[發明專利]一種旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 202211630890.5
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115875024A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 柏晶晶;何旭飛;陳健;蘭其平;李艷哲;郭波;劉鄧杰;雷楗;張世盟;孫任;劉健輝;段夢理;李飛
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團第五工程有限公司
• 主分類號: E21B47/02
• 分類號: E21B47/02;G01C5/00;G01C9/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

本發明公開了一種旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測裝置及其檢測方法，包括中間鉸鏈式附著桿、左鉸鏈式附著桿、限位銷軸、嵌入式磁鐵、L型小棱鏡和右鉸鏈式附著桿，三個L型小棱鏡分別緊固在三個附著桿的前側壁外部中間，在三個附著桿的預留槽中均安裝有嵌入式磁鐵。裝置組裝完成后，再將兩套相同的裝置分別吸附到鉆桿的頂部、底部的定位線上，鉆機粗定位完成后，通過全站儀測量出得到頂層裝置和底層裝置上的6個L型小棱鏡的三維坐標，對測量出的坐標數據進行相關的數據處理，獲取鉆桿空間姿態，精確調整鉆桿的垂直度和鉆桿的中心位置，直至滿足高質量鉆孔、成孔的要求。采用該方法既能保證測量精度，又能提高鉆桿空間姿態調整的效率。

技術領域

本發明涉及大型橋梁下部結構施工測量領域，尤其是涉及用于大跨徑橋梁主塔承臺大管徑樁基礎施工的旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

隨著我國千米級大跨徑橋梁主跨跨度的記錄不斷刷新，主橋橋塔高度、結構尺寸和承重荷載也同步增加。因此，作為承重的主要結構，下部結構群的樁基礎數量不斷增加，孔徑不斷增大，為提高樁基礎施工的作業效率，鉆孔工藝和裝備也在不斷革新，其中步履式大孔徑旋挖鉆因鉆孔效率高、轉場移動靈活成為樁基挖孔作業的主力軍。旋挖鉆自身傳感器因定位精度不高，鉆桿的垂直度和孔位中心的定位精度無法得到保證，鉆孔過程中鉆桿的空間姿態會因地質原因產生變化，造成樁基成孔質量不高，影響后續樁基鋼筋籠下放以及成樁后的樁基承載力不能滿足設計要求。

為滿足大管徑樁基礎的施工需要，保障旋挖鉆作業的挖孔、成孔質量，急需研制一種旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測裝置及其檢測方法，以提高旋挖鉆鉆桿空間姿態的調整效率，減少鉆孔定位偏差。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測裝置，該裝置能保證旋挖鉆在鉆孔定位和鉆孔過程中鉆桿空間姿態的準確性，在降低一般檢測方法的安全風險的同時，能大幅縮減鉆桿定位和鉆孔過程中的鉆桿空間姿態檢核時間，提高鉆孔作業效率。

本發明的第二個目的在于提供一種既能保證測量精度、又能提高鉆桿空間姿態調整效率的旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測方法。

本發明的第一個目的是這樣實現的：

一種旋挖鉆鉆桿空間姿態無接觸檢測裝置，特征是：包括中間鉸鏈式附著桿、左鉸鏈式附著桿、限位銷軸、嵌入式磁鐵、L型小棱鏡和右鉸鏈式附著桿，中間鉸鏈式附著桿與設在中間鉸鏈式附著桿左右兩端的左鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿形狀、結構均相同，左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿的形狀均為長條形，且在左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿上均設有向上開口、內凹的預留槽，中間鉸鏈式附著桿的左右兩端分別通過限位銷軸與左鉸鏈式附著桿的右端、右鉸鏈式附著桿的左端連接，在中間鉸鏈式附著桿的前側壁中間設有L型小棱鏡，棱鏡固定螺栓從前向后穿過L型小棱鏡的根部預留螺絲孔和左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿的附著桿中心預留螺絲孔后，與棱鏡固定螺帽一齊將三個L型小棱鏡分別緊固在左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿的前側壁外部中間；在左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿的預留槽中均設有嵌入式磁鐵，磁鐵固定螺栓從上向下穿過嵌入式磁鐵的中間預留螺絲孔和左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿的預留槽的預留槽中心預留螺絲孔后，與磁鐵固定螺帽一齊將三個嵌入式磁鐵分別緊固在左鉸鏈式附著桿、中間鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿的預留槽中。

中間鉸鏈式附著桿是兩端帶有圓弧形鉸鏈的連接頭的方形桿件，在連接頭中設有用于放置限位銷軸的中間貫穿式銷軸孔。

左鉸鏈式附著桿、右鉸鏈式附著桿是一端設有槽口的方形桿件，在槽口的上、下槽壁設有用于放置限位銷軸的側貫穿式銷軸孔。

左鉸鏈式附著桿與中間鉸鏈式附著桿之間、中間鉸鏈式附著桿與右鉸鏈式附著桿之間均能繞限位銷軸進行水平轉動。