一种桥梁承台主钢筋施工自动定位装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及预制桥梁承台钢筋施工领域，具体为一种桥梁承台主钢筋施工自动定位装置及其施工方法。

背景技术

目前，预制拼装桥梁技术发展很快，保证拼装质量的关键是拼接处钢筋和连接套筒位置精度。承台以上墩柱和梁结构，在车间预制，拼接位置精度容易保证。承台上外露钢筋是施工现场浇筑，每一根外漏钢筋和墩柱套筒都要相对应。承台里面有密布的细钢筋网，浇筑过程还要振捣，很容易影响拼接钢筋的位置精度。目前技术是将钢筋通过简易装置拉撑固定在承台浇筑模板箱上，拼接钢筋即使在模板箱上固定牢固，浇筑中的各种振动也会加大位置偏差，影响整个桥梁拼装体系的质量。目前靠投入大量人工完成，效果也不理想，调整钢筋位置花费的时间在整个承台浇筑过程中占比很大。

发明内容

本发明提供了一种桥梁承台主钢筋施工自动定位装置及其施工方法，可以实现拼接钢筋固定和模板箱分离，将拼接钢筋与基础固定并和模板箱分离，可以迅速完成每一根钢筋的固定，成倍地压缩施工时间。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁承台主钢筋施工自动定位装置，包括：立柱框架，设置在桥梁承台的水泥垫层上；横梁框架，设置在立柱框架的上端；定位盘，设置在横梁框架中部下侧，并通过六自由度运动平台与横梁框架相连；所述的定位盘上设置有若干个呈竖向布置的钢筋套筒，钢筋可以从钢筋套筒中穿过，从而通过定位盘可以对钢筋进行定位，而六自由度运动平台则可以自动调整定位盘的位置和姿态，可以实现自动调节。

作为优选，所述的立柱框架包括绕着承台模板箱均匀布置的四根可高度升降的立柱，通过立柱的升降可以实现横梁框架的高度的调节。

作为优选，所述的横梁框架的内部两侧设置有若干根支撑梁，支撑梁可以保证横梁框架的强度，而支撑梁设置在两侧可以使横梁框架的中部空间留出来。

作为优选，所述的六自由度运动平台包括根沿着定位盘边缘均匀布置的伸缩缸，所述的伸缩缸的一端与横梁框架活动相连，另一端与定位盘的边缘位置活动相连，相邻的伸缩缸之间呈V形布置，可以在个自由度上进行自动调节。

作为优选，所述的定位盘包括呈上下间隔层叠的上平板和下平板，所述的钢筋套筒竖直穿过上平板和下平板，结构简单，而且可以通过钢筋套筒来连接上平板和下平板，而且随时可以在上平板和下平板上开孔，增加和调节钢筋套筒的位置。

作为优选，所述的定位盘的底部设置有若干个与承台模板箱相抵的支撑脚，可以对定位盘进行支撑。

作为优选，所述的上平板的边缘位置均匀设置有若干个连接孔，方便六自由度运动平台与定位盘相连。

作为优选，所述的钢筋套筒的上端两侧径向相对设置有紧定螺钉，通过紧定螺钉可以对钢筋进行夹紧。

作为优选，所述的钢筋套筒的内孔直径与钢筋直径大10mm，所述的钢筋套筒的内孔下端设置有导向锥面，方便钢筋快速插入到钢筋套筒中。

本发明还涉及一种桥梁承台主钢筋施工自动定位装置的施工方法，具体步骤如下：

步骤1、承台底部水泥垫层的预先浇筑并清理出立柱框架的安装水平面；

步骤2、将立柱框架、六自由度运动平台、横梁框架和定位盘提前连接一起，六自由度运动平台的姿态处于零位，三者的位置关系提前规划，确保定位盘套筒和桥梁承台钢筋位置尽量一一对应；

步骤3、待承台模板箱和钢筋施工完成后，将本定位装置吊装到位，立柱框架和水泥垫层用螺栓固定，提前调整立柱框架上端的平面高度，保证装置安装完毕后，定位盘下部最低面高于承台模板箱的顶面50mm；

步骤4、将横梁框架、六自由度运动平台和定位盘一起吊装到位，横梁框架和立柱框架用螺栓连接；

步骤5、读取六自由度运动平台的姿态坐标，并设定好定位盘在承台坐标系下的位置坐标，点击运行，让两个坐标系自动重合，六自由度运动平台自动运行到位，校核位置无误后，制动锁紧；

