一种隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工辅助设备技术领域，具体地说，是涉及一种隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置。


背景技术：

2.在隧道工程施工过程中，对二次衬砌施工的常规做法是先进行隧道仰拱(含弧形矮边墙)的施工，再进行仰拱填充的施工，最后进行二次衬砌的拱墙部分的施工。目前，隧道的二次衬砌分为有钢筋施工和无钢筋施工两种，其中，无钢筋施工要求在隧道仰拱施工出之后、拱墙部分施工之前，在矮边墙的顶部预埋接茬钢筋，而接茬钢筋预埋时，要求接茬钢筋外露出矮边墙顶部的高度保持一致、任意相邻的两根接茬钢筋间的间距相等、接茬钢筋的垂直度符合设计要求等。
3.然而，现有的接茬钢筋预埋施工存在以下缺点：
4.第一，为了较好的防止接茬钢筋下沉和/或歪斜，在实际施工过程中，接茬钢筋的预埋需要等到仰拱矮边墙的混凝土达到初凝后才设置；
5.第二，由于没有专门的辅助工具，导致工人实际在将接茬钢筋插入仰拱矮边墙的混凝土后，仍会存在接茬钢筋外露出矮边墙顶部的高度不一致、任意相邻的两根接茬钢筋间的间距不相等、接茬钢筋出现歪斜导致垂直度不符合设计要求等问题；
6.第三，由于接茬钢筋的预埋需要等到仰拱矮边墙的混凝土达到初凝后才设置，而仰拱矮边墙的混凝土达到初凝通常需要两小时左右，导致隧道的施工周期被拉长且施工效率较低。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种提高接茬钢筋施工效率，并使接茬钢筋的安装高度保持一致、任意相邻的两根接茬钢筋间的间距相等以及使接茬钢筋的垂直度符合设计要求的隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置。
8.为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置，其中，包括夹紧定位单元，夹紧定位单元包括固定杆、拉杆和锁紧组件，固定杆的侧部设置有多根限位管，多根限位管沿固定杆的长度方向等间距分布，限位管的第一轴向垂直于长度方向，拉杆平行于固定杆，拉杆安装在固定杆的顶部，拉杆在长度方向上相对固定杆滑动，拉杆上设置有多个卡爪，多个卡爪沿长度方向等间距分布，相邻两个卡爪之间的第一间距等于相邻两根限位管之间的第二间距，且一个卡爪可与一根限位管形成一个夹紧位，锁紧组件安装在固定杆或拉杆上，锁紧组件可限制拉杆相对固定杆滑动。
9.由上可见，拉杆用于驱动多个卡爪同时移动，以使每个卡爪与相对应的一根限位管形成夹紧位；夹紧位用于对接茬钢筋进行夹紧和定位，以使被夹紧定位单元夹紧的多根接茬钢筋的位置高度能够保持一致，使任意相邻的两根接茬钢筋之间的间距相等，以及防止接茬钢筋出现歪斜，使接茬钢筋的垂直度符合设计要求。此外，使用隧道仰拱矮边墙缝接
茬钢筋固定装置辅助接茬钢筋进行预埋施工可以不必等待仰拱矮边墙的混凝土达到初凝，从而更好的缩短隧道的施工周期，提高施工效率。
10.一个优选的方案是，限位管的顶端沿第一轴向延伸成型有限位部，限位部与限位管的顶端之间形成第一缺口，卡爪朝向第一缺口的一侧成型有第一凹槽，第一凹槽在第一轴向上贯穿卡爪，卡爪可移动至相对应的一根限位管的第一缺口内，使第一凹槽与限位部形成夹紧位；或限位管上设置有第二缺口，第二缺口与限位管的中部的通孔连通，卡爪朝向第二缺口的一侧成型有第二凹槽，第二凹槽在第一轴向上贯穿卡爪，卡爪可移动至相对应的一根限位管的第二缺口内，使第二凹槽与限位管的内壁形成夹紧位。
11.由上可见，上述结构设计能够防止当卡爪向限位管移动以对接茬钢筋进行夹紧时接茬钢筋发生翻转、歪斜，从而保证接茬钢筋预埋时的位置精度。
12.进一步的方案是，拉杆和卡爪均由钢材制成，拉杆与卡爪焊接固定。
13.由上可见，上述设计能够隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的制作更加的简单。
14.另一进一步的方案是，拉杆由钢材制成，卡爪由塑料材料或橡胶材料制成，卡爪与拉杆可拆卸地连接。
15.由上可见，上述设计能够使得隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置更加的轻量化，从而使得工人在将隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置安装至指定位置时更加的方便。
16.更进一步的方案是，拉杆上成型有多个环形凹槽，多个环形凹槽沿长度方向等间距分布，多个卡爪与多个环形凹槽一一对应，卡爪具有夹紧环部和爪部，一个卡爪的夹紧环部卡合在相对应的一个环形凹槽内，爪部沿夹紧环部的径向伸出夹紧环部，第一凹槽或第二凹槽成型于爪部上。
