逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置及施工方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置及施工方法。

背景技术：

逆作法是利用主体工程地下结构作为基坑支护结构，并采取地下结构由上而下的施工方法。深基础逆作法施工工艺中的中建支排柱是逆作法施工过程中替代工程结构柱的一种临时结构杆件，其主要用于支撑上部完成的主体结构体系自重和施工荷载作用。地下结构施工竣工后，钢管支撑柱一般内灌混凝土，作为地下室结构柱。因此，支排柱(即超长钢柱)轴线定位和垂直度必须严格控制精度，以便满足设计要求，否则，会增加柱子的附加弯矩，造成结构的受力偏差，从而引起结构破坏，地下工程逆作法一柱一桩施工中钢立柱的垂直度控制是业界的共性难题，其中超长钢立柱的高精度调垂系统及自动定位夹紧装置研发是工程技术人员的重要课题及难题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对避免逆作法钢柱在垂直精度调节过程中存在约束点自动定位夹紧难的问题，提供一种逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置及其施工方法，以及一种包含该自动定位同步夹紧装置的调垂系统。

一种逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置，用于夹紧钢柱并高效自动定位，包括：

第一夹持部；

第二夹持部，所述第二夹持部与所述第一夹持部所围成的空腔与所述钢柱的形状相适配；

滑动组件，包括第一滑动部件和第二滑动部件，所述第一滑动部件和所述第二滑动部件平行设置；所述第一夹持部和所述第二夹持部均设在所述第一滑动部件和所述第二滑动部件之间，且所述第一夹持部和所述第二夹持部能够沿着所述第一滑动部件和所述第二滑动部件滑动；以及

驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动部件和第二驱动部件；所述第一驱动部件设在所述第一滑动部件的远离所述第二滑动部件的一侧，且所述第一驱动部件分别与所述第一夹持部和所述第二夹持部连接，所述第一驱动部件带动所述第一夹持部和所述第二夹持部沿着所述第一滑动部件滑动；所述第二驱动部件设在所述第二滑动部件的远离所述第一滑动部件的一侧，且所述第二驱动部件分别与所述第一夹持部和所述第二夹持部连接，所述第二驱动部件带动所述第一夹持部和所述第二夹持部沿着所述第二滑动部件滑动；所述第一驱动部件和所述第二驱动部件的中心以及所述空腔的中心位于同一直线上。

上述逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置，第一夹持部和第二夹持部所围成的空腔与钢柱的形状相适配，滑动组件包括第一滑动部件和第二滑动部件，第一滑动部件和第二滑动部件平行设置，第一夹持部和第二夹持部均设在第一滑动部件和第二滑动部件之间，且第一夹持部和第二夹持部能够沿着第一滑动部件和第二滑动部件滑动，驱动组件包括第一驱动部件和第二驱动部件，第一驱动部件设在第一滑动部件的远离第二滑动部件的一侧，且第一驱动部件分别与第一夹持部和第二夹持部连接，第一驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部沿着第一滑动部件滑动，第二驱动部件设在第二滑动部件的远离第一滑动部件的一侧，且第二驱动部件分别与第一夹持部和第二夹持部连接，第二驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部沿着第二滑动部件滑动，以致当钢柱放置到桩孔后，第一驱动部件和第二驱动部件驱动第一夹持部和第二夹持部沿着第一滑动部件和第二滑动部件进行相向运动，将钢柱的靠近桩孔的一端夹持住，从而在钢柱的垂直度调节过程中，便于将钢柱的靠近桩孔的一端进行定位夹紧，进而形成约束点，提高钢柱垂直度的调节精度，此外，第一驱动部件和第二驱动部件的中心以及空腔的中心位于同一直线上，从而第一驱动部件和第二驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部来夹紧钢柱时，使得钢柱自动归位到空腔的中心所在的位置，也就是钢柱的设计施工中心位置，实现自动定位。

