本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種灌注樁鋼筋籠雙向螺紋突齒套筒擰緊裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

隨著高層建筑、工業(yè)建筑、大跨度橋梁及高聳塔架等特殊結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，灌注樁在土木工程中的應(yīng)用愈來愈多。為保障樁內(nèi)縱向鋼筋間受力的有效傳遞，鋼筋籠與鋼筋籠之間的縱向鋼筋連接就顯得至關(guān)重要。傳統(tǒng)的鋼筋籠之間的連接技術(shù)，如焊接連接、套筒連接仍具有許多不足之處：焊接連接工作量較大、受多種環(huán)境因素的影響，存在一些不穩(wěn)定因素，例如工地電容量不足，電壓不穩(wěn)定會影響焊接質(zhì)量，某些地區(qū)氣候潮濕、氣溫過低、鋼材化學(xué)成分不穩(wěn)定等因素也影響接頭質(zhì)量；套筒連接雖然受環(huán)境影響因素較少，但由于套筒擰緊工作量大、且不能同時操作，大量消耗工作時間的同時，鋼筋籠之間的連接也容易出現(xiàn)偏位現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種灌注樁鋼筋籠雙向螺紋突齒套筒擰緊裝置及其使用方法，其可實現(xiàn)機(jī)械化連接，施工過程簡便，操作受環(huán)境影響因素少，在滿足鋼筋籠縱向受力有效傳遞的同時，能夠減少資源浪費、節(jié)約成本、縮短工期。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種灌注樁鋼筋籠雙向螺紋突齒套筒擰緊裝置，包括上圓環(huán)活動托盤和下圓環(huán)活動托盤，所述的上圓環(huán)活動托盤和下圓環(huán)活動托盤上均安裝有擰緊器，所述的上圓環(huán)活動托盤連接有上弧形卡槽，所述的下圓環(huán)活動托盤連接有下弧形卡槽，所述的上弧形卡槽連接有上部伸縮連接構(gòu)件，所述的下弧形卡槽連接有下部豎向支架，所述的上部伸縮連接構(gòu)件和下部豎向支架之間安裝有豎向伸縮鋼筋，下部豎向支架中部設(shè)有U型鋼筋籠支撐架，所述的U型鋼筋籠支撐架通過豎向孔洞與下部豎向支架連接，所述的齒輪套筒安裝在鋼筋籠的縱向鋼筋端部。

所述的齒輪套筒包括齒輪一、螺紋和對準(zhǔn)槽，所述的齒輪一位于齒輪套筒的外壁的中部，所述的螺紋位于齒輪套筒的內(nèi)壁，所述的對準(zhǔn)槽位于齒輪套筒的端部內(nèi)側(cè)。

所述的擰緊器包括帶有電線的動力源，所述的動力源的下方設(shè)有帶螺栓螺紋的固定螺栓，且動力源連接有減速機(jī)構(gòu)，所述的減速機(jī)構(gòu)連接有扭矩傳感器，所述扭矩傳感器連接有擰緊端部，所述的擰緊端部為齒輪二，所述的齒輪二與齒輪一嚙合。

所述的上圓環(huán)活動托盤和下圓環(huán)活動托盤的結(jié)構(gòu)相同，所述的上圓環(huán)活動托盤包括左部和右部，所述的左部和右部通過活動螺栓連接，且左部和右部上均設(shè)有若干個固定槽，所述的若干個固定槽均勻地分布在左部和右部上。

所述上弧形卡槽和下弧形卡槽的結(jié)構(gòu)相同，所述的上弧形卡槽的中部預(yù)留有弧形凹槽，且上弧形卡槽的上部設(shè)有若干個閥栓一，若干個閥栓一均勻地分布在上弧形卡槽上。

所述的U型鋼筋籠支撐架包括U型鋼架，所述U型鋼架的端部通過螺栓連接有中部支撐鋼件，所述中部支撐鋼件通過閥栓二連接有端部中空支撐鋼架，所述端部中空支撐鋼架設(shè)有底部支座。

所述的上部伸縮連接構(gòu)件包括弧形圍護(hù)鋼板一，所述弧形圍護(hù)鋼板一的端部與弧形卡槽連接，弧形圍護(hù)鋼板一的表面等間距的分布有若干個豎向伸縮鋼筋。