17.由上可见，上述设计使得拉杆与卡爪之间的装配更加的方便，同时能够避免卡爪的夹紧环部与固定杆发生摩擦，进而延长卡爪的使用寿命。
18.更进一步的方案是，夹紧环部的内圈成型有限位键，限位键沿长度方向延伸，环形凹槽的底部内凹成型有键槽，键槽沿长度方向延伸，夹紧环部的限位键卡合在相对应的一个环形凹槽的键槽内。
19.由上可见，上述结构设计能够防止卡爪绕拉杆的轴线相对拉杆转动，从而提高隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置对接茬钢筋进行夹紧的可靠性以及保证接茬钢筋的位置精度。
20.另一个优选的方案是，锁紧组件包括两颗锁紧螺母，两个锁紧螺母分别与拉杆的两端螺纹连接，且两个锁紧螺母可分别与固定杆的两端部邻接。
21.由上可见，当拉杆驱动卡爪向限位管移动以对限位管内的接茬钢筋进行夹紧后，调节两颗锁紧螺母以使两颗锁紧螺母分别与固定杆的两端部邻接，以在长度方向上对拉杆进行锁紧限位，防止拉杆在长度方向上相对固定杆移动，进而保证隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置对接茬钢筋进行夹紧的可靠性以及保证接茬钢筋的位置精度。
22.另一个优选的方案是，固定杆上设置有两块以上的固定块，拉杆上设置有两个以上的销孔，两个以上的销孔与两块以上的固定块一一对应，销孔的第二轴向平行于拉杆的径向，锁紧组件包括两颗以上的限位螺栓，一颗限位螺栓与一块固定块螺纹连接，且一颗限
位螺栓的螺杆可插入至相对应的一个销孔内。
23.由上可见，上述结构设计使得当拉杆驱动卡爪向限位管移动以对限位管内的接茬钢筋进行夹紧时，拉杆上的每个销孔正好与与其相对应的限位螺栓呈共轴设置，随后，调节限位螺栓向伸入至销孔内，以对拉杆进行限制，防止拉杆在长度方向上相对固定杆移动，进而保证隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置对接茬钢筋进行夹紧的可靠性以及保证接茬钢筋的位置精度。
24.另一个优选的方案是，夹紧定位单元还包括定位托架，定位托架具有支撑部和连接部，支撑部沿长度方向延伸，连接部与固定杆可拆卸地连接，当连接部安装至固定杆上时，连接部在第一轴向上相对固定杆滑动，在隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的高度方向上，支撑部位于限位管的下方。
25.由上可见，定位托架用于辅助工人调节接茬钢筋的预埋深度，以保证每根接茬钢筋的预埋深度保持一致。
26.进一步的方案是，夹紧定位单元的数量为两个，两个夹紧定位单元沿隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的宽度方向分布，且两个夹紧定位单元的固定杆固定连接。
27.由上可见，夹紧定位单元的数量可根据接茬钢筋的安装组数进行相适应的设置，以保证任意相邻的两根接茬钢筋之间的相对位置。
附图说明
28.图1是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第一实施例的结构图。
29.图2是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第一实施例的第一使用状态的局部结构图。
30.图3是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第一实施例的第二使用状态的局部结构图。
31.图4是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第二实施例的局部结构图。
32.图5是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第三实施例的结构图。
33.图6是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第三实施例的省略部分组件后的局部结构的分布图。
34.图7是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第三实施例的卡爪的结构图。
35.图8是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第四实施例的结构图。
36.图9是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第五实施例的结构图。
37.图10是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第五实施例的分解图。
38.图11是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第五实施例的使用状态的局部结构图。
