一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法。


背景技术：

[0002]“华龙一号”是采用国际最高安全标准研发设计的完全满足三代核电技术指标百万千瓦级压水堆核电机型。在“华龙一号”重大设计改进中，将抗震设计基准提高到了0.3g加速度，导致“华龙一号”堆型核电站钢筋量达到了10万吨，其钢筋量是m310堆型(二代核电站)的4倍，墙体立筋普遍采用直径32mm和40mm的大直径钢筋，且钢筋密集，造成钢筋施工效率低，施工难度较大，建造工期长，且劳动强度和成本高。
[0003]
目前钢筋工程传统方式采用现场人工操作绑扎钢筋，存在着以下缺点：
[0004]
(1)现场作业量大，钢筋绑扎的效率低，在土建施工中占用时间较长，需大量投入人力和机械等资源；(2)墙体钢筋直径大导致单根钢筋重量大，且层高大、尺寸长、重量重，一定程度的增加了绑扎的难度和安全风险较高，尤其是在高处作业；(3)施工现场需设置大量临时堆场堆放钢筋，钢筋绑扎过程产生较多建筑垃圾，导致现场安全文明施工控制难度大。
[0005]
目前虽然已有钢筋绑扎辅助机器人在建筑行业的相关应用，但主要用于钢筋纵横向钢筋网片的绑扎，即利用机器人代替人工完成水平或立面方向的钢筋网片节点的扎丝绑扎，此种施工方法并不适用于钢筋直径大且密集的核电站建设工程；同时难以保证钢筋的绑扎精度，容易导致与现场预留钢筋无法对接，从而影响施工进度。
[0006]
有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

[0007]
本发明所要解决的技术问题是现有的钢筋网片和传统钢筋绑扎施工方法效率低、钢筋之间连接难以精准对接、网片容易变形等问题，目的在于提供一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，通过可拆卸式的施工工装辅助墙体各层钢筋网片在场外逐层预制成整体钢筋笼，将钢筋绑扎的工作转移到地面提前预制，然后通过机械接头实现与现场预留钢筋的连接，大大提高了施工效率，同时能够保证制得的钢筋笼能够与现场预留钢筋精准对接。
[0008]
本发明通过下述技术方案实现：
[0009]
一种直墙钢筋笼模块化施工工装，包括两个相互平行设置且相同的平面框形骨架，所述平面框形骨架包括横纵交错垂直连接的横向骨架和竖向骨架，两个平面框形骨架之间垂直连接有多个水平设置的连接骨架形成立体框形骨架；所述竖向骨架上朝向另一个平面框形骨架的侧壁上从上至下依次设置有多个钢筋限位结构，所述连接骨架的侧壁上沿着水平方向也设置有多个钢筋限位结构，所述钢筋限位结构具有半圆弧形卡槽，竖向骨架上的半圆弧形卡槽轴线与横向骨架平行，连接骨架上的半圆弧形卡槽轴线与竖向骨架平行。
[0010]
本发明施工工装在用于制备钢筋笼模块时，将竖向钢筋和横向钢筋横纵交错并安装在钢筋限位结构的卡槽中，相交部位采用扎丝绑扎牢固；完成整墙钢筋笼预制。其中，本发明通过钢筋限位结构用以控制钢筋的位置，实现竖向钢筋和横向钢筋的精准定位，避免钢筋的偏位，提高了钢筋笼的制备效率，同时能够保证钢筋笼的底部能够与现场预留的钢筋接头准确对接。墙体钢筋笼在地面预制完成后，垂直运输设备将钢筋和工装形成的整体吊装到现场墙体预留钢筋处，墙体钢筋笼模块与现场墙体预留的钢筋进行连接。
[0011]
进一步的，横向骨架、竖向骨架和连接骨架之间均通过螺栓可拆卸连接，当预制的墙体钢筋笼与现场预留钢筋连接完成之后，可以将施工工装全部从钢筋笼拆除，实现工装的周转使用。
[0012]
进一步的，竖向骨架的底端设置有高度可调节的可调支座，钢筋笼和施工工装形成的整体吊装到现场墙体预留钢筋处后，通过调节可调支座的高度从而控制钢筋笼底部的高度，确定钢筋笼底部所处高度位置，高度合适后将钢筋笼的钢筋和预留的钢筋相连。
[0013]
进一步的，竖立体框形骨架顶部连接骨架上设置有吊耳，通过吊耳能够方便工装和钢筋笼整体的吊装。
[0014]
进一步的，钢筋限位结构包括半圆形管和螺杆，所述螺杆垂直穿设横向骨架或竖向骨架并通过螺纹连接，在进行钢筋绑扎时，通过钢筋安装在半圆形管中进行定位，通过旋转螺杆则可以调节半圆形管与骨架之间的间距。
[0015]
