本發明涉及隧道支護設備，尤其涉及隧道邊墻鋼筋的定位設備和定位方法。

背景技術：

隧道襯砌施工時，邊墻鋼筋綁扎過程中鋼筋定位非常困難,無法對鋼筋進行精確三維定位，經常出現鋼筋間距忽大忽小、鋼筋保護層厚度過大或過小、鋼筋緊貼防水板導致戳傷防水板、下料過長引起鋼筋浪費等問題，嚴重影響襯砌施工質量，造成隧道結構耐久性差。現有技術中有一些鋼筋定位器，但這些鋼筋定位器不能對鋼筋進行絕對定位(即X、Y、Z方向的三維定位)、鋼筋定位器間距不易或不能調整、不能對邊墻內層鋼筋和外層鋼筋同時定位(特別是對邊墻鋼筋高低不等的情況)。尚未發現對邊墻鋼筋進行三維精確定位的方法及設備。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種能同時對邊墻內層、外層鋼筋進行精確三維定位的方法及設備，特別是對高低不等的邊墻鋼筋一次性定位，且操作方便、效率較高的鋼筋定位器，同時精確定位有助于鋼筋標準化下料、減少或避免鋼筋浪費。

為此，本發明所采用的技術方案為：一種隧道邊墻鋼筋定位器，包括仰 拱棧橋、鋼筋定位臂機構、定位桿和定位夾，所述仰拱棧橋的同一側至少設置有兩組鋼筋定位臂機構，每組鋼筋定位臂機構包括由內到外依次鉸接的大臂、中臂和小臂，所述大臂的內側端鉸接在仰拱棧橋的外側，由第一伸縮缸驅動大臂繞鉸接點轉動實現水平方向的轉動，中臂由三個在豎直平面內呈“Z”字形布置的第二伸縮缸構成，實現小臂在豎直平面的轉動或伸縮，小臂包括上下間隔設置的兩個臂桿，每個臂桿上設置有一個第三伸縮缸實現臂桿的伸縮，兩個所述臂桿的內側端之間設置有第四伸縮缸用于調整小臂的兩臂桿之間的距離；同一側的兩組鋼筋定位臂機構的小臂之間通過四根定位桿相連，其中兩根定位桿上下間隔設在小臂的內側，另外兩根定位桿上下間隔設在小臂的外側，每根定位桿上間隔固定地分布有若干定位夾，位于內側上方的定位桿上的鋼筋定位夾與位于外側下方的定位桿上的鋼筋定位夾對應設置，位于內側下方的定位桿上的鋼筋定位夾與位于外側上方的定位桿上的鋼筋定位夾對應設置，且內側上方與內側下方的定位桿的鋼筋定位夾錯開設置。

作為上述方案的優選，所述大臂呈“U”形，且“U”的開口端朝向內側，并通過兩個端頭上下間隔地鉸接在仰拱棧橋上，所述第一伸縮缸相對大臂上下居中設置以保證大臂受力平衡。

進一步，所述小臂的臂桿能相對于中臂轉動，確保鋼筋定位器可以收折，從而占用較小的空間。

同時，本發明還提供了一種利用上述隧道邊墻鋼筋定位器進行隧道邊墻鋼筋的定位方法，包括以下步驟：

第一步,對仰拱棧橋進行定位，仰拱棧橋一端支承在已鋪好的仰拱上，另一端支撐在未鋪設仰拱一側，仰拱棧橋的中心線與隧道中心線平行；第二步， 通過伸長、縮短、旋轉鋼筋定位器的各個臂，使鋼筋定位器在隧道縱斷面內的位置得到確定，再調整鋼筋定位夾之間的距離使鋼筋定位器在隧道長度方向的位置得到確定，從而實現了對鋼筋定位器的三維定位；第三步，用鋼筋定位夾夾住邊墻鋼筋，從而實現對邊墻鋼筋的三維定位。

最好是，所述仰拱棧橋的中心線與隧道中心線在同一豎直面內。

本發明的有益效果：可以對隧道邊墻高低不同的內層鋼筋、外層鋼筋同時進行三維定位，兩個臂桿的內側端之間設置有第四伸縮缸用來調整小臂的兩臂桿之間的距離，以適應高低不同的邊墻鋼筋；定位精度高，鋼筋間距規范，有利于提升襯砌施工質量；鋼筋可以標準化下料，避免或減少鋼筋浪費；定位器間距容易調整、機械化程度高，降低工人勞動強度。

