专利名称：大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种可调节大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓的安装精度的定位架，以及应用了这种定位架的大型钢柱、设备基础固定螺栓的安装施工方法。
背景技术：
在许多工业与民用建筑中，大型钢柱和设备基础越来越多，安装精度要求也越来越高，对土建预埋的固定螺栓(即大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓)的安装精度要求也相应大大提高，以某工程柱脚螺栓的安装为例，每个柱脚共20根柱脚螺栓，每根柱脚螺栓直径为Φ 80mm,长3450mm，重136Kg，整组钢柱脚螺栓共重2. 7吨，每组柱脚螺栓的安装精度允许偏差士2mm，同组螺栓各螺栓中心之间的相对位移偏差为士 1mm。传统的固定螺栓(即大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓)的固定方法是用型钢组装成型钢骨架，即对固定螺栓精确测量后与型钢骨架焊成整体，型钢骨架与模板或基层连接牢固。这种方法看似很牢靠，但在实际的应用过程中会发现，不管安装时定位如何精确，但在浇筑混凝土的过程中由于混凝土流动、振动器等施工机械震动和人员走动等因素的影响，固定螺栓总会受到以上各种因素的震动而产生轻微位移，这种位移只要产生1mm，就会造成螺栓安装精度超出设计要求，造成以后大型钢柱或设备基础安装困难，所以急需改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架及其施工方法，要解决大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓在混凝土浇筑施工时定位不准确的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，包括放置固定螺栓用的支撑框架，该支撑框架通过混凝土垫块放置在垫层上，其特征在于支撑框架的外侧围有型钢支架，该型钢支架包括间隔分布的立杆、连接在相邻两立杆之间的连接杆、通过连接螺栓可拆卸连接在立杆上端部之间的型钢支架顶部边框、以及连接在型钢支架顶部边框上的定位套架搭放平台，所述立杆的下端也通过混凝土垫块放置在垫层上，立杆还通过支撑框架固定杆件与支撑框架固定连接。所述定位套架搭放平台上放置有固定螺栓定位套架，固定螺栓定位套架上开有定位孔，所述型钢支架顶部边框上设有构件一，构件一上开有竖向长孔，所述固定螺栓定位套架上设有构件二，构件二上开有与竖向长孔相对的横向长孔，所述竖向长孔与所述横向长孔之间穿有水平螺杆，并且水平螺杆通过水平调节螺母与构件一和构件二连接。所述连接杆可为横杆和/或斜向连接杆。所述定位套架搭放平台可由交叉连接的横杆和纵杆组成。所述构件一可为间隔分布并焊接在型钢支架顶部边框上的竖向槽钢，每根竖向槽钢上开有一个竖向长孔。
所述构件二可为焊接在固定螺栓定位套架上的水平角钢，并且水平角钢的竖边上开有间隔分布的横向长孔。所述支撑框架可为方形框架或圆形框架，所述型钢支架可为方形支架或圆形支架，所述固定螺栓定位套架可为方形套架或圆形套架。所述固定螺栓定位套架上的定位孔的孔径可比固定螺栓的直径大2mm。一种应用了大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的施工方法，其特征在于施工步骤如下步骤一、按照设计要求进行定位放线，标记出固定螺栓的位置。步骤二、绑扎基础下层钢筋。步骤三、根据固定螺栓的位置，在垫层上放置好支撑框架和立杆，在立杆之间连接好连接杆。步骤四、绑扎好基础上层钢筋，然后在基础上层钢筋上方的立杆上连接型钢支架顶部边框和定位套架搭放平台，并要确保型钢支架顶部边框和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面。步骤五、在支撑框架上放置好固定螺栓并在固定螺栓上螺纹连接好高度调节螺母，在定位套架搭放平台上放置好固定螺栓定位套架，让固定螺栓穿过固定螺栓定位套架上的定位孔。步骤六、在型钢支架顶部边框与固定螺栓定位套架之间连接好水平螺杆和水平调节螺母，通过调节水平调节螺母和高度调节螺母，调整好每根固定螺栓的水平位置和标高， 并将水平调节螺母和高度调节螺母拧紧，并保证固定螺栓底部的螺栓底座放置在支撑框架上。