进一步的，横向骨架采用角钢，连接骨架和竖向骨架均采用槽钢，保证了施工工装整体的强度，能够为钢筋笼提供良好的支撑作用，避免钢筋笼变形。
[0016]
进一步的，所述可调支座包括水平设置的底座支撑板，底座支撑板上垂直设置有带螺纹的钢柱，钢柱上端通过螺纹连接有套筒，套筒的上端设置有连接支撑板，所述连接支撑板与竖向骨架底端相连，通过钢柱和套筒的螺纹连接实现可调支座高度的调节，从而可以快速的上下调节钢筋笼的高度。
[0017]
进一步的，钢柱底端外壁上沿着圆周方向设置有多个三角形的底部加强板，套筒顶部外壁上沿着圆周方向设置有多个三角形的顶部加强板，底座支撑板、底部加强板、顶部加强板和连接支撑板均采用钢板制得，保证了可调支座的强度，能够更好的支撑工装与预制钢筋笼。
[0018]
一种直墙钢筋笼模块化施工方法，包括如下步骤：
[0019]
1)将竖向钢筋和横向钢筋在权利要求1-任一所述施工工装上绑扎，绑扎时，竖向钢筋和水平钢筋均安装在钢筋限位结构的半圆弧形卡槽中，形成直墙钢筋笼；
[0020]
2)将条形吊梁通过钢丝绳与施工工装的吊耳相连，然后将条形吊梁通过钢丝绳与吊装机械的吊钩相连，将直墙钢筋笼吊装至现场预留钢筋处；
[0021]
3)将墙体钢筋笼底部竖向钢筋与现场预留钢筋通过连接套筒连接，拆除施工工装。
[0022]
本发明施工方法采用施工工装先将钢筋提前预制形成钢筋笼，采用钢吊梁作为连接钢筋笼与吊装机械吊钩的纽带，将钢筋笼吊装至现场预留钢筋处进行连接。本发明将钢筋绑扎的工作转移到地面进行提前预制，将钢筋绑扎移除主线工期，能够缩短主线工期；通过设计可拆卸式的工装来辅助安装钢筋，通过增加钢筋限位结构来保证钢筋的位置的准确性，能够快速的实现钢筋的绑扎，同时工装可以上下调节钢筋的高度，在与现场预留钢筋进
行连接时，能够快速的对钢筋笼高度进行调节，以方便与现场预留钢筋进行对接。
[0023]
本发明利用吊梁与吊耳进行钢筋笼的吊装，一方面是保证钢筋笼在吊装过程中的平衡，另一方面能够增加钢筋笼模块的受力点，保证整体受力均匀，避免吊装过程中钢筋笼变形。本发明连接套筒采用锥套实现钢筋之间的连接，锥套内壁的锥螺纹能承受拉、压两种作用力，同时具有自锁性、密封性能好的特点，将钢筋的连接端加工成锥螺纹，按照规定的力矩值把钢筋笼的钢筋和预留墙体钢筋连接成一体，能够提高钢筋安装精度。
[0024]
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0025]
1、本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，将墙体整体预制成钢筋笼模块，通过垂直运输设备完成吊装，然后通过机械接头实现与现场预留钢筋的连接，大大提高了施工效率；
[0026]
2、本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，实现墙体钢筋笼模块化预制，将钢筋绑扎的工作从现场转移到地面提前预制，降低安全风险和施工难度，提高钢筋绑扎效率30％以上；实际钢筋绑扎及埋件安装的时间不计入现场施工时间内，将钢筋绑扎工作从关键路径中移除，大幅缩短建造工期，并且有效降低传统现场钢筋绑扎产生的建筑垃圾以及高空作业量，提高现场安全文明施工；
[0027]
3、本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，通过设计可拆卸式的工装来辅助安装钢筋，通过增加钢筋限位结构来保证钢筋的位置的准确性，能够快速的实现钢筋的绑扎，同时工装可以上下调节钢筋的高度，在与现场预留钢筋进行连接时，能够快速的对钢筋笼高度进行调节，以方便与现场预留钢筋进行对接；
[0028]
4、本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，钢筋笼整体性好，施工工装能够对钢筋笼起到良好的支撑作用，避免钢筋笼在制备或现场安装时发生变形。
[0029]
5、本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，采用锥套实现钢筋之间的连接，锥套内壁的锥螺纹能承受拉、压两种作用力，同时具有自锁性、密封性能好的特点，将钢筋的连接端加工成锥螺纹，按照规定的力矩值把钢筋笼的钢筋和预留墙体钢筋连接成一体，能够提高钢筋安装精度，一次验收合格率能够达到100％。