在其中一个实施例中，所述第一夹持部包括第一固定部和第一活动部，所述第二夹持部包括第二固定部和第二活动部；所述第一固定部与所述第二固定部分别与所述滑动组件滑动连接；所述第一活动部和所述第二活动部分别与所述滑动组件可拆卸连接，所述第一驱动部件分别与所述第一活动部和所述第二活动部连接，所述第二驱动部件分别与所述第一活动部和所述第二活动部连接。

在其中一个实施例中，所述第一固定部的靠近所述第一活动部的一侧的形状为圆弧形，所述第一活动部的靠近所述第一固定部的一侧的形状与所述第一固定部相适配；所述第二固定部的靠近所述第二活动部的一侧的形状为圆弧形，所述第二活动部的靠近所述第二固定部的一侧的形状与所述第二固定部相适配。

在其中一个实施例中，还包括锁定部件，所述锁定部件用于锁定所述第一夹持部和所述第二夹持部。

在其中一个实施例中，所述锁定部件的数量为两个；所述第一滑动部件上开设有第一凹槽，所述第一凹槽在与所述第一夹持部滑动方向垂直的方向上延伸至所述第一滑动部件的边缘，一个所述锁定部件设在所述第一凹槽中；所述第二滑动部件上开设有第二凹槽，所述第二凹槽在与所述第一夹持部滑动方向垂直的方向上延伸至所述第二滑动部件的边缘，另一个所述锁定部件设在所述第二凹槽中。

在其中一个实施例中，所述第一夹持部的靠近所述第二夹持部的一侧的形状为圆弧形，所述第二夹持部的靠近所述第一夹持部的一侧的形状为圆弧形。

在其中一个实施例中，所述第一夹持部的靠近所述第二夹持部的一侧的边缘具有第一倒角，所述第二夹持部的靠近所述第一夹持部的一侧的边缘具有第二倒角。

一种上述逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置的施工方法，包括以下步骤：

启动第一驱动部件和第二驱动部件，所述第一驱动部件和所述第二驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部沿着第一滑动部件和第二滑动部件做反向运动，

关闭所述第一驱动部件和所述第二驱动部件，并将钢柱穿设在所述第一夹持部和所述第二夹持部所形成的空腔内；

启动所述第一驱动部件和所述第二驱动部件，所述第一驱动部件和所述第二驱动部件带动所述第一夹持部和所述第二夹持部作相向运动，夹紧所述钢柱。

上述逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置的施工方法，在钢柱的垂直度调节过程中，便于将钢柱的靠近桩孔的一端进行定位夹紧，进而形成约束点，提高钢柱垂直度的调节精度。

在其中一个实施例中，在所述启动所述第一驱动部件和所述第二驱动部件，所述第一驱动部件和所述第二驱动部件带动所述第一夹持部和所述第二夹持部作相向运动，夹紧所述钢柱的步骤之后，还包括步骤：将锁定部件分别固定在所述第一滑动部件和所述第二滑动部件上，固定所述第一夹持部和所述第二夹持部。

一种逆作法钢柱调垂系统，包括上述自动定位同步夹紧装置。

上述调垂系统，能够提高钢柱垂直度的调节精度。

附图说明

图1为一实施例的自动定位同步夹紧装置的结构示意图；

图2为图1中所示的自动定位同步夹紧装置在打开状态的结构示意图；

图3为图1中所示的第一夹持部的结构示意图；

图4为图1中所示的自动定位同步夹紧装置在锁定部件未安装时的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1和图2所示，一实施例的逆作法钢柱调垂系统的自动定位同步夹紧装置100包括第一夹持部110a、第二夹持部110b、滑动组件以及驱动组件。该自动定位同步夹紧装置100用于夹紧钢柱，尤其是逆作法所采用的超长钢柱。该自动定位同步夹紧装置100用于钢柱的垂直度调节过程中夹紧该钢柱。第一夹持部110a和第二夹持部110b所围成的空腔与钢柱的形状相适配。换而言之，第一夹持部110a和夹持部110b相抵接围成的空腔正好容纳钢柱。其中，钢柱即为钢立柱。

