钻机底座5连接。

所述杆节3的一端中心开有螺纹盲孔、另一端中心对应设有螺纹接头，相邻的杆节3之间螺纹连接；所述杆节3的长度要求有200mm、300mm、500mm和1000mm等规格；所述杆节3上套接有环形的限位件；所述限位件为轴承或轴套4，套接在杆节3的杆身上、其与杆节3过盈配合连接。

参见图2所示，所述钻头包括中心钻、麻花钻和丝锥，所述中心钻、麻花钻和丝锥的末端均连接有一个底座，所述底座上开有与杆节螺纹接头配合使用的连接孔；所述底座上垂直连接有护套6，所述护套位于钻头外侧、且末端不小于钻头尖端位置。

参见图3所示，所述取杆接头7包括转接底座和设置在转接底座上的螺纹头，所述转接底座上对应开有与杆节螺纹接头配合使用的连接孔。

一种如所述的螺纹连接杆件断杆钻取装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤一，将杆件的上部断杆从结构上的施工孔中取出。

步骤二，检测上部断杆的断裂情况，判断钻杆2的下放长度。

步骤三，选择一组合适的杆节3，并将钻头1与第一节杆节连接。

步骤四，将连接好的钻头和杆节垂直下放到施工孔中。

步骤五，第一节杆节下放将尽时，将第二节杆节与第一节杆节连接。

步骤六，重复步骤四和步骤五，将全部杆节连接完成，钻头下放至留置断杆的上端面位置。

步骤七，将最后一节杆节与钻机底座连接。

步骤八，启动钻机，先利用中心钻利用钻头在留置断杆上钻螺纹定位孔。

步骤九，定位孔钻孔完成后，关闭钻机，取出杆节钻杆和，将中心钻更换为麻花钻钻头，并将钻头拆卸。

步骤十，下放钻杆，启动钻机，利用麻花钻在留置断杆上钻底孔。

步骤十一，底孔完成后，关闭钻机，取出钻杆，将麻花钻从钻杆端部拆除。

步骤十二，吊放磁铁进入施工孔内将铁屑吸出。

步骤十三，取出磁铁，将丝锥连接在第一节杆节上，并下放至留置断杆的上端面位置，启动钻机，利用丝锥在底孔内套丝。

步骤十四，套丝完成后，关闭钻机，取出钻杆，将丝锥从钻杆端部拆除取出更换为取杆接头。

步骤十五，并下放至留置断杆的上端面位置，启动钻机，使取杆接头旋入孔内。

步骤十六，取杆接头带动留置断杆转动，脱离留置断杆末端的紧固螺母；

步骤十七，取出杆节、取杆接头和留置断杆。

步骤十八，重新安装新的杆件，即可完成整个施工。

所述杆节上连接有环形的限位件，所述限位件的外径与施工孔的直径相适应。

所述钻头底座上的护套外径与施工孔的直径相适应、内径与留置断杆直径相适应。

施工中，为了避免丝锥攻丝的的过程中断裂，采用以下办法：

1、底孔直径不应超过留置断杆直径的50%，且底孔应大于标准底孔的5%-8%，如M20的标准底孔，其标准螺距为2.5，则底孔尺寸应为18.5～19mm，目的是加大底孔防止丝锥断裂。

2、丝锥外露尺寸尽量短，中心钻的长度为不超过10mm,钻头整体长度为50mm左右,丝锥的长度不超过30mm,钻孔深度为50mm。

3、丝锥经退火处理降低强度。

实施例二参见图4所示，与实施例一不同的是，所述限位件为限位套筒11，所述限位套筒11的一部分与一杆节的一端焊接或者过盈配合，另一部分与相邻杆节螺纹连接；所述杆节的一端为自由端、另一端对应设有连接有与限位套筒11，另一端端头设有配合的外螺纹，相邻的杆节3之间通过限位套筒11连接；所述杆节3的长度有200mm、300mm 500mm以及1000mm等规格，所述钻头包括中心钻、麻花钻和丝锥，所述中心钻、麻花钻和丝锥的末端均连接有一个底座，所述底座上开有与杆节端头外螺纹配合使用的连接孔；所述底座上垂直连接有护套6，所述护套位于钻头外侧、且末端不小于钻头尖端位置；所述取杆接头7包括转接底座和设置在转接底座上的螺纹头，所述转接底座上对应开有与杆节端头外螺纹配合使用的连接孔；所述杆节通过限位套筒连接，所述限位套筒的外径与施工孔的直径相适应。