CN103879918A - 一种一体式双自锁智能信息化钢支撑及其加载、拆卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种一体式双自锁智能信息化钢支撑及其加载、拆卸方法，包括：筒体的第一端的内部设有油缸，油缸上设有油压传感器、位移传感器以及液压锁，筒体的第二端设有一开口，一中间主受力板轴向设置在开口内，且中间主受力板的两侧与筒形开口内壁一体焊接，活络端的支撑杆的第一端分别连接连接板，连接板连接油缸，支撑杆的第二端分别夹持承力板，支撑滑靴通过螺栓连接承力板，且支撑杆分别夹持中间主受力板，承力板对齐中间主受力板；随油缸加载伸长，支撑滑靴沿中间主受力板的延展方向向筒体的外部伸长，钢楔可拆卸地***并支撑在中间主受力板与承力板之间；随油缸的卸载回缩，支撑滑靴沿中间主受力板的延展方向向筒体的回缩。

Description

一种一体式双自锁智能信息化钢支撑及其加载、拆卸方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别涉及一种一体式双自锁智能信息化钢支撑及其加载、拆卸方法。

背景技术

钢支撑一般情况是倾斜的连接构件，最常见的是人字形和交叉形状的，截面形式可以是钢管、H型钢、角钢等，作用是增强结构的稳定性。说到拉条一般是指拉结檩条的圆钢，说白了就是粗钢筋，也是为了增强檩条的稳定性，使檩条在一定的外力作用下不容易失稳破坏。檩条的截面形式一般有H型钢、C形、Z形等，作用是减小屋面板的跨度并固定屋面板。

地下建筑工程的基坑施工在开挖基坑时都需要采用钢支撑来避免坑壁坍塌，现有的钢支撑端部接头一般多为活络头加钢楔的形式，使用时先用吊车吊起专用的千斤顶对钢支撑预加轴力，然后再***钢楔传力。当需要拆除钢支撑时，首先要使用吊车将专用的千斤顶吊置于钢支撑端部的活络头处，然后再通过液压油泵给专用千斤顶加压，使得基坑围护结构产生一定量的向外位移，待原先***钢支撑端头的钢楔出现松动后取出钢楔，再将千斤顶卸压并移去，最后吊车吊走所拆除的钢支撑。然而在现实应用中，这种钢支撑也暴露出其难以克服的缺点：该支撑在安装过程中，施加预应力过程需要吊车及2个加载千斤顶配合，存在加压值没有数据采集记录、加压值依赖操作人员的经验及责任心控制、施工工艺较多且时间较长等问题；此外，在拆除过程中由于钢楔长期受力变形造成拆除困难，甚至出现无法拆除等问题；还有，随着基坑的开挖及变形，部分支撑会出现轴力衰减，甚至支撑失效的现象；尽管施工现场可采用二次复加轴力的措施，但现场二次复加轴力施工有很多困难，不能从本质上解决该问题；再者，钢支撑安装和拆除均需要吊车与操作工人相互配合，过程复杂且不安全，因而具有费工费时的缺点。

专利公开号CN101463606A公开了一种后顶撑式活络头，其包括：一液压机体；一轴向设置在液压机体内的液压千斤顶，其包括固定连接的储油箱以及可相对于储油箱轴向移动的活塞，该活塞的一端设置在储油箱内，该活塞的另一端固定连接有一球头；一固定机体；一活动机体，其包括平行设置的活动端部法兰以及与球头形状配合的球座，以及在该活动端部法兰和球座之间轴向延伸的两根支撑杆；一用于填塞在固定机体与活动端部法兰之间的承力塞铁；一连接至储油箱的第一液压传感器；以及一连接至液压机套筒或固定套筒的第二液压传感器。

专利公开号CN203144059U公开了一种后顶撑式活络头，其包括：一液压机体；一轴向设置在液压机体内的液压千斤顶，其包括固定连接的储油箱以及可相对于储油箱轴向移动的活塞，该活塞的一端设置在储油箱内，该活塞的另一端固定连接有一球头；一固定机体；一活动机体，其包括平行设置的活动端部法兰以及与球头形状配合的球座，以及在该活动端部法兰和球座之间轴向延伸的两根支撑杆；一用于填塞在固定机体与活动端部法兰之间的承力塞铁；一连接至储油箱的第一液压传感器；以及一连接至液压机套筒或固定套筒的第二液压传感器。