滑动组件包括第一滑动部件120a和第二滑动部件120b，第一滑动部件120a和第二滑动部件120b平行设置。第一夹持部110a和第二夹持部110b均设在第一滑动部件120a和第二滑动部件120b之间，且第一夹持部110a和第二夹持部110b能够沿着第一滑动部件120a和第二滑动部件120b滑动。具体地，第一夹持部110a的两端分别与第一滑动部件120a和第二滑动部件120b滑动连接，第二夹持部110b的的两端也分别与第一滑动部件120a和第二滑动部件120b滑动连接，第一夹持部110a和第二夹持部110b能够沿着第一滑动部件120a和第二滑动部件120b作相向或者相反运动。

驱动组件包括第一驱动部件130a和第二驱动部件130b。第一驱动部件130a设在第一滑动部件120a的远离第二滑动部件120b的一侧，即第一驱动部件130a设在第一滑动部件120a的外侧。第一驱动部件130a分别与第一夹持部110a和第二夹持部110b连接，第一驱动部件130a带动第一夹持部110a和第二夹持部110b沿着第一滑动部件120a滑动。同样地，第二驱动部件130b设在第二滑动部件120b的远离第一滑动部件120a的一侧，即第二驱动部件130b设在第二滑动部件120b的外侧。第二驱动部件130b分别与第一夹持部110a和第二夹持部110b连接，第二驱动部件130b带动第一夹持部110a和第二夹持部110b沿着第二滑动部件120b滑动。另，第一驱动部件130a和第二驱动部件130b的中心以及空腔的中心位于同一直线上，也就是说，第一驱动部件130a的中心、第二驱动部件130b的中心以及自动定位同步夹紧装置100的中心位于同一直线上。第一驱动部件130a和第二驱动部件130b的中心被安装在夹紧装置的中心位置，当第一驱动部件130a和第二驱动部件130b同步缩回时，实现夹紧和自动定位，让被夹紧钢柱自动归位到调垂系统的中心位置，也就是钢柱的设计施工中心位置。

在其中一个实施例中，第一驱动部件130a和第二驱动部件130b均为双向千斤顶。

上述自动定位同步夹紧装置100，第一夹持部110a和第二夹持部110b所围成的空腔与钢柱的形状相适配，滑动组件包括第一滑动部件120a和第二滑动部件120b，第一滑动部件120a和第二滑动部件120b平行设置，第一夹持部110a和第二夹持部110b均设在第一滑动部件120a和第二滑动部件120b之间，且第一夹持部110a和第二夹持部110b能够沿着第一滑动部件120a和第二滑动部件120b滑动，驱动组件包括第一驱动部件130a和第二驱动部件130b，第一驱动部件130a设在第一滑动部件120a的远离第二滑动部件120b的一侧，且第一驱动部件130a分别与第一夹持部110a和第二夹持部110b连接，第一驱动部件130a带动第一夹持部110a和第二夹持部110b沿着第一滑动部件120a滑动，第二驱动部件130b设在第二滑动部件120b的远离第一滑动部件120a的一侧，且第二驱动部件130b分别与第一夹持部110a和第二夹持部110b连接，第二驱动部件130b带动第一夹持部110a和第二夹持部110b沿着第二滑动部件120b滑动，以致当钢柱放置到桩孔后，第一驱动部件130a和第二驱动部件130b驱动第一夹持部110a和第二夹持部110b沿着第一滑动部件120a和第二滑动部件120b进行相向运动，将钢柱的靠近桩孔的一端夹持住，从而在钢柱的垂直度调节过程中，便于将钢柱的靠近桩孔的一端进行定位夹紧，进而形成约束点，提高钢柱垂直度的调节精度，此外，第一驱动部件130a和第二驱动部件130b的中心以及空腔的中心位于同一直线上，从而第一驱动部件130a和第二驱动部件130b带动第一夹持部110a和第二夹持部110b来夹紧钢柱时，使得钢柱自动归位到空腔的中心所在的位置，也就是钢柱的设计施工中心位置，实现自动定位。

