CN208517944U - 一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，包括第一地连墙、第二地连墙，所述第一地连墙一侧设置有竖向预埋钢板，所述竖向预埋钢板处设置有牛腿支撑，所述牛腿支撑上设置有钢座箱，所述第二地连墙一侧设置有钢支撑，所述钢支撑自由端设置有活络头，所述活络头与钢座箱相连，所述钢座箱中设置有抵靠第一地连墙的液压千斤顶。本实用新型与传统钢支撑体系相比，能明显降低基坑围护结构的变形速率，控制基坑的变形，减小对邻近运营线路、建筑等周边环境的影响，有效解决常规施工方法无法控制的苛刻变形要求和技术难题。本实用新型减少了人力作业，现场管理实现了可视化，从而提高了施工效率。具有广泛的应用推广前景。

Description

一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置

技术领域

本实用新型属于地铁车站钢支撑领域，具体涉及一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置。

背景技术

为了保证地下结构及基坑周边环境的安全，需要在基坑侧壁及周围施加支撑、加固等防护措施。

钢支撑***以其构造简单、组装方便、施工快速、可反复使用而得到广泛应用。但是，随着基坑的长期暴露，支撑轴力有可能出现衰减，造成支撑变形，从而引起围护结构和周边环境的变形增加。

基坑在开挖过程中，需要对于钢支撑梁进行轴力监测。

目前的轴力监测是采取在型钢内支撑梁上安装轴力检测应力器例如，轴力计，当型钢支撑梁接受了来自基坑外侧的主动土压力后，轴力检测应力器将检测到的轴力变化，输送到检测设备上并经过处理后，得出轴力变化值变化数据，供施工技术人员判断基坑安全是否在可控范围里。若基坑的实测轴力需要补偿，则需要人工前往现场，通过安放千斤顶加压，将轴力施加上去，然后固定之。

尽管可以采取复加轴力措施，但二次复加轴力施工难度很大，而且不能做到及时迅速复加轴力，对基坑变形控制造成不利。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置。

本实用新型的技术方案是：一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，包括第一地连墙、第二地连墙，所述第一地连墙一侧设置有竖向预埋钢板，所述竖向预埋钢板处设置有牛腿支撑，所述牛腿支撑上设置有钢座箱，所述第二地连墙一侧设置有钢支撑，所述钢支撑自由端设置有活络头，所述活络头与钢座箱相连，所述钢座箱中设置有抵靠第一地连墙的液压千斤顶。

所述牛腿支撑包括牛腿翼缘板，所述牛腿翼缘板下端设置有多个牛腿竖向肋板。

所述钢座箱包括与牛腿翼缘板相连的钢箱座底板，所述钢箱座底板上设置有钢箱座腹板，所述钢箱座腹板上端设置有钢箱座上翼缘板，所述钢箱座底板、钢箱座腹板端面设置有钢箱座竖向端板。

所述钢座箱中设置有多个平行的钢箱座内隔板，所述钢箱座内隔板上设置有液压千斤顶，所述液压千斤顶一端与钢箱座竖向端板相连，液压千斤顶的活动端穿过钢箱座内隔板后与第一地连墙抵靠。

所述钢支撑包括多个空心钢管，所述空心钢管通过钢支撑连接法兰盘相连。

所述活络头设置在空心钢管端部，所述活络头的探出端设置有活络头承力板，所述活络头承力板与钢箱座竖向端板相接触。

所述活络头承力板、活络头之间设置有活络头环向肋板。

所述钢箱座竖向端板侧壁还设置有活络头支挡水平板，所述活络头承力板位于活络头支挡水平板上。

所述活络头承力板下端设置有活络头支挡竖向肋板，所述活络头支挡竖向肋板与钢箱座竖向端板相连。

本实用新型适用于各类软弱复杂地质条件下的深基坑围护结构钢支撑体系，尤其是邻近运营线或重要建（构）筑物的深基坑。

本实用新型实现对支撑轴力进行全天候不间断监测，并根据高精度传感器所测参数值对支撑轴力进行适时的自动补偿来达到控制基坑变形的目的，该支撑***始终处于可控和可知的状态。与传统钢支撑体系相比，自动轴力补偿***能明显降低基坑围护结构的变形速率，控制基坑的变形，减小对邻近运营线路、建筑等周边环境的影响，有效解决常规施工方法无法控制的苛刻变形要求和技术难题。

本实用新型将动态信息与移动设备绑定，实现远程终端控制、离场操作，实现信息化管理。通过监测数据分析不同地层基坑变形规律，验证设计理论计算变形值，可预先设置轴力值大小主动控制基坑变形，实现施工指导设计。