附圖說明

圖1為發明展開狀態的結構示意圖。

圖2為圖1的A部放大圖。

圖3為發明收折狀態的結構示意圖。

圖4為圖3的B部放大圖。

圖5為定位夾由打開到鎖緊狀態的示意圖。

圖6為隧道、鋼筋、鋼筋定位器的關系圖。

圖7為鋼筋在鋼筋定位器上的安裝示意圖。

圖8為圖7的C部放大圖。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖，對本發明作進一步說明：

結合圖1—圖4所示，一種隧道邊墻鋼筋定位器，主要由仰拱棧橋4、鋼 筋定位臂機構、定位桿5和定位夾6組成。

仰拱棧橋4分左右兩側，在仰拱棧橋4的左、右側各設置有兩組鋼筋定位臂機構。在仰拱棧橋4的同一側至少應設置兩組鋼筋定位臂機構，但不限于兩組。

每組鋼筋定位臂機構由從內到外依次鉸接的大臂1、中臂2和小臂3組成。大臂1的內側端鉸接在仰拱棧橋4的外側，由第一伸縮缸7驅動大臂1繞鉸接點轉動實現水平方向的轉動，鋼筋定位器分為工作狀態和收折狀態(如圖2、圖4所示)，設置第一伸縮缸7的目的，就是為了確保鋼筋定位器能在工作完成后繞大臂1的內側鉸接點水平轉動實現收折，減少占用空間。最好是，大臂1也具有伸縮功能，通過另外的伸縮缸實現。

中臂2由三個在豎直平面內呈“Z”字形布置的第二伸縮缸8構成，實現小臂3在豎直平面的轉動或伸縮，每個第二伸縮缸8的內端與大臂1的外側端鉸接，每個第二伸縮缸8的外端與小臂3的內側端鉸接。三個第二伸縮缸8在豎直平面內呈“Z”字形布置，其中，傾斜設置的第二伸縮缸8的內側端與位于下方的第二伸縮缸8的內側端共用一個鉸接點，傾斜設置的第二伸縮缸8的外側端與位于上方的第二伸縮缸8的外側端共用一個鉸接點；也可以是，傾斜設置的第二伸縮缸8的內側端與位于上方的第二伸縮缸8的內側端共用一個鉸接點，傾斜設置的第二伸縮缸8的外側端與位于下方的第二伸縮缸8的外側端共用一個鉸接點。

小臂3由上下間隔設置的兩個臂桿組成，每個臂桿上設置有一個第三伸縮缸9實現臂桿自身的伸縮，兩個臂桿的內側端之間設置有第四伸縮缸10用于調整小臂3的兩臂桿之間的距離。

同一側的兩組鋼筋定位臂機構的小臂3之間通過四根定位桿5相連，其中兩根定位桿5上下間隔設在小臂3的內側，另外兩根定位桿5上下間隔設在小臂3的外側，每根定位桿2上間隔固定地分布有若干定位夾6。結合圖5—圖8所示，定位夾6用于固定隧道邊墻鋼筋11。位于內側上方的定位桿2上的鋼筋定位夾6與位于外側下方的定位桿2上的鋼筋定位夾6對應設置，位于內側下方的定位桿2上的鋼筋定位夾6與位于外側上方的定位桿2上的鋼筋定位夾6對應設置，且內側上方與內側下方的定位桿2的鋼筋定位夾6錯開設置。

最好是，大臂1呈“U”形，且“U”的開口端朝向內側，并通過兩個端頭上下間隔地鉸接在仰拱棧橋4上，第一伸縮缸7相對大臂1上下居中設置以保證大臂1受力平衡。

另外，小臂3的臂桿能相對于中臂2轉動，如圖4所示，以確保鋼筋定位器收折后占用空間最小。

需要說明的是：

(1)在工作狀態中，大臂1、中臂2和小臂3在豎直面內共面，始終與仰拱棧橋4的側壁垂直；收折狀態中，大臂1和中臂2在豎直面內共面，小臂3的臂桿能相對于中臂2轉動形成夾角，從而確保收折后占用空間最小；收折或展開過程中，大臂1和中臂2在豎直面內共面，中臂的位于上方的第二伸縮油缸8與位于下方的第二伸縮油缸8長度相等，中臂2與小臂3之間可以轉動(定位桿始終與棧橋縱向平行)；收折完成后，中臂2與小臂3垂直。

(2)通過鋼筋定位臂機構來調整內層、外層鋼筋在其中兩個維度上的位置，通過定位夾來調整內層、外層鋼筋在另外一個維度上的位置，從而實現 了三維定位，結合定位夾和多個伸縮缸，定位精度高，鋼筋間距規范。

(3)兩個臂桿的內側端之間設置有第四伸縮缸用來調整小臂的兩臂桿之間的距離，以適應高低不同的邊墻鋼筋。

一種利用上述隧道邊墻鋼筋定位器進行隧道邊墻鋼筋的定位方法，包括以下步驟：

第一步,對仰拱棧橋進行定位，仰拱棧橋一端支承在已鋪好的仰拱上，另一端支撐在未鋪設仰拱一側，仰拱棧橋的中心線與隧道中心線平行；第二步，通過伸長、縮短、旋轉鋼筋定位器的各個臂，使鋼筋定位器在隧道縱斷面內的位置得到確定(二維)，再調整鋼筋定位夾之間的距離使鋼筋定位器在隧道長度方向的位置得到確定(一維)，從而實現了對鋼筋定位器的三維定位；第三步，用鋼筋定位夾夾住邊墻鋼筋，從而實現對邊墻鋼筋的三維定位。

最好是，仰拱棧橋的中心線與隧道中心線在同一豎直面內。