在其中一个实施例中，第一夹持部110a的靠近第二夹持部110b的一侧的形状为圆弧形，第二夹持部110b的靠近第一夹持部110a的一侧的形状也为圆弧形。换而言之，第一夹持部110a和第二夹持部110b的与钢柱相接触的部分都是圆弧形，从而便于将圆形钢柱抱住。需要说明的是，钢柱也可以为方形钢柱，第一夹持部110a和第二夹持部110b所围成的空腔与该钢柱的形状尺寸相适配。

进一步地，在一实施例中，第一夹持部110a的靠近第二夹持部110b的一侧的边缘具有第一倒角，第二夹持部110b的靠近第一夹持部110a的一侧的边缘具有第二倒角。通过倒角的设置，便于钢柱可以绕夹紧装置发生转动，防止卡死。此外，还减少摩擦，增加使用寿命。

请再参考图1和图2，在一实施例中，第一夹持部110a包括第一固定部111和第一活动部112，第二夹持部110b包括第二固定部113和第二活动部114。第一固定部111与第二固定部113分别与滑动组件连接。第一活动部112和第二活动部114分别与滑动组件可拆卸连接。此外，由上述可知，第一活动部112和第二活动部114分别与滑动组件滑动连接。在这种情况下，第一驱动部件130a分别与第一活动部112和第二活动部114连接，第二驱动部件130b分别与第一活动部112和第二活动部114连接。换而言之，第一活动部112的一端以及第二活动部114的一端均与第一驱动部件130a连接，第二驱动部件130b分别与第一活动部112的另一端和第二活动部114的另一端。从而第一驱动部件130a和第二驱动部件130b带动第一活动部112和第二活动部114做滑动运动。需要说明的是，第一固定部111和第一活动部112可拆卸连接，比如通过螺栓等。第二固定部113和第二活动部114也可拆卸连接。通过将第一活动部112和第二活动部114分别与滑动组件可拆卸连接，便于对第一活动部112和第二活动部114进行更换，以适应不同尺寸的钢柱。

进一步地，在一实施例中，第一固定部111的靠近第一活动部112的一侧的形状为圆弧形，第一活动部112的靠近第一固定部111的一侧的形状与第一固定部111相适配。换而言之，第一固定部111和第一活动部112相接触的部分均为圆弧形，从而减少摩擦，增加寿命。同样地，第二固定部113的靠近第二活动部114的一侧的形状为圆弧形，第二活动部114的靠近第二固定部113的一侧的形状与第二固定部113相适配。换而言之，第二固定部113和第二活动部114相接触的部分均为圆弧形，从而减少摩擦，增加寿命。

进一步地，第一活动部112的靠近第二活动部114的一侧具有倒角，且第二活动部114的靠近第一活动部112的一侧也具有倒角。通过倒角的设置，便于钢柱可以绕夹紧装置发生转动，防止卡死。此外，还减少摩擦，增加使用寿命。

如图4所示，在其中一个实施例中，该自动定位同步夹紧装置100还包括锁定部件140，该锁定部件140与滑动组件可拆卸连接，该锁定部件140用于锁定第一夹持部110a和第二夹持部110b。通过锁定部件140的设置，从而使得在第一夹持部110a和第二夹持部110b夹持住钢柱后，锁定部件140锁定第一夹持部110a和第二夹持部110b，将第一夹持部110a和第二夹持部110b固定住。需要说明的是，在其他实施例中，锁定部件140也可以与第一夹持部110a和第二夹持部110b可拆卸连接，从而在第一夹持部110a和第二夹持部110b夹持住钢柱后，锁定部件140锁定第一夹持部110a和第二夹持部110b，将第一夹持部110a和第二夹持部110b固定住。

进一步地，请再参考图4，在一实施例中，锁定部件140的数量为两个。第一滑动部件120a上开设有第一凹槽，第一凹槽在与第一夹持部110a滑动方向垂直的方向上延伸至第一滑动部件120a的边缘，其中一个锁定部件140设在该第一凹槽中。需要说明的是，该锁定部件140正好卡在第一凹槽内。同样地，第二滑动部件120b上开设有第二凹槽，第二凹槽在与第一夹持部110a滑动方向垂直的方向上延伸至第二滑动部件120b的边缘，另一个锁定部件140设在该第二凹槽中。从而在需要对第一夹持部110a和第二夹持部110b进行更换时，可将锁定部件140先拆除下来。