39.图12是本实用新型隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第六实施的结构图。
40.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
41.隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第一实施例
42.参照图1，隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置用于同时对多根接茬钢筋101进行夹紧、定位，以保证多根接茬钢筋101预埋到隧道矮边墙的深度保持一致，即使得预埋后的多根接茬钢筋101外露出矮边墙顶部的高度保持一致，同时，保证任意两根接茬钢筋101间的间距相等，以及保证每根接茬钢筋101的垂直度均符合设计要求。隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置包括夹紧定位单元1，夹紧定位单元1包括固定杆11、拉杆12和锁紧组件13。
43.结合图2，固定杆11优选采用方形管，且固定杆11的顶部上安装有多个卡环111，多个卡环111沿固定杆11的长度方向x分布。此外，固定杆11的侧部设置有多根限位管14，多根限位管14沿长度方向x等间距分布，且限位管14的第一轴向z垂直于长度方向x。优选地，限位管14与固定杆11之间通过焊接进行固定连接。
44.限位管14的顶端设置有限位部141，限位部141沿第一轴向z自限位管14的顶端伸出，限位部141与限位管14的顶端之间形成第一缺口。限位部141的设置能够避免接茬钢筋101被夹紧时发生翻转、歪斜，从而保证接茬钢筋101预埋式时的位置精度。
45.拉杆12平行于固定杆11，拉杆12安装在固定杆11的顶部并穿过每一个卡环111，以使得卡环111能够将拉杆12限制在固定杆11的顶部并防止拉杆12从固定杆11上脱落，此外，在长度方向x上，拉杆12可相对固定杆11进行滑动。在本实施例中，拉杆12为实心圆管，以使得拉杆12相对固定杆11进行滑动时两者之间的摩擦力较小。
46.拉杆12上设置有多个卡爪15，多个卡爪15沿长度方向x等间距分布，且相邻两个卡爪15之间的第一间距等于相邻两根限位管14之间的第二间距。其中，一个卡爪15可与一根限位管14形成一个夹紧位10。优选地，卡爪15朝向第一缺口的一侧成型有第一凹槽151，第一凹槽151在第一轴向z上贯穿卡爪15。当拉杆12驱动其上的每个卡爪15在长度方向x上朝向与该卡爪15相对应的限位管14移动时，卡爪15可移动至相对应的一根限位管14的第一缺口内，并使得其上的第一凹槽151与限位部141形成夹紧位10。夹紧位10用于对插在限位管14内的接茬钢筋101进行夹紧，并实现对该接茬钢筋101的定位，以保证接茬钢筋101进行预埋时的高度位置、垂直度及接茬钢筋101间的间距。
47.此外，拉杆12和卡爪15均由钢材制成，且拉杆12与卡爪15之间通过焊接进行固定连接。该设计能够保证拉杆12和卡爪15均具有足够的强度及刚度，并使得隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的制作更加的简单。
48.锁紧组件13安装在拉杆12上，且锁紧组件13可限制拉杆12在长度方向x上相对固定杆11滑动。具体地，锁紧组件13包括两颗锁紧螺母131，两颗锁紧螺母131分别与拉杆12的两端螺纹连接，且两颗锁紧螺母131可分别与固定杆11的两端部邻接，进而在长度方向x上限制拉杆12相对固定杆11滑动，以保证隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置对接茬钢筋101夹紧的可靠性。其中，锁紧组件13的结构设计使得隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置能够对不同直径的接茬钢筋进行夹紧、定位。此外，在其他实施例中，拉杆12的结构也可被设置成如下：拉杆12的主体部分呈方形设置，而主体的两端处则分别设置有一根螺杆，螺杆平行于长度方向x，两颗锁紧螺母131分别与两根螺杆螺纹连接。
49.以下，结合图3对隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的使用进行简述：
50.当需要对接茬钢筋101进行夹紧、定位时，调节锁紧组件13的两颗锁紧螺母131，使
得拉杆12能够在长度方向x上相对固定杆11滑动。接着，在每根限位管14内均放置一根接茬钢筋101，并调节每根接茬钢筋101的高度位置，即根据接茬钢筋101的预设深度要求调节接茬钢筋101与固定杆11之间的相对位置。
