一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于地下工程技术领域，具体涉及一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统。


背景技术：

[0002]
随着装配式技术的发展，地下结构工程如地铁车站也陆续出现了装配式的，目前的装配式结构常采用明挖法施工，但明挖会造成地上路面交通拥堵，导致出行不便，因此，为了克服明挖法的缺点，采用盖挖逆作施工以快速实现路面交通恢复，降低施工对路面交通的影响。
[0003]
钢管柱被广泛应用于地铁车站等承重结构中，但盖挖逆作法中钢管柱安装定位却成为工程中的技术难题。公开号为cn 106958244a的专利提出了一种超深大直径钢管柱的安装定位方法，利用摄像头识别定位板上的激光点，从而利用液压千斤顶调节钢管柱位置，实现定位，但是该发明中利用摄像头识别光点位置，人工根据光点位置调整各个液压千斤顶，精确难以保证；且该方法中利用的液压千斤顶如何回收也未见提及。公开号为cn 108374418a的专利提及利用激光对中靶心，在钢管柱顶端利用千斤顶调垂，但是该方法只在钢管柱顶部进行调垂，对于超深钢管柱难以达到满意的效果。
[0004]
因此，有必要提供一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统，能够实现钢管柱的全自动化智能精确定位。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统，包括坐标采集子系统、中央处理器子系统和反馈调节子系统；所述坐标采集子系统包括光电传感器板和激光发射器，所述激光发射器固定于钢管柱的正上方；所述光电传感器板安装于钢管柱的底部内，所述光电传感器板与所述中央处理器子系统通信连接；所述反馈调节子系统包括设置于所述钢管柱的外壁与钻孔的内壁之间的四个千斤顶组件，且四个千斤顶组件沿钢管柱的周向等间距设置；各所述千斤顶组件均与所述中央处理器子系统通信连接。
[0007]
进一步地，所述光电传感器板与四个千斤顶组件位于同一平面上。
[0008]
进一步地，所述千斤顶组件包括第一电磁铁、第二电磁铁和智能千斤顶；所述第一电磁铁的一侧与所述智能千斤顶的后支座连接，另一侧面向所述钢管柱；所述第二电磁铁的一侧与所述智能千斤顶的前端连接，另一侧面向钻孔的内壁；各所述智能千斤顶均与所述中央处理器子系统通信连接。
[0009]
更进一步地，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁均通过开关与电源连接。
[0010]
进一步地，所述反馈调节子系统还包括承力板和反力靴，所述承力板焊接于钢管柱的外壁上，所述反力靴支撑于钻孔的内壁上，所述千斤顶组件设置于所述承力板和反力
靴之间。
[0011]
更进一步地，所述反力靴包括平直钢板、弧形钢板和中间钢板，所述平直钢板与所述千斤顶组件的后端连接，所述弧形钢板支撑于钻孔的内壁上，所述平直钢板与所述弧形钢板通过中间钢板连接。
[0012]
更进一步地，所述承力板与所述千斤顶组件连接的一面为平面，所述承力板与所述钢管柱连接的一面为弧形面，且所述弧形面与所述钢管柱的外壁相匹配。
[0013]
进一步地，所述钢管柱的内壁上焊接有四个y形支架，所述光电传感器板的四个角分别安装于四个y形支架上。
[0014]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
[0015]
(1)本实用新型采用坐标采集子系统、中央处理器子系统及反馈调节子系统三大子系统协作能够实现钢管柱的全自动化智能精确定位，可用于盖挖逆作地铁车站的钢管柱的精确定位；
[0016]
(2)本实用新型为全数字化操作，无需人为调节，可以解放人力，无需人进行危险操作，保证安全；
[0017]
(3)本实用新型的定位系统明简单易行，可操作性强，且可以实现重要构件的回收利用，如光电传感器板、智能千斤顶等，节约成本，具有较高的经济效益。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]
图1为本实用新型实施例提供的盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统的示意图；