本实用新型减少了人力作业，现场管理实现了可视化，从而提高了施工效率。具有广泛的应用推广前景。

附图说明

图1 是本实用新型的侧视图；

图2 是图1中沿A-A截面的剖视图；

图3 是图1中沿B-B截面的剖视图；

图4 是本实用新型的施工工艺流程图；

其中：

11 竖向预埋钢板 12 牛腿竖向肋板

13 牛腿翼缘板 14 钢箱座底板

15 钢箱座腹板 16 钢箱座外侧竖向肋板

17 钢箱座上翼缘板 18 钢箱座竖向端板

19 钢箱座内隔板 20 第一地连墙

21 第二地连墙 22 活络头支挡竖向肋板

23 活络头支挡水平板 24 活络头环向肋板

25 活络头承力板 26 活络头

27 钢支撑 28 钢支撑连接法兰盘

29 定位螺栓 30 条形孔

31 液压千斤顶。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1~4所示，一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，包括第一地连墙20、第二地连墙21，所述第一地连墙20一侧设置有竖向预埋钢板11，所述竖向预埋钢板11处设置有牛腿支撑，所述牛腿支撑上设置有钢座箱，所述第二地连墙21一侧设置有钢支撑27，所述钢支撑27自由端设置有活络头26，所述活络头26与钢座箱相连，所述钢座箱中设置有抵靠第一地连墙20的液压千斤顶31。

所述牛腿支撑包括牛腿翼缘板13，所述牛腿翼缘板13下端设置有多个牛腿竖向肋板12。

所述钢座箱包括与牛腿翼缘板13相连的钢箱座底板14，所述钢箱座底板14上设置有钢箱座腹板15，所述钢箱座腹板15上端设置有钢箱座上翼缘板17，所述钢箱座底板14、钢箱座腹板15端面设置有钢箱座竖向端板18。

所述钢座箱中设置有多个平行的钢箱座内隔板19，所述钢箱座内隔板19上设置有液压千斤顶31，所述液压千斤顶31一端与钢箱座竖向端板18相连，液压千斤顶31的活动端穿过钢箱座内隔板19后与第一地连墙20抵靠。

所述钢支撑27包括多个空心钢管，所述空心钢管通过钢支撑连接法兰盘相连。

所述活络头26设置在空心钢管端部，所述活络头26的探出端设置有活络头承力板25，所述活络头承力板25与钢箱座竖向端板18相接触。

所述活络头承力板25、活络头26之间设置有活络头环向肋板24。

所述钢箱座竖向端板18侧壁还设置有活络头支挡水平板23，所述活络头承力板25位于活络头支挡水平板23上。

所述活络头承力板25下端设置有活络头支挡竖向肋板22，所述活络头支挡竖向肋板22与钢箱座竖向端板18相连。

所述支挡竖向肋板22、活络头支挡水平板23能够增强承载能力及稳定性。

所述钢箱座底板14中形成多个与牛腿翼缘板13安装用的条形孔30，所述钢箱座底板14、牛腿翼缘板13通过穿过条形孔30的螺栓螺母组件进行固定。

所述条形孔30位于钢箱座腹板15外侧。

所述活络头26的设置可以方便的调整钢支撑27的长度，从而使得钢支撑轴力补偿装置可以适应不同尺寸的基坑围护结。

本实用新型的作业过程如下：

***作业的具体过程为：

自动轴力补偿装置总体工艺设计采用树状结构、模块化、分布式布置，更贴近、更适合地铁边长条形基坑的结构特点，便于现场布置和使用。

对各***进行加工组装并调试，安装钢支撑钢围檩、钢支座箱、监控站、操作站、现场监控站、液压伺服泵站、组合增压千斤顶、液压站接线盒装置、液压油管、网线、电缆。

***设计并配置基于移动诊断技术的多功能移动诊断控制箱，在中央监控***（监控站）或操作站或现场控制站等模块通信失效的情况下能实现故障单元的轴力自动补偿和故障诊断；在控制模块硬件故障情况下能实现故障单元的轴力手动补偿，提高了装置的应急处理能力，从而大大增加了装置的安全性和可靠性。

现场控制站、多功能移动诊断控制箱等都采用了HMI人机界面智能控制技术，操作简单，使用十分方便。

自动补偿装置采用CAN总线来实现数据采集和控制指令发送，站与站之间采用方便的接插件技术并赋以新型可靠的稳定技术。

现场控制站及泵站的布置位置坚持线路最短原则，即现场控制站与泵站间的线路最短、泵站与千斤顶间的油管最短，并完成设备安装、单***、总***程序调试。钢箱座与钢支撑预先拼装，根据基坑开挖进度，架设钢支撑，并安装组合液压千斤顶至钢箱座内，就位居中，与泵站的液压油管连接，在监控站上按照设定轴力设定***压力控制值（精度控制偏差±3%），完成设计预加轴力的逐级施加。

同时，采集各种监测数据初始值，进行同步监测。自动补偿装置开始运作，形成持续“保压”状态，开始自动控制、监测钢支撑轴力。

在基坑开挖的前30～50m长度范围，竖向每道支撑选取10～15根的钢支撑轴力监测数据。

根据基坑开挖及钢支撑倒用周期，千斤顶标定不超过6个月一次；液压伺服泵站、现场控制站、操作站按每移动一次进行一次调试，监控站按3个月检查一次；加强日常巡检，对网络线路、用电线路、液压油管等破损及时更换，确保***运行期间完好。

