一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正设备及方法

技术领域

本发明涉及钢柱垂直矫正技术领域，具体为一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正设备及方法。

背景技术

钢结构建筑是一种新型的建筑体系，钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好，并且由于构件可以工厂化制作，现场安装，因而大大减少工期，目前的钢结构建筑在进行施工的过程中，为了保障建筑结构牢固度，需要确保钢柱安装时的垂直度，存在偏移的钢柱需要对其进行垂直度矫正，目前的钢柱垂直度矫正装置多采用准线下坠的方式辅助判断，虽能够满足一定的使用需求，但是在矫正过程中还易出现较大误差，因此还有待改进；

经检索中国专利申请号为202121498294.7的专利，公开了一种钢结构建筑钢柱的垂直度矫正装置，主要涉及钢柱垂直度的矫正测量装置技术领域。包括支架，所述支架两侧设置有加强杆，所述支架中间位置设置有加厚块，所述加厚块的一侧设置有水平仪，所述加厚块中间通过丝杆连接有矫正块，所述丝杆另一端通过防滑块连接有转盘，所述支架两端通过连接螺栓连接有支撑座，所述支撑座内设置通过多个弹簧连接有固定板。本矫正装置能够将钢柱上不垂直的位置进行矫正，并且在矫正过程中能够根据水平仪来确定矫正的效果，并且操作方便，能够适应多种不同尺寸的钢柱，上述专利中的垂直矫正器存在以下不足；采用直接对钢柱进行垂直的矫正，在使用时较为浪费时间，因此还有待改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正设备及方法，解决了直接对钢柱进行矫正的速度较慢的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正设备及方法，包括矫正模组，所述矫正模组包括对称设置的四个承载体，所述承载体中部设有用于快速稳定钢柱的预矫正组件，所述承载体中部还设有用于精准矫正钢柱的精准矫正组件，所述承载体中部还设有用于精准驱动精准矫正组件工作的驱动组件，所述承载体下端设有用于阻隔水泥泄漏的阻隔快拆组件，所述承载体下端设有用于保证自身水平放置的水平放置组件；

所述预矫正组件包括滑动设置在承载体中部的驱动杆，两个相对应的所述驱动杆一端均固定设有第一抱环，第一抱环上端对称固定设有两个限位杆，另外两个所述驱动杆的一端上侧固定设有第二抱环，第二抱环下端开设有限位弧形槽，所述限位杆分别滑动于相对应的限位弧形槽中部，所述驱动杆另一端固定设有推拉环，其中一个所述驱动杆的上端固定设有水平观察仪。

优选的，所述精准矫正组件包括滑动设置在承载体中部的矩形壳，矩形壳中部滑动设有滑板，滑板的一端固定设有复位弹簧，所述复位弹簧另一端固定连接矩形壳一端，所述滑板中部滑动设有滑块，所述矩形壳中部滑动设有摆动块，摆动块两端对称固定设有两个固定杆，所述矩形壳中部对称开设有两个矩形滑槽，所述固定杆滑动于矩形滑槽中部。

优选的，所述摆动块一端转动连接滑块一端，所述摆动块另一端对称固定设有两个接触轮，所述摆动块两端对称固定设有两个矩形套，矩形套中部滑动设有直角观察杆，所述直角观察杆处于矩形套中部的一端固定设有压力弹簧，所述压力弹簧的另一端固定连接摆动块一端。

优选的，所述驱动组件包括转动设置在承载体中部的驱动齿轮，所述承载体中部滑动设有十字杆，十字杆一端开设有驱动斜槽，驱动斜槽的中部滑动设有T形块，所述T形块的另一端固定连接矩形壳的一端，所述十字杆靠近十字杆的一端固定设有从动齿条，所述驱动齿轮和从动齿条相互啮合。

优选的，所述承载体中部转动设有转动把手，所述转动把手的一端固定连接驱动齿轮，所述承载体一端处于转动把手外侧固定设有刻度盘，所述转动把手处于承载体外侧的一端固定设有刻度针。

优选的，所述阻隔快拆组件包括承载体下端的阻隔板，所述阻隔板中部对称滑动设有两组限位块，两个所述限位块中部均开设有解锁斜槽，两个所述解锁斜槽呈对称设置，所述限位块上端开设有矩形槽，所述承载体处于阻隔板上侧的一端固定设有固定块，所述固定块中部滑动设有U形杆。

优选的，所述U形杆末端固定设有两个驱动板，驱动板下端固定设有回升弹簧，所述驱动板下端还固定设有解锁杆，所述回升弹簧另一端接触固定块一端，所述解锁杆处于阻隔板中部的一端对称固定设有两个圆杆，所述圆杆分别滑动于相对应的解锁斜槽中部。