[0020]
图2为本实用新型实施例提供的盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统的竖向示意图；
[0021]
图3为本实用新型实施例提供的盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统的水平剖剖面图；
[0022]
图4为本实用新型实施例提供的坐标采集子系统的示意图；
[0023]
图5为本实用新型实施例提供的光电传感器板的示意图；
[0024]
图6为本实用新型实施例提供的光电传感器板支架的示意图；
[0025]
图7为本实用新型实施例提供的反馈调节子系统的拆解图；
[0026]
图中：1、坐标采集子系统；2、中央处理器子系统；3、反馈调节子系统； 4、钢管柱；5、光电传感器板；6、y形支架；7、激光发射器；8、导线；9、电源；10、开关；11、承力板；12、千斤顶组件；13、反力靴；14、第一电磁铁；15、智能千斤顶；16、第二电磁铁。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0030]
实施例一
[0031]
如图1-图3所示，本实施例提供一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位系统，包括坐标采集子系统1、中央处理器子系统2和反馈调节子系统3；坐标采集子系统1包括光电传感器板5和激光发射器7，激光发射器7固定于钢管柱4设计坐标的正上方；光电传感器板5水平安装于钢管柱4的底部内，光电传感器板5 与中央处理器子系统2通信连接；反馈调节子系统3包括设置于钢管柱4的外壁与钻孔的内壁之间的四个千斤顶组件12，且四个千斤顶组件12沿钢管柱4的周向等间距设置；各千斤顶组件12均与中央处理器子系统2通信连接。本实施例中，坐标采集子系统1中的激光发射器7发射的激光点照射在光电传感器板5 板面时，光电传感器板5可以准确识别激光点坐标位置，并将坐标点反馈至中央处理器子系统2；中央处理器子系统2为钢管柱4定位系统的大脑，其接收光电传感器板5获得的坐标数据，将坐标数据转化为反馈调节子系统3的调节命令信息，并发送至反馈调节子系统3；反馈调节子系统3中的四个千斤顶组件 12根据接收的中央处理器子系统2下达的调节命令信息调节其伸长值，对钢管柱4的位置进行调整，直至满足精度要求；本实施例采用坐标采集子系统1、中央处理器子系统2及反馈调节子系统3三大子系统协作最大程度减少人的参与，实现钢管柱4的全自动化智能精确定位，定位精度高，可用于盖挖逆作地铁车站的钢管柱4的精确定位。
[0032]
进一步地，如图2所示，光电传感器板5与四个千斤顶组件12位于同一平面上；使得四个千斤顶组件12接收的是同一平面内的调节命令信息，提高钢管柱4的定位精度。
[0033]
进一步地，如图7所示，千斤顶组件12包括第一电磁铁14、第二电磁铁 16和智能千斤顶15；第一电磁铁14的一侧与智能千斤顶15的后支座连接，另一侧面向钢管柱4；第二电磁铁16的一侧与智能千斤顶15的前端连接，另一侧面向钻孔的内壁；各智能千斤顶15均与中央处理器子系统2通信连接。本实施例的智能千斤顶15受中央处理器子系统2控制，并具备感知自身伸长值的功能，能够接收中央处理器子系统2的调节命令信息并根据调节命令信息对智能千斤顶15的伸长值进行调节，其顶推力和最大伸长值均需满足要求。
[0034]
更进一步地，如图2所示，第一电磁铁14和第二电磁铁16均通过开关10 电连接电源9。本实施例的第一电磁铁14和第二电磁铁16通电后需具备足够强的吸力，保证轻微剐蹭不变位。
[0035]
进一步地，如图3所示，反馈调节子系统3还包括承力板11和反力靴13，承力板11焊接于钢管柱4的外壁上，反力靴13支撑于钻孔的内壁上，千斤顶组件12设置于承力板11和反力靴13之间。
[0036]
更进一步地，反力靴13包括平直钢板、弧形钢板和中间钢板，平直钢板与千斤顶组件12的后端连接，弧形钢板支撑于钻孔的内壁上，平直钢板与弧形钢板通过中间钢板连接。本实施例的反力靴13用于抵靠在钻孔的内壁的一端设计为弧形钢板，优化地弧形钢板的弧度与钻孔的内壁相匹配，以使智能千斤顶15 伸长时弧形钢板能够紧贴钻孔的内壁，对钢管柱4位置的调节提供反力。