但是现有的钢支撑端部结构还存在多项缺陷和不足，有鉴于此，本领域技术人员针对上述问题，提供了一种仅在平面内转动的一体式双自锁智能信息化钢支撑。

发明内容

本发明提供了一种一体式双自锁智能信息化钢支撑及其加载、拆卸方法，克服了现有技术的困难，采用控制与监测一体化，机械与液压一体化、带机械+液压双自锁模式、以及带有油压和位移实时监测功能的一体式智能信息化钢支撑端部结构。在使用时，可以根据需要，方便的进行支撑轴力的加载和轴力复加，以达到简便、快速安装支撑，提高施工效率，减少基坑变形的目的。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种一体式双自锁智能信息化钢支撑，包括筒体、活络端、油缸以及钢楔；所述筒体的第一端的内部设有所述油缸，所述油缸上设有油压传感器、位移传感器以及液压锁，所述筒体的第二端设有一开口，一中间主受力板轴向设置在所述开口内，且所述中间主受力板的两侧与所述筒形开口内壁一体焊接，所述活络端包括支撑滑靴、连接板、螺栓、若干支撑杆以及承力板，所述支撑杆的第一端分别连接所述连接板，所述连接板连接所述油缸，所述支撑杆的第二端分别夹持所述承力板，所述支撑滑靴通过所述螺栓连接所述承力板，且所述支撑杆分别夹持所述中间主受力板，所述承力板对齐所述中间主受力板；