步骤七、调节固定螺栓的水平位置、标高和垂直度到设计允许偏差范围后，用固定螺栓连接杆件将所有的固定螺栓连为整体。步骤八、验收固定螺栓及大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架。步骤九、浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中，固定螺栓的水平位置和标高始终处于监控状态，即由测量人员全程跟踪监测，如发现位移超过设计允许偏差，则及时通过水平调节螺母调节固定螺栓的水平位置，通过高度调节螺母调节固定螺栓的标高，以使整个混凝土浇筑过程中固定螺栓4的水平位置和标高始终位置准确。所述步骤四中，要确保型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面 80mm 120mm。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓安装的传统施工方法主要着重于混凝土浇筑前的螺栓定位和加固，一旦在混凝土浇筑过程中螺栓发生位移则无法调整；而本发明增加了可以在混凝土浇筑过程中调整螺栓水平和高度位置的定位架，使大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓的安装更加精确，避免了传统工艺只能在混凝土浇筑前对螺栓调整固定，而在混凝土浇筑过程中无法精确调整的缺陷。此外，本发明所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架可部分周转使用，所以既保证了大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓的安装精度，又节省了施工成本，加快了施工进度。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的俯视结构示意图。图2是大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的主视结构示意图。图3是图2中I处的示意图。图4是图2中II处的示意图。图5是构件一上开有竖向长孔的的示意图。图6是构件二上开有横向长孔的示意图。附图标记1 一混凝土垫块、2 —垫层、3 —基础混凝土顶面、4 一固定螺栓、5 —基础下层钢筋、6 —基础上层钢筋、7 —支撑框架、8 —立杆、9 一横杆、10 —斜向连接杆、11 -支撑框架固定杆件、12 —型钢支架顶部边框、13 —固定螺栓定位套架、14 一定位孔、15 -构件一、16 —竖向长孔、17 —构件二、18 —横向长孔、19 一水平螺杆、20 —水平调节螺母、 21 —横杆、22 —纵杆、23 —高度调节螺母、24 —固定螺栓连接杆件、25 —连接螺栓。
具体实施例方式实施例参见图1-6所示，这种大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，包括放置固定螺栓4用的支撑框架7，该支撑框架7通过混凝土垫块1放置在垫层2上。支撑框架7的外侧围有型钢支架，该型钢支架包括间隔分布的立杆8、连接在相邻两立杆8之间的连接杆(连接杆为横杆10和/或斜向连接杆11)、通过连接螺栓25可拆卸连接在立杆8上端部之间的型钢支架顶部边框12、以及连接在型钢支架顶部边框12上的定位套架搭放平台(定位套架搭放平台由交叉连接的横杆21和纵杆22组成)，所述立杆8的下端也通过混凝土垫块1放置在垫层2上，立杆8还通过支撑框架固定杆件11与支撑框架 7固定连接。所述混凝土垫块1是为了防止型钢支架和支撑框架7与垫层1直接接触，造成基础渗水隐患。本实施例中，与垫层2接触的型钢支架的立杆8的底部和支撑框架的底部均放置在100mm*100mm*100mm的混凝土垫块1上，混凝土垫块1采用与垫层1相同材料和强度的细石混凝土制作。所述定位套架搭放平台上放置有固定螺栓定位套架13，固定螺栓定位套架13上开有定位孔14，一般情况下，定位孔14的孔径比固定螺栓4的直径大2mm左右，所述型钢支架顶部边框12上设有构件一 15，构件一 15上开有竖向长孔16，所述固定螺栓定位套架 13上设有构件二 17，构件二 17上开有与竖向长孔16相对的横向长孔18，所述竖向长孔16 与所述横向长孔18之间穿有水平螺杆19，并且水平螺杆19通过水平调节螺母20与构件一 15和构件二 17连接。