步骤5、按照每根钢筋在定位盘中的相应位置，穿插钢筋，用钢筋套筒顶部的紧定螺钉将钢筋在钢筋套筒中锁死；

步骤6、浇筑承台，待水泥凝固后，拆除整个定位装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

立柱框架和横梁框架可以将承台钢筋在施工浇筑过程中与水泥地面牢固定位，采用六自由度工作平台可以在运行范围内调整定位盘的任意空间位置姿态，动作迅速，精度很高，整个设备安装操作过程中累积的位置误差，可以将承台拼接钢筋在承台浇筑中位置，快速精确定位，降低浇筑时对拼接钢筋的冲击，减少施工时间，节约人力，降低成本。

附图说明

图1为本发明的主视结构图；

图2为本发明的俯视局部结构图；

图3为本发明的定位盘的主视结构图；

图4为本发明的定位盘的俯视结构图；

图5为本发明的钢筋套筒的主视半剖结构图。

具体实施方式

使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1-5所示，本发明提供了一种桥梁承台主钢筋施工自动定位装置，包括：立柱框架2，设置在桥梁承台的水泥垫层1上；横梁框架3，设置在立柱框架2的上端；定位盘7，设置在横梁框架3中部下侧，并通过六自由度运动平台4与横梁框架3相连；所述的定位盘7上设置有若干个呈竖向布置的钢筋套筒73，钢筋可以从钢筋套筒73中穿过，从而通过定位盘7可以对钢筋进行定位，而六自由度运动平台4则可以自动调整定位盘7的位置和姿态，可以实现自动调节。

所述的立柱框架2包括绕着承台模板箱6均匀布置的四根可高度升降的立柱，通过立柱的升降可以实现横梁框架3的高度的调节。

所述的横梁框架3的内部两侧设置有若干根支撑梁5，支撑梁5可以保证横梁框架3的强度，而支撑梁5设置在两侧可以使横梁框架3的中部空间留出来。

所述的六自由度运动平台41包括6根沿着定位盘7边缘均匀布置的伸缩缸41，所述的伸缩缸41的一端与横梁框架3活动相连，另一端与定位盘7的边缘位置活动相连，相邻的伸缩缸41之间呈V形布置，可以在6个自由度上进行自动调节。

所述的定位盘7包括呈上下间隔层叠的上平板71和下平板72，所述的钢筋套筒73竖直穿过上平板71和下平板72，结构简单，而且可以通过钢筋套筒73来连接上平板71和下平板72，而且随时可以在上平板71和下平板72上开孔，增加和调节钢筋套筒73的位置。

所述的定位盘7的底部设置有若干个与承台模板箱6相抵的支撑脚74，可以对定位盘7进行支撑，所述的上平板71的边缘位置均匀设置有若干个连接孔75，方便六自由度运动平台41与定位盘7相连。

所述的钢筋套筒73的上端两侧径向相对设置有紧定螺钉76，通过紧定螺钉76可以对钢筋进行夹紧，同时，所述的钢筋套筒73的内孔直径与钢筋直径大10mm，所述的钢筋套筒73的内孔下端设置有导向锥面77，方便钢筋快速插入到钢筋套筒73中。

实施例1：

首先，承台底部水泥垫层1的预先浇筑并清理出立柱框架的安装水平面；

接着将立柱框架2、六自由度运动平台4、横梁框架3和定位盘7提前连接一起，六自由度运动平台4的姿态处于零位，三者的位置关系提前规划，确保定位盘套筒和桥梁承台钢筋位置尽量一一对应；

待承台模板箱6和钢筋施工完成后，将本定位装置吊装到位，立柱框架2和水泥垫层1用螺栓固定，提前调整立柱框架2上端的平面高度，保证装置安装完毕后，定位盘7下部最低面高于承台模板箱6的顶面50mm；

将横梁框架3、六自由度运动平台4和定位盘7一起吊装到位，横梁框架3和立柱框架2用螺栓连接；

接着，读取六自由度运动平台4的姿态坐标，并设定好定位盘7在承台坐标系下的位置坐标，点击运行，让两个坐标系自动重合，六自由度运动平台4自动运行到位，校核位置无误后，制动锁紧；

按照每根钢筋在定位盘7中的相应位置，穿插钢筋，用钢筋套筒73顶部的紧定螺钉76将钢筋在钢筋套筒73中锁死；

浇筑承台，待水泥凝固后，拆除整个定位装置。

实施例2：

在使用的时候，也可以将整个装置拆开使用，立柱框架2和横梁框架3拼装为人工施工平台，也可以作为承台浇筑的吊装结构，定位盘7也可以单独使用，配合钢丝绳和螺栓，可以将定位盘7固定在承台模板箱6上面，以适合大平面、高深度承台施工，扩大应用范围。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到或变换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。