51.当完成对每根接茬钢筋101的位置调节后，拉动拉杆12在长度方向x上相对固定杆11移动，以使拉杆12带动其上的每个卡爪15向与该卡爪15相对应的一根限位管14移动，进而使得该卡爪15通过其上的第一凹槽151与相对应的一根限位管14对限位管14内的接茬钢筋101进行夹紧，并实现对该接茬钢筋101的定位。接着，调节锁紧组件13，使得锁紧组件13的两颗锁紧螺母131分别与固定杆11的两端部邻接，以限制拉杆12在长度方向x上相对固定杆11移动，进而保证隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置能够对多根接茬钢筋101进行可靠地夹紧，并保证钢筋的位置精度。
52.当需要对接茬钢筋101进行预埋时，将隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置放置到指定位置，并使隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置与已浇筑出的矮边墙和/或仰拱模板进行连接，从而防止预埋后的接茬钢筋101的位置发生改变，从而保证接茬钢筋101的位置精度。
53.综上可见，本实用新型通过对隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的结构设计，使得在进行接茬钢筋预埋时，隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置能够保证多根接茬钢筋的位置高度保持一致，并使任意相邻的两根接茬钢筋之间的间距相等，以及防止接茬钢筋出现歪斜，保证接茬钢筋的垂直度符合设计要求。此外，使用隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置辅助接茬钢筋进行预埋施工可以不必等待仰拱矮边墙的混凝土达到初凝，从而更好的缩短隧道的施工周期，提高施工效率。
54.隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第二实施例
55.参照图4，本实施例与隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第一实施例的不同之处在于限位管的形状，具体地，限位管24上设置有第二缺口241，第二缺口241与限位管24的中部的通孔242连通。卡爪25朝向第二缺口241的一侧成型有第二凹槽251，第二凹槽251在限位管24的第一轴向z1上贯穿卡爪25。拉杆可驱动每个卡爪25移动至与该卡爪25相对应的一根限位管24的第二缺口241内，进而使该卡爪25上的第二凹槽251与限位管24的内壁形成夹紧位20。可见，限位管24的形状可根据设计需求进行相适应的调整。
56.隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第三实施例
57.参照图5至图7，本实施例与上述各实施例的不同之处在于拉杆32与卡爪35之间的连接结构设计。在本实施例中，拉杆32与卡爪35之间进行卡拆卸地连接，具体地，拉杆32上成型有多个环形凹槽321，多个环形凹槽321沿长度方向x2等间距分布，多个卡爪35与多个环形凹槽321一一对应。卡爪35具有夹紧环部351和爪部352，一个卡爪35的夹紧环部351卡合在相对应的一个环形凹槽321内，爪部352沿夹紧环部351的径向伸出夹紧环部351，第一凹槽或第二凹槽成型于爪部352上。优选地，卡爪35由塑料材料或橡胶材料制成。
58.通过将拉杆32与卡爪35之间设计成可拆卸的连接，并采用塑料材料或橡胶材料制成卡爪35，使得隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置更加的轻量化，从而便于工人将隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置移动至指定位置处进行安装；而通过在拉杆32上设置环形凹槽321以及对卡爪35的结构设计，使得拉杆32与卡爪35之间的装配更加的方便，同时能够避免卡爪35的夹紧环部351与固定杆发生摩擦，进而延长卡爪35的使用寿命。
59.进一步地，夹紧环部351的内圈成型有限位键3511，限位键3511沿长度方向x2延伸，环形凹槽321的底部内凹成型有键槽3211，键槽3211沿长度方向x2延伸，当夹紧环部351安装至环形凹槽321内时，夹紧环部351上的限位键3511卡合在环形凹槽321的键槽3211内。在夹紧环部351的内圈成型限位键3511以及在环形凹槽321的底部成型键槽3211，能够防止当夹紧环部351安装至环形凹槽321内后，卡爪35绕拉杆32的轴线相对拉杆32转动，从而提高隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置对接茬钢筋进行夹紧的可靠性以及保证接茬钢筋的位置精度。