竖向长孔16和横向长孔18便于固定螺栓定位套架13在水平和垂直方向适当调整位置。本实施例中，构件一 15为间隔分布并焊接在型钢支架顶部边框12上的10#竖向槽钢，每侧型钢支架顶部边框12上设有两根竖向槽钢，每根竖向槽钢上开有一个宽^mm的竖向长孔16，竖向长孔16用于穿Φ 24mm的水平螺杆19，同时还便于固定螺栓定位套架13 可以适当在垂直方向调整位置。构件二 17为焊接在固定螺栓定位套架13上的L63水平角钢，在固定螺栓定位套架13四周的L63水平角钢的竖边上、固定螺栓定位套架13的每侧开宽^mm的横向长孔18 二个，用于穿Φ 24mm的水平螺杆19，同时还便于固定螺栓定位套架13水平移动。在其它实施例中，构件一 15和构件二 17的结构和形状可以有多种变化，比如构件一 15可以为竖向钢板、竖向角钢或竖向工字钢等，构件二 17可以为水平钢板、水平槽钢或水平工字钢等；此外，还可以是构件一为水平角钢、水平槽钢或水平工字钢等，而构件二为竖向槽钢、竖向角钢或竖向工字钢等。总之，只要能保证型钢支架顶部边框12与固定螺栓定位套架13之间的距离可以通过水平螺杆19和水平调节螺母20进行调节即可。本实施例中，固定螺栓4布置呈方形，所以支撑框架7为方形框架，型钢支架为方形支架，固定螺栓定位套架13为方形套架。所述型钢支架顶部边框12与固定螺栓定位套架13采用MM的水平螺杆19连接，每侧两个，共八个水平螺杆19。本实施例中，型钢支架包括立柱8和连接杆，各杆件之间焊接连接，型钢支架的立杆、横杆一般采用10#槽钢，斜向连接杆采用L50*5角钢，具体规格型号可根据固定螺栓4 的实际尺寸和重量由计算确定。本实施例中，固定螺栓定位套架为方框型，由20mm厚的定位钢板、10#工字钢骨架和L63角钢边框组成，定位钢板上根据固定螺栓的设计尺寸和位置切割出定位孔14，定位孔的孔径比固定螺栓的直径大2mm为宜，定位孔的位置与固定螺栓的位置一一对应。在其它实施例中，由于固定螺栓4也可以布置呈圆形、多边形等多种形状，所以支撑框架7也可以为圆形框架、多边形框架等多种形状的框架，型钢支架也可以为圆形支架、 多边形支架等多种形状的支架，固定螺栓定位套架13也可以为圆形套架、多边形套架等多种形状的套架。这种应用了大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的施工方法，即应用了大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的大型钢结构柱脚、设备基础固定螺栓安装施工方法， 其施工步骤如下。步骤一、按照设计要求进行定位放线，标记出固定螺栓4的位置。比如测量大型钢柱的柱脚位置并放线，然后标记出固定螺栓4的位置。步骤二、绑扎基础下层钢筋5。步骤三、根据固定螺栓的位置，在垫层2上放置好支撑框架7和立杆8，在立杆8之间连接好连接杆。所述支撑框架7应有足够的刚度，确保可承受固定螺栓4的重量。步骤四、绑扎好基础上层钢筋6，然后在基础上层钢筋6上方的立杆8上连接型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台，并要确保型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面3，一般情况下，要确保型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面80mm 120mm，这样可以使型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台露出于基础混凝土顶面3上方，所以可以使型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台周转使用。本实施例中，型钢支架顶部边框12和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面100mm。步骤五、在支撑框架7上放置好固定螺栓4(即固定螺栓4底部的底座放置于支撑框架7上)，并在固定螺栓4上螺纹连接好高度调节螺母23，在定位套架搭放平台上放置好固定螺栓定位套架13，让固定螺栓4穿过固定螺栓定位套架13上的定位孔14，在型钢支架顶部边框12与固定螺栓定位套架13之间连接好水平螺杆19和水平调节螺母20。