[發明專利]用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 202110987058.X
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113653057B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 岳粹洲;黃昌富;姚鐵軍;曹振杰;李少華;張帆舸
• 申請（專利權）人: 中鐵十五局集團有限公司
• 主分類號: E02D13/04
• 分類號: E02D13/04;E02D13/06;E02D33/00
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 黃明凱

1.一種用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置，其特征在于：包括底邊中部設有開口的等腰三角形框架，所述等腰三角形框架包括依次連接的第一底邊桿、第一側邊桿、第二側邊桿以及第二底邊桿，所述等腰三角形框架的頂部角點在朝向所述等腰三角形框架的底邊中點方向上延伸有一中間桿，所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿的內部均為中空且其三者內部均分別安裝有一可移動的導桿，分別為第一導桿、第二導桿以及第三導桿，三根所述導桿的朝向所述等腰三角形框架的底邊中點的一端均分別連接有一管樁導板，分別為第一管樁導板、第二管樁導板以及第三管樁導板，所述導桿與所述管樁導板間設有用于調整所述導桿與所述管樁導板間夾角的角度調整裝置，分別為第一角度調整裝置、第二角度調整裝置以及第三角度調整裝置；所述等腰三角形框架的三個角點下方均分別安裝有一豎直設置且長度可調的支撐裝置；所述中間桿下側設有可沿其長度方向移動的直角三角形定位桿裝置，所述直角三角形定位桿裝置斜邊上的定位桿內部設有可伸縮的套節桿；

所述第一角度調整裝置和所述第二角度調整裝置均包括旋轉桿和環形安裝件，所述環形安裝件同所述導桿同軸連接且所述環形安裝件沿其圓周方向上設有角度刻度，所述旋轉桿一端同所述管樁導板連接、其另一端穿過所述環形安裝件安裝在所述導桿內，所述旋轉桿可沿其圓周方向進行轉動；

所述第三角度調整裝置包括旋轉控制件、空心圓柱狀端頭、圓柱狀桿軸以及鋼板，所述旋轉控制件一端同所述管樁導板鉸接、其另一端安裝在所述導桿上部的凹槽內且該端可沿所述導桿上部的凹槽的長度方向進行移動，所述旋轉控制件的移動端的兩側設有用于固定所述旋轉控制件的移動端的彈簧銷，所述空心圓柱狀端頭安裝在所述導桿側部的半圓形凹槽內且所述空心圓柱狀端頭沿其圓周方向上設有角度刻度，所述圓柱狀桿軸安裝在所述空心圓柱狀端頭內且所述圓柱狀桿軸可沿其圓周方向進行轉動，所述圓柱狀桿軸通過所述鋼板同所述管樁導板連接，所述圓柱狀桿軸的半徑與所述鋼板寬度之和等于所述空心圓柱狀端頭的圓面外層半徑；

三根所述導桿均通過鎖緊裝置分別固定在所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿的內腔；三根所述導桿的上表面和下表面均為粗糙面，所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿的內腔下表面也均為粗糙面；所述鎖緊裝置包括從上至下依次連接的旋轉柄、螺紋桿以及下表面為粗糙面的固定板，所述旋轉柄分別設于所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿的桿筒外，所述螺紋桿的外螺紋段分別同所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿的上部的內螺紋孔相適配，所述固定板分別設于所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿的桿筒內，通過旋轉所述旋轉柄，以使所述螺紋桿帶動所述固定板擠壓或遠離所述導桿，從而控制或解除所述導桿的底面與所述桿筒內腔壁下表面的摩擦接觸。

2.如權利要求1所述的一種用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置，其特征在于：所述直角三角形定位桿裝置包括安裝在所述中間桿底部凹槽內的移動桿、垂直連接于所述移動桿的連桿以及兩端分別同所述移動桿和所述連桿連接的所述定位桿，所述套節桿的伸縮由一控制閥控制。