随所述油缸加载伸长，所述支撑滑靴沿所述中间主受力板的延展方向向所述筒体的外部伸长，所述钢楔可拆卸地***并支撑在所述中间主受力板与所述承力板之间；

随所述油缸的卸载回缩，所述支撑滑靴沿所述中间主受力板的延展方向向所述筒体的回缩。

优选地，所述筒体的外壁设有孔口，所述油缸的外壁上设有进出油管接口，所述孔口连通到所述油管接口。

优选地，所述油缸的第一端设有一油缸滑靴，所述油缸滑靴卡接所述活络端的连接板。

优选地，所述油缸还设有一连接杆，所述连接杆的一端连接所述油缸滑靴，另一端连接所述位移传感器。

优选地，所述筒体的第二端设有一空心法兰板，所述空心法兰板上设有若干螺栓孔，所述油缸的底部设有一油缸法兰板，所述空心法兰板与所述油缸法兰板之间通过螺栓和螺钉螺接。

本发明还提供了一种一体式双自锁智能信息化钢支撑的加载方法，包括以下步骤：

（1）通过筒体上预留的孔口连接好外部液压站的进出油管至进出油管接口及压力、位移数据线至油压传感器和位移传感器；

（2）油缸加载伸长，通过油缸前端的油缸滑靴推动活络端后端的连接板，使活络端伸长；

（3）油缸加载伸长的同时，油压传感器和位移传感器实时监测支撑轴力和位移数据；

（4）当支撑轴力或位移达到设计值后，外部液压站停止对油缸加载，液压锁自锁，确保油缸内部压力仍处于设计值；以及

（5）将钢楔***活络端与筒体之间的空隙，即完成支撑加载操作。

本发明还提供了一种一体式双自锁智能信息化钢支撑的拆卸方法，包括以下步骤：

（1）先移除***活络端与筒体之间的钢楔；

（2）再通过外部液压站卸载回缩油缸，液压锁在外部液压站的作用下解除自锁，油路打开，油缸卸载回缩；

（3）油缸卸载回缩时，通过油缸前端的油缸滑靴与活络端后端的连接板之间的承插链接机构，一起拉动活络端回缩；

（4）油缸卸载回缩的同时，油压传感器和位移传感器实时监测支撑轴力和位移数据；

（5）当支撑轴力或位移达到设计值后，外部液压站停止对油缸卸载，液压锁自锁，确保油缸内部压力仍处于设计值；以及

（6）将钢楔***活络端与筒体之间的空隙，即完成支撑卸载操作。

由于使用了以上技术，本发明整体采用控制与监测一体化，机械与液压一体化、带机械+液压双自锁模式、以及带有油压和位移实时监测功能的一体式智能信息化钢支撑端部结构。在使用时，可以根据需要，方便的进行支撑轴力的加载和轴力复加，以达到简便、快速安装支撑，提高施工效率，减少基坑变形的目的。本发明自带机械式自锁机构和液压自锁装置，实现了机械、液压双自锁的可靠自锁***，避免由于单一自锁失效而导致的破坏和工程事故。此外，可以凭借本发明上自带的压力传感器和位移传感器，配合相应的伺服监控***，可实现对钢支撑轴力和变形的实时动态监测与智能自动化控制。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明的一体式双自锁智能信息化钢支撑的剖面图；

图2为本发明的一体式双自锁智能信息化钢支撑的加载方法的流程图；以及

图3为本发明的一体式双自锁智能信息化钢支撑的拆卸方法的流程图。

附图标记

1    筒体

11   中间主受力板

12    空心法兰板

13    螺栓孔

14    孔口

2     活络端

21    支撑滑靴

22    连接板

23    螺栓

24    支撑杆

25    承力板

3     油缸

31    油缸滑靴

32    油缸法兰板

33    油压传感器

34    位移传感器

35    液压锁

36    进出油管接口

37    螺栓

38    螺钉

39    连接杆

4      钢楔 

具体实施方式

下面通过图1至3来介绍本发明的一种具体实施例

图1为本发明的一体式双自锁智能信息化钢支撑的剖面图。如图1所示，本发明的一种一体式双自锁智能信息化钢支撑，包括筒体1、活络端2、油缸3以及钢楔4。所述筒体1的第一端的内部设有所述油缸3，所述油缸3上设有油压传感器33、位移传感器34以及液压锁35，所述筒体1的第二端设有一开口，一中间主受力板11轴向设置在所述开口内，且所述中间主受力板11的两侧与所述筒形开口内壁一体焊接，所述活络端2包括支撑滑靴21、连接板22、螺栓23、若干支撑杆24以及承力板25，所述支撑杆24的第一端分别连接所述连接板22，所述连接板22连接所述油缸3，所述支撑杆24的第二端分别夹持所述承力板25，所述支撑滑靴21通过所述螺栓23连接所述承力板25，且所述支撑杆24分别夹持所述中间主受力板11，所述承力板25对齐所述中间主受力板11；

随所述油缸3加载伸长，所述支撑滑靴21沿所述中间主受力板11的延展方向向所述筒体1的外部伸长，所述钢楔4可拆卸地***并支撑在所述中间主受力板11与所述承力板25之间；

随所述油缸3的卸载回缩，所述支撑滑靴21沿所述中间主受力板11的延展方向向所述筒体1的回缩。

所述筒体1的外壁设有孔口14，所述油缸3的外壁上设有进出油管接口36，所述孔口14连通到所述油管接口36。

所述油缸3的第一端设有一油缸滑靴31，所述油缸滑靴31卡接所述活络端2的连接板22。

所述油缸3还设有一连接杆39，所述连接杆39的一端连接所述油缸滑靴31，另一端连接所述位移传感器34。

所述筒体1的第二端设有一空心法兰板12，所述空心法兰板12上设有若干螺栓孔13，所述油缸3的底部设有一油缸法兰板32，所述空心法兰板12与所述油缸法兰板32之间通过若干螺栓37和螺钉38螺接。

本发明采用油缸内置后顶进，外部钢支撑筒体整体构造形式，且具备机械+液压双自锁功能，大大提高了***的可靠性及安全性。不会出现法兰螺栓受拉破坏现象。此外，本发明后端油缸带有液压传感器、液压锁和位移传感器，可实现压力、位移、自锁的全套解决方案。最后，本发明油缸与活络端尾部连接采用承插式连接，无需螺栓连接，便捷可操作。

 