步骤六、通过调节水平调节螺母20和高度调节螺母23，调整好每根固定螺栓4的水平位置和标高，并将水平调节螺母20和高度调节螺母23拧紧，并保证固定螺栓底部的螺栓底座放置在支撑框架7上(固定螺栓标高调整完后，固定螺栓4与支撑框架7之间如有空隙必须用垫铁垫实，不得使固定螺栓处于悬空状态)。步骤七、调节固定螺栓4的水平位置、标高和垂直度到设计允许偏差范围后，用固定螺栓连接杆件M将所有的固定螺栓4连为整体。本实施例中，固定螺栓连接杆件M为角钢，角钢与固定螺栓4的接触面点焊固定。步骤八、验收固定螺栓4及大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架。步骤九、浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中，由于混凝土流动、振动器等施工机械震动和人员走动等因素的影响，固定螺栓4可能会产生轻微位移，所以固定螺栓4的水平位置和标高始终处于监控状态，即由测量人员全程跟踪监测固定螺栓4的位置变化，如发现固定螺栓4的位移超过设计允许偏差，则及时通过水平调节螺母20调节固定螺栓4的水平位置，通过高度调节螺母23调节固定螺栓4的标高，以使整个混凝土浇筑过程中固定螺栓4 的水平位置和标高始终位置准确。本发明的技术原理采用支撑框架7支撑固定螺栓4，并设置型钢支架，同时在型钢支架上部安装调整固定螺栓4的位置用的固定螺栓定位套架；利用固定螺栓定位套架四周与型钢支架连接的水平螺杆19和水平调节螺母20调节固定螺栓4的水平位置，固定螺栓4穿过固定螺栓定位套架上的定位孔，并且固定螺栓位于固定螺栓定位套架上下位置安装有高度调节螺母23，用于调节固定螺栓4的标高，固定螺栓底部的底座于支撑框架7上。固定螺栓4精确定位后，为防止混凝土浇筑过程由于施工振动等原因导致固定螺栓轻微位移而导致偏差超过设计允许范围，在混凝土的浇筑过程中由专业测量人员监控固定螺栓的位置变化情况，如发现固定螺栓4位置偏差超过设计允许范围，则由施工人员通过调整水平螺杆19、水平调节螺母20和高度调节螺母23，及时的调整固定螺栓的位置，保证固定螺栓的精确定位。
权利要求
1.一种大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，包括放置固定螺栓(4)用的支撑框架(7)，该支撑框架(7)通过混凝土垫块(1)放置在垫层(2)上，其特征在于支撑框架(7) 的外侧围有型钢支架，该型钢支架包括间隔分布的立杆(8)、连接在相邻两立杆(8)之间的连接杆、通过连接螺栓(25)可拆卸连接在立杆(8)上端部之间的型钢支架顶部边框(12)、 以及连接在型钢支架顶部边框(12)上的定位套架搭放平台，所述立杆(8)的下端也通过混凝土垫块(1)放置在垫层(2 )上，立杆(8 )还通过支撑框架固定杆件(11)与支撑框架(7 )固定连接；所述定位套架搭放平台上放置有固定螺栓定位套架(13)，固定螺栓定位套架(13)上开有定位孔(14)，所述型钢支架顶部边框(12)上设有构件一(15)，构件一(15)上开有竖向长孔(16)，所述固定螺栓定位套架(13)上设有构件二(17)，构件二(17)上开有与竖向长孔(16)相对的横向长孔(18)，所述竖向长孔(16)与所述横向长孔(18)之间穿有水平螺杆 (19)，并且水平螺杆(19)通过水平调节螺母(20)与构件一(15)和构件二( 17)连接。
2.根据权利要求1所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，其特征在于所述连接杆为横杆(10)和/或斜向连接杆(11)。
3.根据权利要求1所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，其特征在于所述定位套架搭放平台由交叉连接的横杆(21)和纵杆(22 )组成。
4.根据权利要求1所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，其特征在于所述构件一(15)为间隔分布并焊接在型钢支架顶部边框(12)上的竖向槽钢，每根竖向槽钢上开有一个竖向长孔(16)。