优选的，所述水平放置组件包括等间距开设在承载体下端的多个圆形孔，圆形孔下端固定设有限位环，所述圆形孔中部滑动设有接触杆，接触杆上端固定设有限位片，所述限位片上端固定设有平衡弹簧，平衡弹簧的另一端固定连接承载体一端，所述承载体两端对称固定设有两个连接块，两个相邻的所述连接块中部通过设有连接杆。

本发明还提供了一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将阻隔快拆组件放置在钢柱预埋坑内部，将承载体安装于阻隔快拆组件上端，通过水平放置组件将承载体水平放置于地面上；

步骤2：通过缆风绳将钢柱吊起，将钢柱移动至矫正模组正上方，将钢柱悬空放置于预埋坑内部，再通过预矫正组件对钢柱进行初步的矫正；

步骤3：通过操作驱动组件控制精准矫正组件对已经被预矫正组件初步矫正后的钢柱进行精准矫正，向预埋坑内部浇筑水泥，对钢柱进行固定；

步骤4：将阻隔快拆组件存留于预埋孔内部，再将多个承载体拆分。

优选的，所述步骤3包括预埋坑内部水泥浇筑后等待六个小时至完全凝固，水泥的材质由硅酸盐水泥熟料，5％以下的石灰石，适量石膏组成，在水泥搅拌的过程中加入适量的泡花碱。

有益效果

本发明提供了一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正设备及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、通过预矫正组件中的第一抱环在向前或向后时，能够带动其他的抱环移动，使得多个抱环呈等距式移动，且保证多个抱环呈形成的圆心位置初始不变，进而能够推动一个抱环移动，能够快速对钢柱进行预矫正，对钢柱进行精准矫正时，能够减少精准矫正所移动的距离。

(2)、通过精准矫正组件中的摆动块能够在矩形壳中部转动时，还能前后移动，通过两个接触轮接触钢柱的表面，使得摆动块根据钢柱表面的垂直度来决定自身转动的角度，进而使得摆动块带动直角观察杆是否与矩形壳呈水平贴合设置，进而能够根据摆动块的倾斜角度来确定钢柱的垂直度。

(3)、通过驱动组中的驱动斜槽根据T形块来对矩形壳的位置进行一个精准的调节，根据刻度盘来驱动转动把手来精准的调节矩形壳的位置，大大的提高了其精准性，且刻度盘摆动快的位置呈90度夹角设置，进而便于操作人员在调节矩形壳的位置时，便于观察直角观察杆的水平情况。

(4)、通过阻隔快拆组件中的阻隔板形成一个竖向封闭的环境，进而在对预埋坑内部浇筑水泥时，能够防止水泥过多的接触泥土，防止水泥因泥土松弛产生晃动，进而通过限位块，快速将阻隔板拆卸和安装，进而大大的降低了其操作时间，通过多个接触杆下端接触地面，能够平衡弹簧收缩，进而使得地面坑坑洼洼时，部分接触杆依然会触碰地面，增加其承载体和地面接触点，而减少其接触，面积，进而能够保证承载体其下端面呈水平设置。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明承载体的示意图；

图3为本发明承载体侧面的示意图；

图4为本发明承载体剖面的示意图；

图5为本发明十字杆的示意图；

图6为本发明矩形壳内部的示意图；

图7为本发明摆动块的示意图；

图8为本发明矩形滑槽的示意图；

图9为本发明阻隔板连接的示意图；

图10为本发明阻隔板剖面的示意图；

图11为本发明图10中A处的局部放大图；

图12为本发明水平放置组件的示意图；

图13为本发明图12中B处的局部放大图；

图14为本发明第一抱环和第二抱环配合的示意图。

图中：1、矫正模组；2、承载体；3、预矫正组件；301、驱动杆；302、第一抱环；303、限位杆；304、第二抱环；305、限位弧形槽；306、推拉环；307、水平观察仪；4、精准矫正组件；401、矩形壳；402、复位弹簧；403、滑板；404、滑块；405、摆动块；406、固定杆；407、矩形滑槽；408、接触轮；409、矩形套；410、直角观察杆；411、压力弹簧；5、驱动组件；501、驱动齿轮；502、十字杆；503、驱动斜槽；504、T形块；505、刻度盘；506、转动把手；507、刻度针；508、从动齿条；6、阻隔快拆组件；601、阻隔板；602、固定块；603、U形杆；604、驱动板；605、解锁杆；606、回升弹簧；607、限位块；608、解锁斜槽；609、圆杆；610、矩形槽；7、水平放置组件；701、圆形孔；702、限位环；703、接触杆；704、限位片；705、平衡弹簧；8、连接块；9、连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供四种技术方案：