图2为本发明的一体式双自锁智能信息化钢支撑的加载方法的流程图。如图2所示，当支撑需要加载时：

（1）通过筒体1上预留的孔口14连接好外部液压站的进出油管至进出油管接口36及压力、位移数据线至油压传感器33和位移传感器34；

（2）油缸3加载伸长，通过油缸前端的油缸滑靴31推动活络端2后端的连接板22，使活络端2伸长；

（3）油缸3加载伸长的同时，油压传感器33和位移传感器34实时监测支撑轴力和位移数据；

（4）当支撑轴力或位移达到设计值后，外部液压站停止对油缸3加载，液压锁35自锁，确保油缸内部压力仍处于设计值；

（5）将钢楔4***活络端2与筒体1之间的空隙，即完成支撑加载操作。

图3为本发明的一体式双自锁智能信息化钢支撑的拆卸方法的流程图。如图3所示，当支撑需要卸载时：

（1）先移除***活络端2与筒体1之间的钢楔4；

（2）再通过外部液压站卸载回缩油缸3，液压锁在外部液压站的作用下解除自锁，油路打开，油缸3卸载回缩；

（3）油缸3卸载回缩时，通过油缸前端的油缸滑靴31与活络端2后端的连接板22之间的承插链接机构，一起拉动活络端2回缩；

（4）油缸3卸载回缩的同时，油压传感器33和位移传感器34实时监测支撑轴力和位移数据；

（5）当支撑轴力或位移达到设计值后，外部液压站停止对油缸3卸载，液压锁35自锁，确保油缸内部压力仍处于设计值；

（6）将钢楔4***活络端2与筒体1之间的空隙，即完成支撑卸载操作。

 

本发明与背景技术中公开的两项专利的主要区别在于：

1）对比CN101463606A公开的一种基坑可控式液压钢支撑，其本身就是钢支撑端部结构，自身油缸缸体直接作用在基坑侧墙上，对光洁度要求极高的油缸缸体直接暴露在外，无法满足施工现场复杂的施工环境和恶劣的条件，极易造成缸体划、擦、砸伤而密封失效无法使用；此外，该支撑在短则一两个月，长则五六个月的长期基坑支护过程中，必须始终保持液压***处于高压状态,且无有效的自锁措施，一旦出现断电、漏油等问题，将失去支撑效果，后果不堪设想。最后，该支撑内部都拥有一套完整的液压***（包括液压油箱、液压泵、电机和液压阀块），这就意味着该液压支撑结构非常复杂、易损坏、成本很高且维修保养繁琐。

本发明采用油缸内置后顶进，外部钢支撑筒体和活络头一体化的构造形式，且具备机械+液压双自锁功能。因此，不会出现缸体暴露易损坏和由于断电或漏油引起的支撑失效问题。此外，本发明结构简单可靠，仅油缸及相关传感器、液压锁内置，采用外部统一的液压动力***，不但大大提高了***的可靠度，而且节约资源并可有效降低成本。

2）对比CN203144059U公开的后顶撑式活络头，其主要不足在于：首先，其结构形式采用两段式结构，其液压机体与固定机体之间采用法兰螺栓连接，安装复杂、整体性差，且当后端油缸加载顶进过程中，易出现液压机体与固定机体之间采用法兰螺栓受拉破坏现象；其次，该专利的后部油缸无液压锁和位移传感器，一旦漏油，油缸随即失效，且无法监测支撑位移。另外，该专利的后部油缸仅有两个液压传感器，其第一液压传感器连接至储油箱监测邮箱压力，第二液压传感器连接至液压机套筒或固定套筒用来监测钢套筒压力，均非直接测试油缸缸内压力，因此无法直接精确测量支撑轴力。最后，其后部油缸与活动机体后端的第三连接板45通过螺栓与球座44固定连接，此连接方式看似可行，实际安装过程中，此区域处于液压机体与固定机体之间的封闭区域，无操作空间，无法螺栓连接。

终上所述，本发明整体采用控制与监测一体化，机械与液压一体化、带机械+液压双自锁模式、以及带有油压和位移实时监测功能的一体式智能信息化钢支撑端部结构。在使用时，可以根据需要，方便的进行支撑轴力的加载和轴力复加，以达到简便、快速安装支撑，提高施工效率，减少基坑变形的目的。本发明自带机械式自锁机构和液压自锁装置，实现了机械、液压双自锁的可靠自锁***，避免由于单一自锁失效而导致的破坏和工程事故。此外，可以凭借本发明上自带的压力传感器和位移传感器，配合相应的伺服监控***，可实现对钢支撑轴力和变形的实时动态监测与智能自动化控制。

