一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法

文档序号:1929375 发布日期:2021-12-07 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法 (Underwater cutting device and method for bored pile reinforcement cage ) 是由 吴豪 程金雄 罗艳明 徐浩 余凯 崔丞 王帅斌 李海华 陈志鹏 万钦焕 龚佳敏 于 2021-08-11 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置,涉及钻孔灌注桩施工技术领域,包含:切割圆盘,其包含两层间隔平行设置的圆板,两块圆板之间设置可充气的气囊,所述气囊周向设置若干空芯焊条,所述空芯焊条的末端垂直粘接于气囊的侧壁;氧气输送管,其分别对所有空芯焊条的空芯供氧;钢套索,其底端固定于上层圆板;充气管,其穿过上层圆板和气囊的顶壁,用于给气囊充气或放气,并使空芯焊条伸出或缩回;供电装置,其分别连接所有空芯焊条和钢筋笼。本申请的目的在于提供一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法,以解决钢筋笼在水下切割不便的技术问题。(The application discloses drilling bored concrete pile steel reinforcement cage&#39;s underwater cutting device relates to drilling bored concrete pile construction technical field, contains: the cutting disc comprises two layers of circular plates which are arranged in parallel at intervals, an inflatable air bag is arranged between the two circular plates, a plurality of hollow welding rods are arranged in the circumferential direction of the air bag, and the tail ends of the hollow welding rods are vertically adhered to the side wall of the air bag; the oxygen conveying pipe is used for respectively supplying oxygen to the hollow cores of all the hollow welding rods; the bottom end of the steel sleeve cable is fixed on the upper-layer circular plate; the inflation tube penetrates through the upper circular plate and the top wall of the air bag and is used for inflating or deflating the air bag and extending or retracting the hollow welding rod; and the power supply device is respectively connected with all the hollow welding rods and the reinforcement cage. The application aims to provide an underwater cutting device and an underwater cutting method for a bored pile reinforcement cage, so as to solve the technical problem that the reinforcement cage is inconvenient to cut underwater.)

一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法

技术领域

本申请涉及钻孔灌注桩施工技术领域,具体涉及一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法。

背景技术

目前,在桥梁施工的过程中,经常遇到需要在水下施工钻孔灌注桩的情形。而在水下施工钻孔灌注桩的过程中,需要对插设在钻孔内的钢筋笼进行切割。现有的技术方案是用绳缆捆绑在施工人员的腰部,将施工人员下放至钻孔内,施工人员在水下利用工具切割钢筋笼。

但是,现有的施工方法,钻孔深度深,可达十几米甚至几十米,施工人员在水下切割钢筋笼,危险系数高,且施工效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷,本申请的目的在于提供一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法,以解决钢筋笼在水下切割不便的技术问题。

为达到以上目的,采取的技术方案是:一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置,用于切割竖直插设于水中钻孔内的钢筋笼,所述水下切割装置包含:

切割圆盘,其包含两层间隔平行设置的圆板,两块圆板之间设置可充气的气囊,所述气囊周向设置若干空芯焊条,所述空芯焊条的末端垂直粘接于气囊的侧壁;

氧气输送管,其分别对所有空芯焊条的空芯供氧;

钢套索,其底端固定于上层的圆板;

充气管,其穿过上层的圆板和气囊的顶壁,用于给气囊充气或放气,并使空芯焊条伸出或缩回;

供电装置,其负极连接于所有空芯焊条,其正极连接于钢筋笼。

在上述技术方案的基础上,若干所述空芯焊条沿气囊周向等角度均匀布设。

在上述技术方案的基础上,位于下层的圆板的底面安装配重块,所述钢套索的底端固定于上层圆板的正中央。

在上述技术方案的基础上,所述水下切割装置还包含集合式氧气瓶和氧气阀门,所述集合式氧气瓶通过氧气输送管对空芯焊条供氧,所述氧气阀门设置于氧气输送管。

在上述技术方案的基础上,所述氧气输送管和充气管均为塑料软管,且所述氧气输送管和充气管缠绕固定于所述钢套索。

在上述技术方案的基础上,所述氧气输送管包含总管和若干细分管,所述总管的一端对接外部高压输氧装置,总管的另一端分化为若干细分管;若干细分管包覆于上层圆板的上表面,并一一连通至空芯焊条的空芯。

在上述技术方案的基础上,上下两层所述圆板的间隔比空芯焊条的外径大3cm~10cm。

本申请公开了一种基于上述水下切割装置的切割方法的实施例,包括以下步骤:

S1:用吊装装置配合钢套索从钢筋笼的正中央下放切割圆盘,所述切割圆盘下放至指定位置;