实施例1

图1-14示出了第一种实施方式：一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正设备，包括矫正模组1，其特征在于：矫正模组1包括对称设置的四个承载体2，承载体2中部设有用于快速稳定钢柱的预矫正组件3，承载体2中部还设有用于精准矫正钢柱的精准矫正组件4，承载体2中部还设有用于精准驱动精准矫正组件4工作的驱动组件5，承载体2下端设有用于阻隔水泥泄漏的阻隔快拆组件6，承载体2下端设有用于保证自身水平放置的水平放置组件7；

预矫正组件3包括滑动设置在承载体2中部的驱动杆301，两个相对应的驱动杆301一端均固定设有第一抱环302，第一抱环302上端对称固定设有两个限位杆303，另外两个驱动杆301的一端上侧固定设有第二抱环304，第二抱环304下端开设有限位弧形槽305，限位杆303分别滑动于相对应的限位弧形槽305中部，驱动杆301另一端固定设有推拉环306，其中一个驱动杆301的上端固定设有水平观察仪307，便于通过水平观察仪307来对钢柱进行初步矫正，对其进行观察。

本发明实施例中，精准矫正组件4包括滑动设置在承载体2中部的矩形壳401，矩形壳401中部滑动设有滑板403，滑板403的一端固定设有复位弹簧402，复位弹簧402另一端固定连接矩形壳401一端，滑板403中部滑动设有滑块404，矩形壳401中部滑动设有摆动块405，摆动块405两端对称固定设有两个固定杆406，矩形壳401中部对称开设有两个矩形滑槽407，固定杆406滑动于矩形滑槽407中部。

本发明实施例中，摆动块405一端转动连接滑块404一端，摆动块405另一端对称固定设有两个接触轮408，摆动块405两端对称固定设有两个矩形套409，矩形套409中部滑动设有直角观察杆410，直角观察杆410处于矩形套409中部的一端固定设有压力弹簧411，压力弹簧411的另一端固定连接摆动块405一端，通过夹角成90度呈垂直的原理，对摆动块的405进行观察。

实施例2

图1-5示出了第种二实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：驱动组件5包括转动设置在承载体2中部的驱动齿轮501，承载体2中部滑动设有十字杆502，十字杆502一端开设有驱动斜槽503，驱动斜槽503的中部滑动设有T形块504，T形块504的另一端固定连接矩形壳401的一端，十字杆502靠近十字杆502的一端固定设有从动齿条508，驱动齿轮501和从动齿条508相互啮合，通过驱动斜槽503驱动矩形壳401移动，将移动距离通过驱动斜槽503分化细致，进而精准矩形壳401的移动距离。

本发明实施例中，承载体2中部转动设有转动把手506，转动把手506的一端固定连接驱动齿轮501，承载体2一端处于转动把手506外侧固定设有刻度盘505，转动把手506处于承载体2外侧的一端固定设有刻度针507。

实施例3

图1-4和8-11示出了第三种实施方式，与第一和二种实施方式的主要区别在于：阻隔快拆组件6包括承载体2下端的阻隔板601，阻隔板601中部对称滑动设有两组限位块607，两个限位块607中部均开设有解锁斜槽608，两个解锁斜槽608呈对称设置，限位块607上端开设有矩形槽610，承载体2处于阻隔板601上侧的一端固定设有固定块602，固定块602中部滑动设有U形杆603。

本发明实施例中，U形杆603末端固定设有两个驱动板604，驱动板604下端固定设有回升弹簧606，驱动板604下端还固定设有解锁杆605，回升弹簧606另一端接触固定块602一端，解锁杆605处于阻隔板601中部的一端对称固定设有两个圆杆609，圆杆609分别滑动于相对应的解锁斜槽608中部。

实施例4

图1-3和12-13示出了第四种实施方式，与第一和二、三种实施方式的主要区别在于：进一步，水平放置组件7包括等间距开设在承载体2下端的多个圆形孔701，圆形孔701下端固定设有限位环702，圆形孔701中部滑动设有接触杆703，接触杆703上端固定设有限位片704，限位片704上端固定设有平衡弹簧705，平衡弹簧705的另一端固定连接承载体2一端，承载体2两端对称固定设有两个连接块8，两个相邻的连接块8中部通过设有连接杆9，四个承载体2通过多个连接块8和连接杆9相互连接，通过连接杆9的限位，使得每个承载体2之间的夹角呈90度设置。

本发明实施例还公开一种钢结构的承插式钢柱垂直度矫正方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将阻隔快拆组件6放置在钢柱预埋坑内部，将承载体2安装于阻隔快拆组件6上端，通过水平放置组件7将承载体2水平放置于地面上，保证后续的承载体2处于水平放置；

