一种使预制承台与多根固定钢管桩相互定位的系统及其定位工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑工程中承台与管粧相互定位的技术领域，尤其是一种使预制承台与多根固定钢管粧相互定位的系统及其定位工艺。
【背景技术】
[0002]目前，我国跨海大桥、过江大桥的建设工程越来越多，其下部结构较多的采用高粧承台形式，对于高粧承台的传统施工工艺多为沉箱、围堰，其施工工艺、流程较为成熟，但存在投入大、施工周期长的缺点。
[0003]为了缩短施工周期，减少投入，近年来施工中探索出的预制装配式承台后拼装技术，也就是承台在工厂内预制，然后运输到现场拼装与打好的管粧相互装配和固连，这种施工流程可极大的缩短了施工周期，是今后该类结构施工的发展方向。
[0004]但是预制装配式构件的水中安装，最大困难在于构件的精确定位，传统的浮吊吊装的精度控制，无法有效满足设计和现行规范的要求，故装配式构件水中精确定位安装技术亟待解决。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种使预制承台与多根固定钢管粧相互定位的系统，其定位精度高、速度快，有效缩短工期，减少资金投入。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是:一种使预制承台与多根固定钢管粧相互定位的系统，包括吊架、水上定位机构、水下定位机构、液压栗站、主控机构和测量机构；吊架固连承台且可拆卸，承台在靠近其四个角落和中间位置设有多个竖向通孔与多根固定钢管粧相配合；
所述水上定位机构包括四个三维千斤顶，每个三维千斤顶安装在靠近承台角落的一根钢管粧的顶部，每个三维千斤顶包括一个固定座和设置在固定座上的一个可水平移位的移动座，移动座上安装有至少一根竖向油缸和至少三根第一水平油缸，每个三维千斤顶上的竖向油缸顶住吊架，每个第一水平油缸一端顶住固定座；
所述水下定位机构包括至少十二根第二水平油缸，承台在靠近角落的每个竖向通孔内表面上安装有至少三根第二水平油缸，每根第二水平油缸一端顶住固定钢管粧外表面；所述液压栗站用于驱动各油缸动作；所述测量机构把油缸活塞杆的位移参数和承台的空间坐标参数传送给主控系统，主控系统根据测量机构提供的参数设定各油缸活塞杆的移动数据并控制液压栗站动作来驱使一个油缸动作或多个油缸同时动作。
[0007]优选所述测量机构包括设置在每根油缸上的位移传感器和装在承台上的多个小棱镜及与多个小棱镜配合测量的全站仪。
[0008]进一步改进，所述移动座和固定座之间设置有减摩滑板。以降低移动座的滑动摩擦力，方便承台的水平移位。
[0009]进一步改进，所述移动座下部中间装有一静压油缸与减摩滑板相配合以锁定减摩滑板或打开减摩滑板。
[0010]优选每个三维千斤顶的移动座上安装有一根竖向油缸和四根第一水平油缸，四根第一水平油缸呈十字形分布；承台在靠近角落的每个竖向通孔内表面上安装有四根第二水平油缸，四根第二水平油缸处于竖向通孔内表面的同一横截面上，四根第二水平油缸中两根第二水平油缸沿横向分布、另外两根第二水平油缸沿纵向分布。
[0011]进一步改进，在安装三维千斤顶的钢管粧的顶部连接一承载构件，三维千斤顶上的固定座支撑在所述承载构件上。这样可以方便三维千斤顶的安装。
[0012]优选所述承载构件包括相互平行的上板和下板，上板和下板之间通过多个支撑板相连接，上板和下板之间还穿有多根拉杆，每根拉杆的上部旋接有上螺母，上螺母抵在上板的上端面，每根拉杆的下部旋接有下螺母，下螺母抵在下板的下端面，上板的中间位置开设有通孔；所述上板的外周边为圆形，所述下板外周边为圆形，下板的下端面上固连有相互交叉设置的多个加强板；下板处于钢管粧的内孔中，下板的上端面支撑三维千斤顶上的固定座，上板的下端面支撑在钢管粧顶部的端面上。
[0013]本发明还提供了利用上述系统的定位工艺，其包括以下步骤:
步骤一、利用吊架把承台吊至多根钢管粧上并使多根钢管粧穿过承台上多个竖向通孔，然后吊架支撑在四个三维千斤顶的竖向油缸上，实现初定位；
步骤二、吊架就位后，对承台的平面高程进行调整，使每个三维千斤顶上的第一水平油缸固定不动，通过测量机构测定承台四角坐标，主控系统根据承台四角坐标控制液压栗站动作来驱使四个三维千斤顶上的竖向油缸做异步顶升操作，使承台四角高程坐标处于同一水平面；然后通过四个三维千斤顶的竖向油缸同步顶升，使承台竖向坐标达到设计要求，接着锁定四个三维千斤顶的竖向油缸；
步骤三、使水上定位机构的第一水平油缸和水下定位机构的第二水平油缸的一个油缸动作或多个油缸动作，使承台做水平方向的扭转、横移或纵移，使承台四角水平坐标达到要求，锁定所有的第一水平油缸和第二水平油缸。