60.隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第四实施例
61.参照图8，本实施例与上述各实施例的不同之处在于锁紧组件的结构设计及固定杆的部分结构设计。具体地，在本实施例中，固定杆41上设置有两块以上的固定块411，优选地，两块以上的固定块411沿长度方向x3分布，且固定块411与固定杆41之间采用焊接进行固定连接。拉杆42上设置有两个以上的销孔421，两个以上的销孔421沿长度方向x3分布，销孔421的第二轴向平行于拉杆42的径向，且两个以上的销孔421与两块以上的固定块411一一对应。
62.锁紧组件43包括两颗以上的限位螺栓431，一颗限位螺栓431与一块固定块411固定连接，且一根限位螺栓431的螺杆可插入至一个销孔421内。
63.当需要接茬钢筋进行夹紧、定位时，调节锁紧组件43的每颗限位螺栓431，将限位螺栓431的螺杆完全退出相对应的一个销孔421，使得拉杆42能够在长度方向x3上相对固定杆41滑动。接着，在每根限位管44内均放置一根接茬钢筋，并调节每根接茬钢筋的高度位置。
64.当完成对每根接茬钢筋的位置调节后，拉动拉杆42在长度方向x3上相对固定杆41移动，以使拉杆42带动其上的每个卡爪向与该卡爪相对应的一根限位管44移动，进而使得该卡爪通过其上的凹槽与相对应的一根限位管44对限位管44内的接茬钢筋进行夹紧，并实现对该接茬钢筋的定位。接着，调节锁紧组件43，使得锁紧组件43的每颗限位螺栓431的螺杆分别插入至相对应的一个销孔421内，以限制拉杆42在长度方向x3上相对固定杆41移动，进而保证隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置能够对多根接茬钢筋进行可靠地夹紧，并保证钢筋的位置精度。
65.隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第五实施例
66.参照图9至图11，本实施例与上述各实施例的不同之处在于，在本实施例中，夹紧定位单元5包括定位托架56，定位托架56具有连接部561和支撑部562，其中，连接部561上设置有滑槽5611，滑槽5611沿限位管54的第一轴向z5延伸，连接部561的数量为两个以上，两个以上的连接部561沿长度方向x5分布，且每个连接部561均与支撑部562固定连接。固定杆51上设置有两个以上的连接孔511，且两个以上的连接孔511与两个以上的连接部561一一对应。支撑部562支撑接茬钢筋501，且支撑部562沿长度方向x5延伸。此外，连接部561可通过固定螺栓57与固定杆51进行拆卸地连接。
67.当连接部561与固定杆51连接时，将固定螺栓57穿过连接部561的滑槽5611并与固定管上的连接孔511螺纹连接。当连接部561安装至固定杆51上后，在隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的高度方向上，支撑部562位于限位管54的下方。其中，高度方向平行于第一轴向z5。
68.需要将接茬钢筋501固定至隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置上时，先将定位托架56安装至固定杆51上，并根据接茬钢筋501所需预埋的深度调节支撑部562与固定杆51顶部之间的垂直高度，接着，将接茬钢筋501插入限位管54内并使接茬钢筋501的端部与支撑部562邻接，随后通过拉杆52、限位管54、卡爪55与锁紧组件53对接茬钢筋501进行夹紧、定位。当接茬钢筋501被夹紧、定位后，将定位托架56从固定杆51上卸下，随后将隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置放置到指定位置，以辅助接茬钢筋501的预埋施工。可见，定位托架56能够辅助工人调节接茬钢筋501的预埋深度，以保证每根接茬钢筋501的预埋深度保持一致。
69.隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置第六实施例
70.参照图12，本实施例与上述各实施例的不同之处在于，在本实施例中，夹紧定位单元61的数量为两个，两个夹紧定位单元61之间通过连接架62固定连接，其中，连接架62分别与两个夹紧定位单元61的固定杆611固定连接，优选地，连接架62与两根固定杆611之间通过焊接进行固定连接。此外，两个夹紧定位单元61沿隧道仰拱矮边墙缝接茬钢筋固定装置的宽度方向y分布。可见，夹紧定位单元61的数量可根据接茬钢筋的安装组数进行相适应的设置，以保证任意相邻的两根接茬钢筋之间的相对位置。
71.最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。