步骤2：通过缆风绳将钢柱吊起，将钢柱移动至矫正模组1正上方，将钢柱悬空放置于预埋坑内部，再通过预矫正组件3对钢柱进行初步的矫正；

步骤3：通过操作驱动组件5控制精准矫正组件4对已经被预矫正组件3初步矫正后的钢柱进行精准矫正，向预埋坑内部浇筑水泥，对钢柱进行固定；

步骤4：将阻隔快拆组件6存留于预埋孔内部，再将多个承载体2拆分。

本发明实施例中，步骤3包括预埋坑内部水泥浇筑后等待六个小时至完全凝固，水泥的材质由硅酸盐水泥熟料，5％以下的石灰石，适量石膏组成，在水泥搅拌的过程中加入适量的泡花碱，通过加入泡花碱来加速水泥的凝固。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术，且各电器的型号参数不作具体限定，使用常规设备即可。

使用时，操作人员将阻隔板601放置于钢柱预埋坑内部，进而将承载体2放置于阻隔板601上端，将解锁杆605安装于阻隔板601中部，进而使得限位块607下端接触阻隔板601，进而通过限位块607下端呈倾斜设置，进而使得两个限位块607相互靠近，进而使得圆杆609通过解锁斜槽608在的限位下，圆杆609上升，进而带动解锁杆605上升，使得限位块607卡接于阻隔板601内部；

通过水平观察仪7中的接触杆703下端接触地面，使得接触杆703通过限位片704压缩平衡弹簧705，进而使得承载体2的重量呈等份的分布到每一个平衡弹簧705上，进而使得其承重力不会因为其中一个而影响承载体2的水平，通过多个接触杆703的下端呈球形，进而减少与地面的接触面积，但增加其受力点，使承载体2处于不规则的地面时也能够通过相对应的接触杆703增加其受力，增加挤压平衡弹簧705的力度，进而改变局部的接触杆703伸出的范围，通过限位环702和限位片704防止接触杆703脱离圆形孔701内部，将承载体2两端的接触轮8通过矩形套9连接，将多个承载体2连接一起；

将承载体2放置完成后，吊车通过缆风绳将钢柱吊起至多个承载体2中部，进而下降至预埋坑内部，操作人员通过推拉环306推动驱动杆301，使得驱动杆301带动第一抱环302移动，第一抱环302带动上端的两个限位杆303移动，进而使得限位杆303通过限位弧形槽305带动两个第二抱环304移动，进而使得第二抱环304跟随，两个第二抱环304进而通过限位弧形槽305带动另一个第一抱环302移动，使得第一抱环302和第二抱环304同时向外移动或者同时向内靠近，进而将钢柱夹持于抱环中部，再通过水平观察仪307对钢柱进行一个大概的矫正；

操作人员驱动转动把手506，进而使得转动把手506带动驱动齿轮501转动，进而使得驱动齿轮501啮合从动齿条508，使得从动齿条508带动十字杆502上升，十字杆502带动驱动斜槽503移动，通过矩形壳401的限位下，使得T形块504在驱动斜槽503中部左右移动，进而使的T形块504带动矩形壳401移动，使得矩形壳401带动摆动块405移动，使得摆动块405带动两个接触轮408移动，进而使得接触轮408接触钢柱表面，进而根据接触轮408贴合钢柱表面，进而使得摆动块405跟随钢柱的倾斜角度自身发生转动，在接触轮408抵接钢柱表面时，使得摆动块405带动固定杆406在矩形滑槽407内移动，并且能够根据钢柱自身倾斜度使摆动块405围绕着固定杆406转动，在摆动块405转动时，一端带动滑块404在滑板403中部上下滑动，进而使得滑板403压缩复位弹簧402，使得摆动块405能够有一定的移动范围，当摆动块405稳定后，通过摆动块405转动，使得直角观察杆410跟随着呈倾斜设置，观察直角观察杆410的位置，进而在驱动转动把手506，通过驱动斜槽503来推动摆动块405的位置，直至直角观察杆410下端和矩形壳401呈平行设置，进而使得钢柱呈垂直设置，通过刻度盘505和刻度针507，能够更细致的调节垂直度；

当水泥浇筑完成后，按压U形杆603，使得U形杆603带动两个驱动板604按压回升弹簧606的同时带动解锁杆605向下移动，进而使得解锁杆605通过圆杆609驱使解锁斜槽608将限位块607解锁，通过矩形槽610便于解锁杆605通过，两个限位块607相互靠近，进而能够快速的拆除阻隔板601。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。