需要说明的是，锁定部件140可以他通过螺栓等方式与滑动组件或者第一夹持部110a、第二夹持部110b可拆卸连接。

在其中一个实施例中，该自动定位同步夹紧装置100还包括控制装置，该控制装置分别跟第一驱动部件130a和第二驱动部件130b连接，控制装置控制第一驱动部件130a和第二驱动部件130b运动。其中，控制装置可以为plc等。

一实施例的上述夹紧装置的施工方法，包括以下步骤：

s1：启动第一驱动部件和第二驱动部件，第一驱动部件和第二驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部沿着第一滑动部件和第二滑动部件做反向运动。

具体地，启动第一驱动部件和第二驱动部件，带动第一夹持部和第二夹持部做反向运动，也就是说，第一夹持部和第二夹持部处于打开状态。其中，可以通过控制装置控制第一驱动部件和第二驱动部件启动，带动第一夹持部和第二夹持部沿着第一滑动部件和第二滑动部件运动。

s2：关闭第一驱动部件和第二驱动部件，并将超长钢柱穿设在第一夹持部和第二夹持部所形成的空腔内。

具体地，当夹紧装置处于打开状态后，关闭第一驱动部件和第二驱动部件。将钢柱穿设在第一夹持部和第二夹持部所形成的空腔内。换而言之，将钢柱放置到桩孔内，且该钢柱穿过第一夹持部和第二夹持部所形成的空腔。

s3：启动第一驱动部件和第二驱动部件，第一驱动部件和第二驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部作相向运动，夹紧钢柱。

具体地，在步骤s2中的钢柱放置到桩孔内后，可通过控制装置启动第一驱动部件和第二驱动部件，第一驱动部件和第二驱动部件带动第一夹持部和第二夹持部作相向运动，夹紧钢柱，从而将该钢柱进行定位夹紧。从而在钢柱的垂直度调节过程中，便于将钢柱的靠近桩孔的一端进行定位夹紧，进而形成约束点，提高钢柱垂直度的调节精度。

在其中一个实施例中，在步骤s3之后，还包括步骤：将锁定部件分别固定在第一滑动部件和第二滑动部件上，固定第一夹持部和第二夹持部。也就是说，第一夹持部和第二夹持部夹紧钢柱后，通过螺栓等方式将锁定部件分别固定在第一滑动部件和第二滑动部件上，将第一夹持部和第二夹持部固定。此外，在需要打开夹紧装置时，先将锁定部件拆除。

一实施例的逆作法钢柱调垂系统，包括上述自动定位同步夹紧装置。其中，该调垂系统还包括支架、第一检测装置、调整装置及控制装置。

具体地，支架包括第一平台和第二平台，第二平台位于第一平台上，第一平台和第二平台平行设置，第一平台具有第一通孔，第二平台具有第二通孔，第一通孔和第二通孔用于穿设超长钢柱，自动定位同步夹紧装置设在第一平台上，自动定位同步夹紧装置用于夹紧超长钢柱的靠近桩孔的一端，从而将超长钢柱卡住，防止超长钢柱偏离中心位置，第一检测装置用于设在超长钢柱上，第一检测装置用于检测超长钢柱的垂直状态信息，调整装置设在第二平台上，调整装置用于调整超长钢柱的远离第一平台的一端的位置，控制装置分别与第一检测装置和调整装置连接，第一检测装置将垂直状态信息发送给控制装置，控制装置根据该垂直状态信息控制调整装置运动，进而调整装置带动超长钢柱的远离第一平台的一端沿着第二平台所在的平面运动，由于通过自动定位同步夹紧装置已经将钢柱线约束，从而超长钢柱可以绕夹紧位置进行垂直度调整，保证超长钢柱的垂直度，进而提高超长钢柱的轴线定位和垂直度的控制精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。