3.如權利要求2所述的一種用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置，其特征在于：所述定位桿的長度連同所述套節桿可延伸在所述定位桿外的最大長度之和等于所述等腰三角形框架的頂部角點到定點的距離，所述定點為所述等腰三角形框架底邊中點在水平地面上的垂直投影點；所述移動桿與所述定位桿間的夾角等于所述中間桿與連接線間的夾角，所述連接線為所述等腰三角形框架的頂部角點到所述定點的連線。

4.如權利要求1所述的一種用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置，其特征在于：所述第一側邊桿和所述第二側邊桿的頂部中間均分別安裝有一氣泡水平標志器。

5.如權利要求1所述的一種用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置，其特征在于：所述第一底邊桿和所述第二底邊桿內部導桿的長度均等于所述等腰三角形框架底邊長度的一半，所述中間桿內部導桿的長度等于所述等腰三角形框架底邊上的高線長度。

6.如權利要求2所述的一種用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置，其特征在于：三根所述導桿上均設有長度刻度，所述中間桿底部凹槽外邊沿也設有長度刻度。

7.一種涉及權利要求1-6任一所述的用于管樁施工定位控制的通用性改進裝置的工作方法，其特征在于：所述工作方法包括以下步驟：

a、根據管樁的設計傾斜角度φ，移動第三角度調整裝置上旋轉控制件的移動端，使第三管樁導板與地面間的夾角為φ；根據所述管樁的半徑R₀調整第三導桿的長度，所述第三導桿端部以等腰三角形框架底邊中點為出發點、沿朝向所述等腰三角形框架頂部角點方向縮進，當φ不為90°時，所述第三導桿端部的縮進長度為R₀-R（1-cosφ），其中，R所述第三角度調整裝置中空心圓柱狀端頭的圓面外層半徑，當φ為90°時，所述第三導桿端部的縮進長度為R₀；

b、根據所述管樁的設計傾斜角度φ，旋轉第一角度調整裝置和第二角度調整裝置上的旋轉桿，使第一管樁導板與地面、第二管樁導板與地面間的夾角均為φ，所述第一管樁導板和所述第二管樁導板的旋轉方向與所述第三管樁導板一致；根據所述管樁的半徑R₀調整第一導桿和第二導桿的長度，所述第一導桿和所述第二導桿端部均以所述等腰三角形框架底邊中點為出發點、分別沿朝向所述等腰三角形框架兩側部角點方向縮進，所述第一導桿和所述第二導桿端部的縮進長度均為R₀；

c、根據所述管樁的半徑R₀調整直角三角形定位桿裝置的位置，當φ不為90°時，所述直角三角形定位桿裝置端部以所述等腰三角形框架頂部角點為出發點、沿朝向所述等腰三角形框架底邊中點方向移動，所述直角三角形定位桿裝置的移動距離為L·tanθ·tanφ，然后固定所述直角三角形定位桿裝置，其中，L為所述等腰三角形框架底邊上的高長度，θ為所述直角三角形定位桿裝置中移動桿與定位桿間的夾角，當φ為90°時，所述直角三角形定位桿裝置端部固定在所述等腰三角形框架頂部角點上；

d、通過鎖緊裝置將三根所述導桿分別鎖緊在所述第一底邊桿、所述第二底邊桿以及所述中間桿內；

e、啟動控制閥，控制套節桿向外延伸至最大長度，將延伸至最大長度的所述套節桿底端放置在所述管樁的定位圓心處，以所述套節桿的底端為軸心，轉動所述等腰三角形框架來尋找平整的場地并安放固定所述等腰三角形框架；

f、根據第一側邊桿和第二側邊桿上的氣泡水平標志器中氣泡的所處位置，調整所述等腰三角形框架上的三個支撐裝置的高度使所述氣泡水平標志器中的氣泡穩定居中，以確保所述等腰三角形框架的上平面保持水平；

g、在所述等腰三角形框架固定完成后，吊裝所述管樁，并且在所述管樁穿過所述管樁導板形成的空間的過程中，使所述管樁表面與每個所述管樁導板的表面均保持相切狀態。