所述的下部豎向支架包括預(yù)留有固定槽的底座，所述底座上設(shè)有帶豎向孔洞的弧形圍護(hù)鋼板二，所述的弧形圍護(hù)鋼板二上均勻分布有支撐鋼筋筒，所述支撐鋼筋筒與底座之間設(shè)有支護(hù)鋼筋，所述支撐鋼筋筒上安裝有鎖定閥栓。

一種灌注樁鋼筋籠雙向螺紋突齒套筒擰緊裝置的使用方法，包括以下步驟：

（1）將組裝好的自動擰緊裝置固定在鉆機(jī)平臺上：通過調(diào)整螺栓在固定槽的位置，將圓環(huán)活動托盤與樁孔圓心位置對準(zhǔn)，并將豎向支架底座與鉆機(jī)平臺鋼梁通過螺栓固定；

（2）吊入第一節(jié)鋼筋籠并暫時定位：將圓環(huán)活動托盤的半圓弧裝置圍繞一端活動螺栓旋轉(zhuǎn)180°，再用吊車將第一節(jié)鋼筋籠吊入制作好的樁孔位置，將U型鋼筋籠支撐架穿過第一節(jié)鋼筋籠的加強(qiáng)筋，彎折中部支撐鋼件成垂直分布，通過調(diào)整中部支撐鋼件的長度并用閥栓固定，來微調(diào)第一節(jié)鋼筋籠的固定位置，使第一節(jié)鋼筋籠鋼筋端部與圓環(huán)活動托盤等高分布；

（3）將齒輪套筒初步固定在鋼筋籠上端每根鋼筋上：分別將齒輪套筒下部對準(zhǔn)鋼梁籠的每根縱向鋼筋上部并旋轉(zhuǎn)兩至三圈，使齒輪套筒初步固定在第一節(jié)鋼筋籠上端；

（4）吊入第二節(jié)鋼筋籠，并將其用齒輪套筒初步固定：用吊車將第二節(jié)鋼筋籠縱向鋼筋對準(zhǔn)第一節(jié)鋼筋籠上端的每個齒輪套筒，并再次將每個齒輪套筒旋轉(zhuǎn)兩至三圈，使第一節(jié)鋼筋籠與第二節(jié)鋼筋籠的每根縱向鋼筋通過齒輪套筒初步連接；

（5）閉合上下兩個圓環(huán)活動托盤：將圓環(huán)活動托盤的半環(huán)形的托盤圍繞一端活動螺栓旋轉(zhuǎn)180°，使圓環(huán)活動托盤環(huán)繞鋼筋籠分布；

（6）將每個擰緊器與每個齒輪套筒的齒輪相互連接：首先，通過調(diào)整上部伸縮連接構(gòu)件的位置，并用鎖定閥栓固定，使其上圓環(huán)活動托盤與第一節(jié)鋼筋籠鋼筋上部節(jié)點等高分布；其次，通過旋轉(zhuǎn)上下兩個圓環(huán)活動托盤的位置，并用閥栓固定使每個擰緊器對準(zhǔn)每根豎向鋼筋；再次，通過調(diào)整圓環(huán)活動托盤上的擰緊器在的位置，并用固定槽將其固定，使每個擰緊器與套筒齒輪可以相互咬合連接；

（7）將擰緊器的電動源通過插頭接通電源，通過動力源使每個擰緊器把每個齒輪套筒同時擰緊，所有擰緊器串聯(lián)接通電源后，動力源轉(zhuǎn)動帶動擰緊器端部的齒輪轉(zhuǎn)動，再帶動齒輪套筒轉(zhuǎn)動，至上下鋼筋籠縱向鋼筋通過齒輪套筒連接時，扭矩逐步會達(dá)到一定值，通過扭矩傳感器測得扭矩達(dá)到一定值時啟動減速機(jī)構(gòu)，最終使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，達(dá)到剛好擰緊的目的；

（8）打開上下兩個圓環(huán)活動托盤的半環(huán)形的托盤，將U型鋼筋籠支撐架水平折起并收回到弧形圍護(hù)鋼板處，吊起第二節(jié)鋼筋籠，并使其下沉至離地面0.5-1m的位置，用U型鋼筋籠支撐架穿過第二節(jié)鋼筋籠的加強(qiáng)筋，重復(fù)以上第二步至第七步至鋼筋籠全部吊入為止；