[0037]
更进一步地，承力板11与千斤顶组件12连接的一面为平面，承力板11与钢管柱4连接的一面为弧形面，且弧形面与钢管柱4的外壁相匹配。本实施例通过将承力板11与钢管柱4焊接的一面设计为弧形，提高承力板11与钢管柱4 的接触面积，以便更好地通过智能千斤顶15对钢管柱4的位置进行调整。
[0038]
进一步地，钢管柱4的内壁上焊接有四个y形支架6，光电传感器板5的四个角分别安装于四个y形支架6上。如图4和图6所示，本实施例的四个y 形支架6的开口朝向钢管柱4的中心，形成大小与光电传感器板5一致的托架以托起光电传感器板5，并对光电传感器板5起到限位作用，防止偏移；同时光电传感器板5通过导线8与中央处理器子系统2连接，在钢管柱4定位完成后，可通过导线8将光电传感器板5拉出来实现回收，节约成本。
[0039]
本实施例中采用的导线8需具备足够的强度和较好的防水性能，强度需能够拉起千斤顶组件12和光电传感器板5自身的重量。
[0040]
实施例二
[0041]
如图1-7所示，本实施例提供一种盖挖逆作地下结构钢管柱定位方法，包括如下步骤：
[0042]
1)在钢管柱4底部选定高度处确定一个平面直角坐标系，坐标原点为钢管柱4圆心；在钢管柱4内水平安装光电传感器板5，并使光电传感器板5处于平面直角坐标系所在的水平面内；
[0043]
2)在平面直角坐标系的x轴、y轴与钢管柱4外壁相交处分别焊接承力板 11；并在各个承力板11与钻孔的杯壁之间安装千斤顶组件12和反力靴13；千斤顶组件12包括个智能千斤顶15、第一电磁铁14和第二电磁铁16，智能千斤顶15的后支座与第一电磁铁14固定，智能千斤顶15的前端与第二电磁铁16 固定；对四个智能千斤顶15两端的第一电磁铁14和第二电磁铁16通电，使四个智能千斤顶15的第一电磁铁14分别牢牢吸附于四个承力板11上，并将四个反力靴13牢牢吸附于四个第二电磁铁16上；
[0044]
3)将钢管柱4吊装至安装位置正上方，并在钢管柱4的正上方架设激光发射器7，使激光发射器7发射的激光点落在钢管柱4平面直角坐标系的坐标原点上；
[0045]
4)在钻孔底部浇筑混凝土，并将钢管柱4下落入钻孔至设计标高，钢管柱 4底部没入混凝土之中，且钢管柱4内混凝土的高度不超过光电传感器板5的位置；均匀伸长各智能千斤顶15，使反力靴13抵于钻孔内壁上，随后智能千斤顶15将自身伸长值反馈至中央处理器子系统2，并在中央处理器子系统2内进行置零处理；
[0046]
5)激光发射器7发射激光点，光电传感器板5感知激光点位置，并反馈至中央处理器子系统2，中央处理器子系统2经运算将坐标信号转化为反馈调节子系统3的各智能千斤顶15的伸长值并将命令送至智能千斤顶15；
[0047]
6)智能千斤顶15接收中央处理器子系统2的命令进行长度调节，直至光电传感器板5坐标原点与激光点重合；随后智能千斤顶15保持伸长值直至钻孔底部的混凝土凝固，完
成钢管柱4的定位。
[0048]
本实施例在钢管柱4吊装就位后，需尽快开启定位系统对钢管柱4进行调整，保证在钻孔底的混凝土初凝前调整完毕，并在混凝土达到设计强度后才能回收千斤顶组件12。
[0049]
本实施例的步骤1)具体为：在钢管柱4底部选定高度处确定一个平面直角坐标系，坐标原点为钢管柱4圆心；在钢管柱4底部内选定高度处的内壁上焊接四个y形支架6，将光电传感器板5的四个角分别安装于四个y形支架6上，使光电传感器板5处于平面直角坐标系所在的水平面内，四个y形支架6分别焊接位于平面直角坐标系的四个象限45
°
线与钢管柱4内壁相交处。
[0050]
优化地，在步骤6)之后，将光电传感器板5拉出并回收；切断智能千斤顶 15两端的第一电磁铁14及第二电磁铁16的电源9，使千斤顶组件12与承力板 11、反力靴13脱离，拉出千斤顶组件12并回收。本实施例可以实现光电传感器板5、千斤顶组件12等重要设备回收再利用，节约成本。
[0051]
本实施例的定位方法可以实现钢管柱更快、更准定位，相较于hpe工法，大大节约成本；相较于传统钢护筒方法，大大减少临时钢护筒的数量；且本实施例可以将定位精度提升至毫米级甚至更高，对精细化施工有重大的推进意义。
[0052]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。