S2:充气管对气囊输送高压气体,当气囊的气压压力大于外界水压压力时,气囊膨胀,空芯焊条向外伸长,直至空芯焊条的前端接触钢筋笼,充气管停止供气;

S3:供电装置开启,空芯焊条的前端和钢筋笼之间形成电弧切割;同时,氧气输送管对每根空芯焊条进行供氧,加速钢筋笼熔断,直至切断钢筋笼,供电装置关闭,氧气输送管停止输氧,充气管放气。

在上述技术方案的基础上,步骤S1中,在位于下层的圆板的底面安装配重块,使切割圆盘下沉至指定位置。

在上述技术方案的基础上,所述氧气输送管和充气管均为塑料软管,且所述氧气输送管和充气管缠绕固定于所述钢套索;所述氧气输送管包含总管和若干细分管,所述总管的一端对接外部高压输氧装置,总管的另一端分化为若干细分管;若干细分管一一对接于空芯焊条的空芯;所述氧气输送管包含总管和若干细分管;

步骤S2中,高压氧气先通过总管输入,之后通过若干细分管进行分流,输送给每根空芯焊条。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:

本申请的一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置及切割方法,切割圆盘的两层圆板之间设置可充气的气囊,气囊周向设置若干空芯焊条,空芯焊条的末端穿透气囊的侧壁,空芯焊条可随气囊内部气压的变化而伸缩;氧气输送管穿透上层的圆板并分别对所有空芯焊条的空芯供氧;充气管穿过上层圆板和气囊的顶壁,用于给气囊充气,并使空芯焊条相对气囊侧壁伸缩;当水下切割装置工作时,供电装置的负极通过电线缆连接于所有空芯焊条,所有空芯焊条为低电位;供电装置的正极连接于钢筋笼,钢筋笼为高电位;当空芯焊条的前端伸缩接触钢筋笼时,产生电弧,点燃焊条,并在氧气放大电弧效果,加速钢筋笼的融断,达到切割钢筋笼的目的(原理图见图4);本申请的水下切割装置及切割方法,解决了钢筋笼在水下切割不便的技术问题,避免将施工人员下放至钻孔底部切割钢筋笼,危险系数低,施工效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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他的附图。

图1为本申请实施例提供的水下切割装置的施工示意图;

图2为本申请实施例提供的切割圆盘的示意图;

图3为图2的俯视图;

图4为水上部分的接线示意图;

附图标记:1、地基层;2、钻孔;3、钢筋笼;4、氧气输送管;5、钢套索;6、充气管;7、切割圆盘;8、供电装置;71、圆板;72、气囊;73、空芯焊条;9、集合式氧气瓶;10、氧气阀门;11、控制开关。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示,本申请提供了一种钻孔灌注桩钢筋笼的水下切割装置的实施例,水下切割装置用于切割竖直插设于水中钻孔2内的钢筋笼3。相对于现有的人工切割的方法,本申请的水下切割装置避免施工人员潜水切割,危险系数低,且施工效率高。

具体地,水下切割装置包含切割圆盘7、氧气输送管4、钢套索5、充气管6和供电装置。切割圆盘7包含两层间隔平行设置的圆板71,两块圆板71之间设置可充气的气囊72。当气囊72的气压压力大于外界的水压压力时,气囊72膨胀;当气囊72的气压压力小于外界的水压压力时,气囊72收缩。当气囊72膨胀时,气囊72从两块圆板71的周向膨胀而出。

气囊72周向设置若干空芯焊条73,空芯焊条73的末端垂直粘接于气囊72的侧壁。具体地,每根空芯焊条73的延长线与气囊72的竖直中心线相交。当气囊72膨胀时,带动空芯焊条73向外伸出,慢慢接近钢筋笼。氧气输送管4分别对所有空芯焊条73的空芯供氧,加速电弧切割反应,使得钢筋笼3被加速熔断。

钢套索5用于配合外部吊装装置,将切割圆盘7吊起或下放。钢套索5的底端固定于上层的圆板71。充气管6穿过上层的圆板71和气囊72的顶壁,用于给气囊72充气或放气。当气囊72充气膨胀时,气囊72推动空芯焊条73伸出接近钢筋笼3;当气囊72放气收缩时,气囊72带动空芯焊条73缩回远离钢筋笼3。供电装置的负极连接于所有空芯焊条,其正极连接于钢筋笼。

如图2和图3所示,在一个实施例中,若干空芯焊条73沿气囊72周向等角度均匀布设。具体地,若干空芯焊条73密密麻麻紧密粘接在气囊72周向,保证在空芯焊条73接近钢筋笼3时,无差别熔断。