（9）完成全部鋼筋籠連接后，進(jìn)入下一道工序。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的灌注樁鋼筋籠雙向螺紋突齒套筒擰緊裝置及使用方法，改變了傳統(tǒng)的鋼筋直螺紋套筒施工方式，在施工現(xiàn)場設(shè)置該裝置，實現(xiàn)施工自動化，操作流程規(guī)范化，施工方式標(biāo)準(zhǔn)化。使用該裝置進(jìn)行施工可以避免人工因素、環(huán)境因素對工程質(zhì)量的影響，使鋼筋籠連接無需花費大量人力物力、可靠性高、操作便捷，一定程度上提高了施工效率，達(dá)到壓縮工期、節(jié)約施工成本的目的。同時，該裝置可以實現(xiàn)上下鋼筋籠每根鋼筋可以同步同時進(jìn)行套筒擰緊連接，避免了傳統(tǒng)上下鋼筋籠每根鋼筋不同步連接帶來的鋼筋籠偏位現(xiàn)象。

附圖說明

圖1和2為齒輪套筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3和4為擰緊器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5和6為圓環(huán)活動托盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7和8為弧形卡槽結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為U型鋼筋籠支撐架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為上部伸縮連接構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為下部豎向支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12和13為鋼筋直螺紋自動擰緊裝置整體示意圖；

圖14和15為工作狀態(tài)示意圖；

其中：1-齒輪套筒，11-齒輪一，12-螺紋，13-對準(zhǔn)槽，2-擰緊器，21-齒輪二，22-扭矩傳感器，23-減速構(gòu)件，24-動力源，25-固定螺栓，26-螺栓螺紋，27-電線，28-插頭，3a-上圓環(huán)活動托盤，3b-下圓環(huán)活動托盤，31-活動螺栓，32-固定槽，33-左部，34-右部，4a-上弧形卡槽，4b-下弧形卡槽，41-閥栓一，42-弧形凹槽， 5-U型鋼筋籠支撐架，51-U型鋼架，52-螺栓，53-中部支撐鋼件，54-閥栓二，55-端部中空支撐鋼架，56-底部支座，6-上部伸縮連接構(gòu)件，61-弧形圍護(hù)鋼板一，62-豎向伸縮鋼筋，7-下部豎向支架，71-底座，72-固定槽，73-弧形圍護(hù)鋼板二，74-豎向孔洞，75-支護(hù)鋼筋，76-支撐鋼筋筒，77-鎖定閥栓。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1-15所示，本發(fā)明的灌注樁鋼筋籠雙向螺紋突齒套筒擰緊裝置包括：齒輪套筒1、擰緊器2、上圓環(huán)活動托盤3a、下圓環(huán)活動托盤3b、上弧形卡槽4a、下弧形卡槽4b、U型鋼筋籠支撐架5、上部伸縮連接構(gòu)件6和下部豎向支架7。

齒輪套筒1由齒輪一11、螺紋12和對準(zhǔn)槽13組成。齒輪套筒1的內(nèi)徑略大于豎向鋼筋的外徑，齒輪一11分布在齒輪套筒1外側(cè)成長條水平均勻等距環(huán)繞分布，與擰緊器2端部齒輪匹配使用。螺紋12分布在齒輪套筒1內(nèi)側(cè)，上下兩部分方向相反。對準(zhǔn)槽13留設(shè)在其內(nèi)側(cè)的上下端部，用于鋼筋位置對準(zhǔn)使用。

擰緊器2由齒輪二21齒輪二21、扭矩傳感器22、減速機(jī)構(gòu)23、動力源24、固定螺栓25、螺栓螺紋26和電線27組成。齒輪二21均勻分布有突起的齒輪二，與齒輪一11的個數(shù)與間距相匹配?？拷X輪二21依次為扭矩傳感器22、減速機(jī)構(gòu)23、動力源24，扭矩傳感器22可以檢測齒輪二21的扭矩。減速構(gòu)件23可以減緩齒輪二21轉(zhuǎn)動的速度。動力源24為整個擰緊器2提供動力。固定螺栓25在裝置尾部動力源24的下側(cè)，固定螺栓25末端預(yù)設(shè)有螺栓螺紋26，用于螺母固定使用。電線27與動力源24相連，所有擰緊器2通過電線27串聯(lián)連接。整個擰緊器2裝置通電后通過尾部動力源24先提供動力使齒輪二21產(chǎn)生一定扭矩，通過扭矩傳感器22監(jiān)測到扭矩達(dá)到一定值時，啟動減速構(gòu)件23，通過減速構(gòu)件23使裝置最終停止轉(zhuǎn)動。