以上所述的实施例仅用于说明本专利的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本专利的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本专利的专利范围，即凡依本专利所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本专利的专利范围内。

Claims (7)

1.一种一体式双自锁智能信息化钢支撑，其特征在于：包括筒体（1）、活络端（2）、油缸（3）以及钢楔（4）；

所述筒体（1）的第一端的内部设有所述油缸（3），所述油缸（3）上设有油压传感器（33）、位移传感器（34）以及液压锁（35），所述筒体（1）的第二端设有一开口，一中间主受力板（11）轴向设置在所述开口内，且所述中间主受力板（11）的两侧与所述筒形开口内壁一体焊接，所述活络端（2）包括支撑滑靴（21）、连接板（22）、螺栓（23）、若干支撑杆（24）以及承力板（25），所述支撑杆（24）的第一端分别连接所述连接板（22），所述连接板（22）连接所述油缸（3），所述支撑杆（24）的第二端分别夹持所述承力板（25），所述支撑滑靴（21）通过所述螺栓（23）连接所述承力板（25），且所述支撑杆（24）分别夹持所述中间主受力板（11），所述承力板（25）对齐所述中间主受力板（11）；

随所述油缸（3）加载伸长，所述支撑滑靴（21）沿所述中间主受力板（11）的延展方向向所述筒体（1）的外部伸长，所述钢楔（4）可拆卸地***并支撑在所述中间主受力板（11）与所述承力板（25）之间；

随所述油缸（3）的卸载回缩，所述支撑滑靴（21）沿所述中间主受力板（11）的延展方向向所述筒体（1）的回缩。

2. 如权利要求1所述的一体式双自锁智能信息化钢支撑，其特征在于：所述筒体（1）的外壁设有孔口（14），所述油缸（3）的外壁上设有进出油管接口（36），所述孔口（14）连通到所述油管接口（36）。

3.如权利要求2所述的一体式双自锁智能信息化钢支撑，其特征在于：所述油缸（3）的第一端设有一油缸滑靴（31），所述油缸滑靴（31）卡接所述活络端（2）的连接板（22）。

4.如权利要求3所述的一体式双自锁智能信息化钢支撑，其特征在于：所述油缸（3）还设有一连接杆（39），所述连接杆（39）的一端连接所述油缸滑靴（31），另一端连接所述位移传感器（34）。

5.如权利要求4所述的一体式双自锁智能信息化钢支撑，其特征在于：所述筒体（1）的第二端设有一空心法兰板（12），所述空心法兰板（12）上设有若干螺栓孔（13），所述油缸（3）的底部设有一油缸法兰板（32），所述空心法兰板（12）与所述油缸法兰板（32）之间通过螺栓（37）和螺钉（38）螺接。

6.一体式双自锁智能信息化钢支撑的加载方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）通过筒体上预留的孔口连接好外部液压站的进出油管至进出油管接口及压力、位移数据线至油压传感器和位移传感器；

（2）油缸加载伸长，通过油缸前端的油缸滑靴推动活络端后端的连接板，使活络端伸长；

（3）油缸加载伸长的同时，油压传感器和位移传感器实时监测支撑轴力和位移数据；

（4）当支撑轴力或位移达到设计值后，外部液压站停止对油缸加载，液压锁自锁，确保油缸内部压力仍处于设计值；以及

（5）将钢楔***活络端与筒体之间的空隙，即完成支撑加载操作。

7.一体式双自锁智能信息化钢支撑的拆卸方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）先移除***活络端与筒体之间的钢楔；

（2）再通过外部液压站卸载回缩油缸，液压锁在外部液压站的作用下解除自锁，油路打开，油缸卸载回缩；

（3）油缸卸载回缩时，通过油缸前端的油缸滑靴与活络端后端的连接板之间的承插链接机构，一起拉动活络端回缩；

（4）油缸卸载回缩的同时，油压传感器和位移传感器实时监测支撑轴力和位移数据；

（5）当支撑轴力或位移达到设计值后，外部液压站停止对油缸卸载，液压锁自锁，确保油缸内部压力仍处于设计值；以及

（6）将钢楔***活络端与筒体之间的空隙，即完成支撑卸载操作。

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