[0030]
6、本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装及方法，标准化程度高，可工厂化、机械化施工，同时解决了钢筋笼模块大直径钢筋连接问题，能够在大直径钢筋施工中应用。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]
图1为本发明实施例提供的施工工装结构图；
[0033]
图2为本发明实施例提供的施工工装底部结构图；
[0034]
图3为本发明实施例提供的可调支座结构图；
[0035]
图4为本发明实施例提供的施工工装顶部结构图；
[0036]
图5为本发明实施例提供的施工工装钢筋绑扎完成效果立体图和左视图；
[0037]
图6为本发明实施例提供的墙体钢筋笼模块吊装图；
[0038]
图7为本发明实施例提供的上层、下层钢筋连接结构图。
[0039]
附图中标记及对应的零部件名称：
[0040]
1-可调支座，2-横向骨架，3-连接骨架，4-竖向骨架，5-吊耳，6-钢筋限位装置，7-吊梁，8-钢丝绳一，9-钢丝绳二，10-螺栓，11-竖向钢筋，12-预留竖向钢筋，13-连接套筒；
[0041]
a-底座支撑板，b-底部加强板，c-钢柱，d-套筒，e-顶部加强板，f-连接支撑板。
具体实施方式
[0042]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0043]
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构。
[0044]
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0045]
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0046]
实施例1
[0047]
如图1-图7所示，本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工工装，包括两个相互平行设置且相同的平面框形骨架，所述平面框形骨架包括横纵交错垂直连接的横向骨架2和竖向骨架4，两个平面框形骨架之间垂直连接有多个水平设置的连接骨架3形成立体框形骨架；所述竖向骨架上朝向另一个平面框形骨架的侧壁上从上至下依次设置有多个钢筋限位结构，所述连接骨架的侧壁上沿着水平方向也设置有多个钢筋限位结构6，所述钢筋限位结构具有半圆弧形卡槽，竖向骨架上的半圆弧形卡槽轴线与横向骨架平行，连接骨架上的半圆弧形卡槽轴线与竖向骨架平行。
[0048]
本发明施工工装在用于制备钢筋笼模块时，将竖向钢筋和横向钢筋横纵交错并安装在钢筋限位结构的卡槽中，相交部位采用扎丝绑扎牢固；完成整墙钢筋笼预制。其中，本发明通过钢筋限位结构用以控制钢筋的位置，实现竖向钢筋和横向钢筋的精准定位，避免钢筋的偏位，提高了钢筋笼的制备效率，同时能够保证钢筋笼的底部能够与现场预留的钢筋接头准确对接。墙体钢筋笼在地面预制完成后，垂直运输设备将钢筋和工装形成的整体
吊装到现场墙体预留钢筋处，墙体钢筋笼模块与现场墙体预留的钢筋进行连接。
[0049]
优选的，横向骨架、竖向骨架和连接骨架之间均通过螺栓10可拆卸连接，当预制的墙体钢筋笼与现场预留钢筋连接完成之后，可以将施工工装全部从钢筋笼拆除，实现工装的周转使用。
[0050]
优选的，竖向骨架的底端设置有高度可调节的可调支座1，钢筋笼和施工工装形成的整体吊装到现场墙体预留钢筋处后，通过调节可调支座的高度从而控制钢筋笼底部的高度，确定钢筋笼底部所处高度位置，高度合适后将钢筋笼的钢筋和预留的钢筋相连。
[0051]
优选的，竖立体框形骨架顶部连接骨架上设置有吊耳5，通过吊耳能够方便工装和钢筋笼整体的吊装。
[0052]
优选的，钢筋限位结构包括半圆形管和螺杆，所述螺杆垂直穿设横向骨架或竖向骨架并通过螺纹连接，在进行钢筋绑扎时，通过钢筋安装在半圆形管中进行定位，通过旋转螺杆则可以调节半圆形管与骨架之间的间距。
[0053]