5.根据权利要求1所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，其特征在于所述构件二(17)为焊接在固定螺栓定位套架(13)上的水平角钢，并且水平角钢的竖边上开有间隔分布的横向长孔(18)。
6.根据权利要求1所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，其特征在于所述支撑框架(7)为方形框架或圆形框架，所述型钢支架为方形支架或圆形支架，所述固定螺栓定位套架(13)为方形套架或圆形套架。
7.根据权利要求1所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架，其特征在于所述固定螺栓定位套架(13)上的定位孔(14)的孔径比固定螺栓(4)的直径大2mm。
8.一种应用了上述权利要求1至7中任意一项所述的大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的施工方法，其特征在于施工步骤如下步骤一、按照设计要求进行定位放线，标记出固定螺栓(4)的位置；步骤二、绑扎基础下层钢筋(5)；步骤三、根据固定螺栓的位置，在垫层(2)上放置好支撑框架(7)和立杆(8)，在立杆 (8)之间连接好连接杆；步骤四、绑扎好基础上层钢筋(6)，然后在基础上层钢筋(6)上方的立杆(8)上连接型钢支架顶部边框(12)和定位套架搭放平台，并要确保型钢支架顶部边框(12)和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面(3)；步骤五、在支撑框架(7)上放置好固定螺栓(4)并在固定螺栓(4)上螺纹连接好高度调节螺母(23)，在定位套架搭放平台上放置好固定螺栓定位套架(13)，让固定螺栓(4)穿过固定螺栓定位套架(13)上的定位孔(14)；步骤六、在型钢支架顶部边框(12)与固定螺栓定位套架(13)之间连接好水平螺杆 (19)和水平调节螺母(20)，通过调节水平调节螺母(20)和高度调节螺母(23)，调整好每根固定螺栓(4)的水平位置和标高，并将水平调节螺母(20)和高度调节螺母(23)拧紧，并保证固定螺栓底部的螺栓底座放置在支撑框架(7)上；步骤七、调节固定螺栓(4)的水平位置、标高和垂直度到设计允许偏差范围后，用固定螺栓连接杆件(24)将所有的固定螺栓(4)连为整体；步骤八、验收固定螺栓(4)及大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架； 步骤九、浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中，固定螺栓(4)的水平位置和标高始终处于监控状态，即由测量人员全程跟踪监测，如发现位移超过设计允许偏差，则及时通过水平调节螺母(20)调节固定螺栓(4)的水平位置，通过高度调节螺母(23)调节固定螺栓(4)的标高， 以使整个混凝土浇筑过程中固定螺栓(4)的水平位置和标高始终位置准确。
9.根据权利要求8所述的应用了大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架的施工方法，其特征在于所述步骤四中，要确保型钢支架顶部边框(12)和定位套架搭放平台高于基础混凝土顶面(3) 80謹 120mm。
全文摘要
一种大型钢柱、设备基础固定螺栓精确定位架及其施工方法，包括放置固定螺栓用的支撑框架，支撑框架的外侧围有型钢支架，该型钢支架包括间隔分布的立杆、连接在相邻两立杆之间的连接杆、通过连接螺栓可拆卸连接在立杆上端部之间的型钢支架顶部边框、以及连接在型钢支架顶部边框上的定位套架搭放平台；所述定位套架搭放平台上放置有固定螺栓定位套架，固定螺栓定位套架上开有定位孔。本定位架使大型钢结构柱脚螺栓或大型设备基础定位螺栓的安装更加精确，避免了传统工艺只能在混凝土浇筑前对螺栓调整固定，而在混凝土浇筑过程中无法精确调整的缺陷；此外，本定位架可部分周转使用，所以节省了施工成本，加快了施工进度。
文档编号E04G21/18GK102561712SQ201210007299
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者姚俊, 李均雄, 高吉伟 申请人:中国建筑第二工程局有限公司