[0014]进一步，还包括步骤四、在钢管粧与承台墩身之间打入钢楔块抱紧。可以防止定位后的钢管粧和承台出现移动。
[0015]再进一步，还包括步骤五、在每根钢管粧外周面与承台竖向通孔之间焊接多个剪力键，使每个剪力键的竖向侧面固连在钢管粧外周面，使每个剪力键的底面固连在承台上；然后在不安装三维千斤顶的钢管粧外周面与承台竖向通孔之间灌注混凝土，使不安装三维千斤顶的钢管粧与承台固连在一起，接着拆除吊架、水上定位机构、和水下定位机构。通过剪力键和混凝土固连钢管粧和承台，进一步巩固定位成果。
[0016]本发明由于设置有与承台相固连的吊架、水上定位机构、水下定位机构、液压栗站、主控机构和测量机构，水上定位机构包括四个三维千斤顶，每个三维千斤顶包括一个固定座和设置在固定座上的一个可水平移位的移动座，移动座上安装有至少一根竖向油缸和至少三根第一水平油缸，每个三维千斤顶上的竖向油缸顶住吊架，每个第一水平油缸一端顶住固定座；所述水下定位机构包括至少十二根第二水平油缸，承台在靠近角落的每个竖向通孔内表面上安装有至少三根第二水平油缸，每根第二水平油缸一端顶住固定钢管粧外表面；主控系统可以根据测量机构提供的参数设定各油缸活塞杆的移动数据并控制液压栗站动作来驱使一个油缸动作或多个油缸同时动作；通过控制四个三维千斤顶上的竖向油缸做异步和同步顶升、下降，可实现承台升降、侧滚和俯仰，控制四个三维千斤顶上第一水平油缸和水下定位机构上的第二水平油缸动作可实现承台的扭转、横移和纵移。因此可以在一定范围内快速调整承台的空间坐标，实现承台与钢管粧之间的定位，其定位精度高、速度快，可有效缩短工期，减少资金投入。
[0017]本发明可在海洋环境和江河中应用，对大型承台构件进行快速定位，应用范围较为广泛。
【附图说明】
[0018]图1是本发明主视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明三维千斤顶与承载构件及钢管粧顶部相互配合俯视图；
图4是图3的B-B剖视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0020]图1至图4所示，一种使预制承台与多根固定钢管粧相互定位的系统，包括吊架
1、水上定位机构、水下定位机构、液压栗站、主控机构和测量机构；吊架I固连承台2且可拆卸，承台2在靠近其四个角落和中间位置设有六个竖向通孔21与六根固定钢管粧3相配合；
所述水上定位机构包括四个三维千斤顶4，每个三维千斤顶4安装在靠近承台2角落的一根钢管粧3的顶部，在安装三维千斤顶4的钢管粧3的顶部连接一承载构件5，所述承载构件5包括相互平行的上板51和下板52，上板51的外周边为圆形，下板52外周边为圆形，上板51的中间位置开设有通孔511，上板51和下板52之间通过多个支撑板53相连接，上板51和下板52之间还穿有多根拉杆54，多个支撑板53和多根拉杆54沿上板51和下板52的周向均匀分布，每根拉杆54的上部旋接有上螺母541，上螺母541抵在上板51的上端面，每根拉杆54的下部旋接有下螺母，下螺母抵在下板52的下端面，下板52处于钢管粧3的内孔中，上板51的下端面支撑在钢管粧3顶部的端面上，下板52的下端面上固连有相互交叉设置的多个加强板55 ；
每个三维千斤顶4包括一个固定座41和设置在固定座41上的一个可水平移位的移动座42，移动座42上安装有一根竖向油缸43和四根第一水平油缸44，四根第一水平油缸44呈十字形分布，每个三维千斤顶4上的竖向油缸43活塞杆顶住吊架1，每个第一水平油缸44活塞杆一端顶住固定座41 ；
所述移动座42和固定座41之间设置有减摩滑板45 ;
所述移动座42下部中间装有一静压油缸46与减摩滑板45相配合以锁定减摩滑板45或打开减摩滑板45 ;
所述固定座41支撑在所述下板52的上端面。
[0021]所述水下定位机构包括十六根第二水平油缸6，承台2在靠近角落的每个竖向通孔21内表面上安装有四根第二水平油缸6，四根第二水平油缸6处于竖向通孔21内表面的同一横截面上，四根第二水平油缸6中两根第二水平油缸6沿横向分布、另外两根第二水平油缸6沿纵向分布，四根第二水平油缸6可借助安装架61安装在承台2靠近角落的竖向通孔21内表面上，在承台2的竖向通孔21内表面上对应位置预埋钢板，每根第二水平油缸6的缸体利用螺栓与预埋钢板固连，然后每根第二水平油缸6活塞杆的一端顶住固定钢管粧3外表面。
[0022]所述测量机构包括设置在每根油缸上的位移传感器7和装在承台2上的多个小棱镜及与多个小棱镜配合测量的全站仪，位移传感器7装在每根油缸缸体的底部，位移传感器7检测油缸活塞杆的移动距离，装在承台2上的多个小棱镜及与多个小棱镜配合测