在一个实施例中,位于下层的圆板71的底面安装配重块,配重块增加重力,抵消气囊的浮力,能够加速切割圆盘7的下放工作,提高水下切割的效率。

优选地,钢套索5的底端固定于上层圆板71的正中央。钢套索5固定于上层圆板71正中央,能够有利于切割圆盘7的平衡,使得水下切割装置便于下放。

在一个实施例中,水下切割装置还包含集合式氧气瓶9和氧气阀门10,集合式氧气瓶9通过氧气输送管4对空芯焊条73供氧,氧气阀门10设置于氧气输送管4。

在一个实施例中,氧气输送管4和充气管6均为塑料软管,且氧气输送管4和充气管6缠绕固定于钢套索5。塑料软管的氧气输送管4和充气管6便于存放和储存。

在一个实施例中,氧气输送管4包含总管和若干细分管,总管的一端对接外部高压输氧装置,总管的另一端分化为若干细分管。若干细分管包覆于上层圆板71的上表面,并一一连通至空芯焊条73的空芯。具体地,每根细分管从空芯焊条73的末端插入,细分管并不影响空芯焊条73与气囊72的粘接效果。

优选地,上下两层圆板71的间隔比空芯焊条73的外径大3cm~10cm,且空芯焊条73位于上下两层圆板71间隔的正中央。

优选地,供电装置选用24V的汽车电瓶,24V汽车电瓶为低于36V的安全电压。

本申请还公开了一种基于上述水下切割装置的切割方法,包括以下步骤:

S1:用吊装装置配合钢套索5从钢筋笼3的正中央下放切割圆盘7,切割圆盘7下放至指定位置。钢筋笼3为中空结构,其正中央没有任何钢构障碍。

S2:充气管6对气囊72输送高压气体,当气囊72的气压压力大于外界水压压力时,气囊72膨胀,空芯焊条73向外伸长,直至空芯焊条73的前端接触钢筋笼,充气管6停止供气。

S3:供电装置8开启,供电装置8为所有空芯焊条73处于高电位,钢筋笼3接地处于低电位。空芯焊条73的前端和钢筋笼3之间形成电弧切割;同时,氧气输送管4对每根空芯焊条73进行高压供氧,提升电弧切割的效果,加速钢筋笼3熔断,直至切断钢筋笼3,供电装置关闭,氧气输送管4停止供氧,充气管6放气,空芯焊条73缩回。

关于水下切割装置的切割方法,步骤S1中,位于下层的圆板71的底面安装配重块,配重块增加重力,抵消气囊的浮力,能够加速切割圆盘7的下放工作,提高水下切割的效率。

关于水下切割装置的切割方法,氧气输送管4和充气管6均为塑料软管,且氧气输送管4和充气管6缠绕固定于钢套索5。塑料软管的氧气输送管4和充气管6便于存放和储存。氧气输送管4包含总管和若干细分管,总管的一端对接外部高压输氧装置,总管的另一端分化为若干细分管。若干细分管包覆于上层圆板71的上表面,并一一连通至空芯焊条73的空芯。具体地,每根细分管从空芯焊条73的末端插入,细分管并不影响空芯焊条73与气囊72的粘接效果。

步骤S2中,高压氧气先通过总管输入,之后通过若干细分管进行分流,输送给每根空芯焊条73。

在一个实施例中,若干空芯焊条73沿气囊72周向等角度均匀布设。具体地,若干空芯焊条73密密麻麻紧密粘接在气囊72周向,保证在空芯焊条73接近钢筋笼3时,无差别熔断。

本申请的水下切割装置及切割方法,切割圆盘的两层圆板之间设置可充气的气囊,气囊周向设置若干空芯焊条,空芯焊条的末端穿透气囊的侧壁,空芯焊条可随气囊内部气压的变化而伸缩;氧气输送管穿透上层的圆板并分别对所有空芯焊条的空芯供氧;充气管穿过上层圆板和气囊的顶壁,用于给气囊充气,并使空芯焊条相对气囊侧壁伸缩;当水下切割装置工作时,供电装置的负极通过电线缆连接于所有空芯焊条,所有空芯焊条为低电位;供电装置的正极连接于钢筋笼,钢筋笼为高电位;当空芯焊条的前端伸缩接触钢筋笼时,产生电弧,点燃焊条,并在氧气放大电弧效果,加速钢筋笼的融断,达到切割钢筋笼的目的(原理图见图4);本申请的水下切割装置及切割方法,解决了钢筋笼在水下切割不便的技术问题,避免将施工人员下放至钻孔底部切割钢筋笼,危险系数低,施工效率高。

在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”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申请和简化描述,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申请的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是,在本申请中,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。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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