优选的，横向骨架采用角钢，连接骨架和竖向骨架均采用槽钢，保证了施工工装整体的强度，能够为钢筋笼提供良好的支撑作用，避免钢筋笼变形。
[0054]
优选的，所述可调支座包括水平设置的底座支撑板a，底座支撑板上垂直设置有带螺纹的钢柱c，钢柱上端通过螺纹连接有套筒d，套筒的上端设置有连接支撑板f，所述连接支撑板与竖向骨架底端相连，通过钢柱和套筒的螺纹连接实现可调支座高度的调节，从而可以快速的上下调节钢筋笼的高度。
[0055]
优选的，钢柱底端外壁上沿着圆周方向设置有多个三角形的底部加强板b，套筒顶部外壁上沿着圆周方向设置有多个三角形的顶部加强板d，底座支撑板、底部加强板、顶部加强板和连接支撑板均采用钢板制得，保证了可调支座的强度，能够更好的支撑工装与预制钢筋笼。
[0056]
实施例2
[0057]
本发明实施例提供的一种直墙钢筋笼模块化施工方法，其步骤具体如下：
[0058]
(1)平整安放预制定位底座8，保证预制定位底座8上的定位钢套管1位置与现场预留钢筋对应；
[0059]
(2)将预制骨架9放置在预制定位底座8，竖向骨架3与预制定位底座8边缘焊接，形成整体；
[0060]
(3)开槽定位板10安放在预制骨架9墙体预浇筑标高处，保证定位槽口7与定位钢套管1对应，且上下竖直，开槽定位板10与预制骨架9焊接连接；
[0061]
(4)首先将竖向钢筋底部插入预制定位底座8中的定位钢套管1中，竖向钢筋顶部卡在开槽定位板的定位槽口7内，保证钢筋呈竖直状态；
[0062]
(5)依次绑扎横向钢筋，竖向、横向钢筋相交部位采用扎丝绑扎牢固，竖向、横向钢筋与竖向骨架3、横向骨架4、挑耳5接触部分，同时采用扎丝绑扎牢固，形成u型墙体钢筋笼整体；
[0063]
(6)墙体钢筋笼模块预制完毕，通过吊装工装14中的连接吊耳和预制骨架9中的吊耳6-1通过钢丝绳连接，然后通过吊装吊耳6-2和钢丝绳将吊装工具连接到吊装机械的吊钩上进行吊装；
[0064]
(7)u型墙体钢筋笼下部竖向钢筋11与混凝土中的预留竖向钢筋12通过锥套13进
行连接，连接完毕后支设模板浇筑混凝土，完成墙体施工。
[0065]
一种直墙钢筋笼模块化施工方法，包括如下步骤：
[0066]
(1)在竖向骨架4的底端焊接可调支座，然后将横向骨架2、连接骨架3和竖向骨架4通过螺栓进行连接；
[0067]
(2)在连接骨架3和竖向骨架4上安装钢筋限位结构6，再在最顶部的连接骨架上安装吊耳5，形成施工工装；
[0068]
(3)将竖向钢筋和横向钢筋在施工工装上绑扎，绑扎时，竖向钢筋和水平钢筋均安装在钢筋限位结构的半圆弧形卡槽中，形成直墙钢筋笼；
[0069]
(4)将条形吊梁7通过钢丝绳一8与施工工装的吊耳相连，然后将条形吊梁7通过钢丝绳二9与吊装机械的吊钩相连；
[0070]
(5)利用吊装机械将直墙钢筋笼吊装至现场预留钢筋处，通过可调支座1的钢柱c和套筒d调节钢筋笼的高度，确定钢筋的高度位置；
[0071]
(6)将墙体钢筋笼底部竖向钢筋11与现场预留钢筋12通过连接套筒13连接，完成吊装，最后拆除施工工装，重复上述操作，实现下一面墙体的施工。
[0072]
本发明施工方法采用施工工装先将钢筋提前预制形成钢筋笼，采用钢吊梁作为连接钢筋笼与吊装机械吊钩的纽带，将钢筋笼吊装至现场预留钢筋处进行连接。本发明将钢筋绑扎的工作转移到地面进行提前预制，将钢筋绑扎移除主线工期，能够缩短主线工期；通过设计可拆卸式的工装来辅助安装钢筋，通过增加钢筋限位结构来保证钢筋的位置的准确性，能够快速的实现钢筋的绑扎，同时工装可以上下调节钢筋的高度，在与现场预留钢筋进行连接时，能够快速的对钢筋笼高度进行调节，以方便与现场预留钢筋进行对接。
[0073]
本发明利用吊梁与吊耳进行钢筋笼的吊装，一方面是保证钢筋笼在吊装过程中的平衡，另一方面能够增加钢筋笼模块的受力点，保证整体受力均匀，避免吊装过程中钢筋笼变形。本发明连接套筒采用锥套实现钢筋之间的连接，锥套内壁的锥螺纹能承受拉、压两种作用力，同时具有自锁性、密封性能好的特点，将钢筋的连接端加工成锥螺纹，按照规定的力矩值把钢筋笼的钢筋和预留墙体钢筋连接成一体，能够提高钢筋安装精度。
[0074]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。