为确保质量，特别的，钢支撑提前试拼检查，连接时必须对称上高强螺栓，按顺序紧固，拼装成型的支撑是否平直，检查轴线偏差≤3cm，不平直（或存在变形）的要禁止使用。现场安装时，两端安装标高≤3cm。加强现场控制钢围檩背后回填，确保砼密实，严禁喷砼的干拌料、回填料，不得回填其他杂物。

特别的，盖挖逆作板下进行钢支撑和自动轴力补偿***千斤顶的安装、拆除，操作空间受限，无法采用单根整体吊装，需要在板下分段拼装，根据跨度、高度提前做好分段试拼；钢支撑和千斤顶安装选用合适的挖掘机进行，拆除采用叉车。

特别的，钢支撑自动轴力补偿***不仅实现“保压”，根据基坑及邻近建筑物变形来快速增加轴力，达到控制变形的作用。现场条件受限仅邻近运营线或重要建（构）筑物采用自动化监测，基坑施工测斜等监测主要靠人工，监测数据不及时，应根据邻近运营线或重要建（构）筑物自动化监测数据，快速“调压”增大轴力，有效控制基坑及邻近运营线或重要建（构）筑物的变形。

自动轴力补偿装置对钢支撑轴力实时补偿的能力强、精度高、速度快，响应精度达95%以上，响应时间缩短至2秒。

本实用新型适用于各类软弱复杂地质条件下的深基坑围护结构钢支撑体系，尤其是邻近运营线或重要建（构）筑物的深基坑。

本实用新型实现对支撑轴力进行全天候不间断监测，并根据高精度传感器所测参数值对支撑轴力进行适时的自动补偿来达到控制基坑变形的目的，该支撑***始终处于可控和可知的状态。与传统钢支撑体系相比，自动轴力补偿***能明显降低基坑围护结构的变形速率，控制基坑的变形，减小对邻近运营线路、建筑等周边环境的影响，有效解决常规施工方法无法控制的苛刻变形要求和技术难题。

本实用新型将动态信息与移动设备绑定，实现远程终端控制、离场操作，实现信息化管理。通过监测数据分析不同地层基坑变形规律，验证设计理论计算变形值，可预先设置轴力值大小主动控制基坑变形，实现施工指导设计。

本实用新型减少了人力作业，现场管理实现了可视化，从而提高了施工效率。具有广泛的应用推广前景。

Claims (9)

1.一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，包括第一地连墙（20）、第二地连墙（21），其特征在于：所述第一地连墙（20）一侧设置有竖向预埋钢板（11），所述竖向预埋钢板（11）处设置有牛腿支撑，所述牛腿支撑上设置有钢座箱，所述第二地连墙（21）一侧设置有钢支撑（27），所述钢支撑（27）自由端设置有活络头（26），所述活络头（26）与钢座箱相连，所述钢座箱中设置有抵靠第一地连墙（20）的液压千斤顶（31）。

2.根据权利要求1所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述牛腿支撑包括牛腿翼缘板（13），所述牛腿翼缘板（13）下端设置有多个牛腿竖向肋板（12）。

3.根据权利要求2所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述钢座箱包括与牛腿翼缘板（13）相连的钢箱座底板（14），所述钢箱座底板（14）上设置有钢箱座腹板（15），所述钢箱座腹板（15）上端设置有钢箱座上翼缘板（17），所述钢箱座底板（14）、钢箱座腹板（15）端面设置有钢箱座竖向端板（18）。

4.根据权利要求3所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述钢座箱中设置有多个平行的钢箱座内隔板（19），所述钢箱座内隔板（19）上设置有液压千斤顶（31），所述液压千斤顶（31）一端与钢箱座竖向端板（18）相连，液压千斤顶（31）的活动端穿过钢箱座内隔板（19）后与第一地连墙（20）抵靠。

5.根据权利要求4所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述钢支撑（27）包括多个空心钢管，所述空心钢管通过钢支撑连接法兰盘相连。

6.根据权利要求5所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述活络头（26）设置在空心钢管端部，所述活络头（26）的探出端设置有活络头承力板（25），所述活络头承力板（25）与钢箱座竖向端板（18）相接触。

7.根据权利要求6所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述活络头承力板（25）、活络头（26）之间设置有活络头环向肋板（24）。

8.根据权利要求7所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述钢箱座竖向端板（18）侧壁还设置有活络头支挡水平板（23），所述活络头承力板（25）位于活络头支挡水平板（23）上。

9.根据权利要求8所述的一种地铁车站基坑钢支撑轴力自动补偿装置，其特征在于：所述活络头承力板（25）下端设置有活络头支挡竖向肋板（22），所述活络头支挡竖向肋板（22）与钢箱座竖向端板（18）相连。