上圓環(huán)活動托盤3a和下圓環(huán)活動托盤3b的結(jié)構(gòu)相同，上圓環(huán)活動托盤3a包括左部33和右部34，左部33和右部34通過活動螺栓31上下疊錯連接，且左部33和右部34上均設(shè)有四個等距固定槽32，四個固定槽32均勻?qū)ΨQ地分布在左部33和右部34上，大小與擰緊器2的固定螺栓25相匹配，固定槽32的形狀為矩形，擰緊器2固定在其上，方便擰緊器2的前后位置可以靈活調(diào)整。上圓環(huán)活動托盤3a固定在下部豎向支架7頂部，下圓環(huán)活動托盤3b固定在下部豎向支架7中部。根據(jù)不同灌注樁直徑大小及鋼筋籠的直徑預(yù)設(shè)圓環(huán)活動托盤的內(nèi)徑大小，根據(jù)豎向鋼筋的根數(shù)及位置確定擰緊器2與固定槽32的個數(shù)及位置，使該裝置在鋼筋籠套筒接口處可以匹配使用。

上弧形卡槽4a和下弧形卡槽4b的結(jié)構(gòu)相同，其上部均勻分布有三個閥栓一41，弧形卡槽內(nèi)側(cè)中部預(yù)留弧形凹槽42，弧形卡槽變形量可忽略不計，且方便其與上部伸縮連接構(gòu)件6和下部豎向支架7焊接固定。

U型鋼筋籠支撐架5由U型鋼架51、螺栓52、中部支撐鋼件53、閥栓二54、端部中空支撐鋼架55與底部支座56組成。U型鋼架51穿過下部豎向支架7上的兩個豎向孔洞活動連接，U型鋼架51端部通過螺栓52與中部支撐鋼件53連接，中部支撐鋼件53通過閥栓二54與端部中空支撐鋼架55連接，中空支撐鋼架55的內(nèi)部中空部位略大于支撐鋼件53的形狀，以方便支撐鋼件53可以在中空支撐鋼架55內(nèi)移動。底部支座56焊接在中空支撐鋼架55端部成方形狀，可通過調(diào)整中部支撐鋼件53伸縮長度把底部支座56放置在鉆機(jī)平臺上。

上部伸縮連接構(gòu)件6由弧形圍護(hù)鋼板一61與三根豎向伸縮鋼筋62組成?；⌒螄o(hù)鋼板一61上端與弧形卡槽焊接連接，弧形圍護(hù)鋼板一61表面均勻等距分布三根豎向伸縮鋼筋62，構(gòu)件焊接連接，可增加上部伸縮連接構(gòu)件6整體剛度。

下部豎向支架7由底座71、固定槽72、弧形圍護(hù)鋼板二73、豎向孔洞74、支護(hù)鋼筋75、支撐鋼筋筒76與鎖定閥栓77組成。底座71在整個下部豎向支架7的最底部，為左上角帶圓弧缺角的正方形。固定槽72靠近底座71右下角兩臨邊的中部位置，兩個固定槽72分別與右下角兩臨邊平行?；⌒螄o(hù)鋼板二73垂直固定在底座71正方形的左上部圓弧缺角。豎向孔洞74在弧形圍護(hù)鋼板二73中部位置，成左右對稱分布。兩根支護(hù)鋼筋75的上端分別斜支撐在支撐鋼筋筒76中部位置，其下端分別固定在底座71兩對角端部。三個支撐鋼筋筒76垂直固定在底盤71上，內(nèi)徑略大于伸縮鋼筋62的直徑，三個支撐鋼筋筒76中下部一側(cè)同時固定在弧形圍護(hù)鋼板二73上。鎖定閥77分布在三個支撐鋼筋筒76 上端端部。

具體實例

某工程±0.00為絕對標(biāo)高+5.00m，該工程地區(qū)自然地面相對標(biāo)高-0.20m，絕對標(biāo)高+4.80m，該裝置最低高程+1.50m，鉆機(jī)平臺絕對標(biāo)高為+0.50m，灌注孔徑為800mm，樁長24m，三節(jié)鋼筋籠，每節(jié)鋼筋籠長8m，箍筋與加強(qiáng)筋為HPB235，直徑為8mm，縱向鋼筋為HRB335，直徑為24mm。

結(jié)合圖1-圖9所示，本裝置具體使用步驟如下：

（1）將組裝好的自動擰緊裝置固定在鉆機(jī)平臺上。通過調(diào)整螺栓在預(yù)留槽72的位置，將圓環(huán)活動托盤與樁孔圓心位置對準(zhǔn)，并將豎向支架底座71與鉆機(jī)平臺鋼梁通過螺栓固定，并調(diào)整裝置最初標(biāo)高至+1.55m。

（2）吊入第一節(jié)鋼筋籠并暫時定位。將圓環(huán)活動托盤的半圓弧裝置圍繞一端活動螺栓31旋轉(zhuǎn)180°，再用吊車將第一節(jié)鋼筋籠吊入制作好的樁孔位置，留置鋼筋籠端部高出地面+1.20m處，將U型鋼筋籠支撐架5穿過第一節(jié)鋼筋籠的加強(qiáng)筋HPB235，彎折中部支撐鋼件53成垂直分布，通過調(diào)整中部支撐鋼片53的長度并用閥栓二54固定，來微調(diào)第一節(jié)鋼筋籠的固定位置，使第一節(jié)鋼筋籠鋼筋端部與圓環(huán)活動托盤等高分布。

（3）將齒輪套筒1初步固定在鋼筋籠上端每根鋼筋上。分別將齒輪套筒1下部對準(zhǔn)鋼梁籠的每根HPB335的縱向鋼筋上部并旋轉(zhuǎn)兩至三圈，使齒輪套筒1初步固定在第一節(jié)鋼筋籠上端。

（4）吊入第二節(jié)鋼筋籠，并將其用齒輪套筒1初步固定。用吊車將第二節(jié)鋼筋籠縱向鋼筋對準(zhǔn)第一節(jié)鋼筋籠上端的每個齒輪套筒1，并再次將每個齒輪套筒1旋轉(zhuǎn)兩至三圈，使第一節(jié)鋼筋籠與第二節(jié)鋼筋籠的每根HPB335的縱向鋼筋通過齒輪套筒1初步連接。

（5）閉合上下兩個圓環(huán)活動托盤。將圓環(huán)活動托盤的半環(huán)形的托盤圍繞一端活動螺栓31旋轉(zhuǎn)180度，使圓環(huán)活動托盤環(huán)繞鋼筋籠分布。

（6）將每個擰緊器2與每個齒輪套筒1的齒輪相互連接。首先，通過調(diào)整上部伸縮連接構(gòu)件6的位置，并用鎖定閥栓77固定，使其上部圓環(huán)活動托盤3與第一節(jié)鋼筋籠鋼筋上部節(jié)點等高分布。其次，通過旋轉(zhuǎn)上下兩個圓環(huán)活動托盤的位置，并用閥栓一41固定使每個擰緊器2對準(zhǔn)每根豎向鋼筋。再次，通過調(diào)整圓環(huán)活動托盤上的擰緊器2在的位置，并用固定槽32將其固定，使每個擰緊器2與套筒齒輪可以相互咬合連接。

（7）將擰緊器2的電動源24通過插頭28接通電源，通過動力源24使每個擰緊器2把每個齒輪套筒同時擰緊。所有擰緊器2串聯(lián)接通電源后，動力源24轉(zhuǎn)動帶動齒輪二21齒輪轉(zhuǎn)動，再帶動齒輪套筒1轉(zhuǎn)動，至上下鋼筋籠HPB335的縱向鋼筋通過齒輪套筒1連接時，扭矩逐步會達(dá)到一定值，通過扭矩傳感器22測得扭矩達(dá)到一定值時啟動減速機(jī)構(gòu)23，最終使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，達(dá)到剛好擰緊的目的。

（8）打開上下兩個圓環(huán)活動托盤3的半環(huán)形的托盤，將U型鋼筋籠支撐架水平折起并收回到弧形圍護(hù)鋼板二73處，吊起第二節(jié)鋼筋籠，并使其下沉至離地面0.5-1m的位置，用U型鋼筋籠支撐架5穿過第二節(jié)鋼筋籠的加強(qiáng)筋HPB235，重復(fù)以上第二步至第七步至鋼筋籠全部吊入為止。

（9）完成全部鋼筋籠連接后，進(jìn)入下一道工序。

上面所述的實例僅僅對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。