一种基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置的制作方法

本实用新型涉及基坑型钢内支撑，具体涉及一种基坑型钢内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。目前的基坑支撑系统通常采用型钢内支撑梁作为基坑的水平支撑。基坑在开挖过程中，需要对于型钢内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），当型钢内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，得出轴力变化值和绘制相应的曲线，供施工技术人员判断基坑安全是否在可控范围里。若基坑的实测轴力显示不足，需要再进一步增加型钢内支撑梁的轴力，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。

目前型钢内支撑梁的轴力补偿工作，需要人工在接受到需要补偿的指令后，采用人工操作的方法，通过千斤顶进行补偿；这使得型钢内支撑梁的轴力无法得到及时的补偿，造成工程风险，尤其是在地铁等邻近构筑物施工深基坑时，将带来很大的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种能够自动、及时补偿型钢内支撑梁的轴力，有效解决现有技术中因型钢内支撑梁的轴力无法得到及时的补偿，而造成工程风险的问题的基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置。

本实用新型的技术方案是：

一种基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置包括轴力加压组件与轴力补偿装置，所述轴力加压组件包括可相互撑开的第一支撑部件与第二支撑部件及设置在第一支撑部件与第二支撑部件之间的限位挡块，所述限位挡块与第一支撑部件之间设有应力保持件，应力保持件由应力保持插片构成；所述轴力补偿装置包括用于检测第一支撑部件与第二支撑部件之间的间距的测距传感器、设置在第一支撑部件与第二支撑部件之间的液压千斤顶及设置在轴力加压组件上方的插片落料补偿装置，所述插片落料补偿装置包括机箱、通过水平轴杆转动设置在机箱内的转盘、若干设置在转盘上的气动夹指及设置在机箱内的插片机构，所述气动夹指绕水平轴杆周向均布，且各气动夹指上夹持一块应力补偿插片，所述插片机构包括设置在转盘正下方的补偿插片竖直导套、设置在补偿插片竖直导套正上方并能够往下插入补偿插片竖直导套内的竖直补偿插片压板及用于升降竖直补偿插片压板的升降气缸，所述补偿插片竖直导套的下端口位于应力保持件的正上方。

本方案的基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置能够自动、及时补偿型钢内支撑梁的轴力，有效解决现有技术中因型钢内支撑梁的轴力无法得到及时的补偿，而造成工程风险的问题。

作为优选，限位挡块、应力保持件与第一支撑部件之间通过第一连接螺栓相连接，所述轴力补偿装置还包括自动拧螺栓装置，自动拧螺栓装置包括设置在限位挡块上的螺栓头定位板及与第一连接螺栓一一对应的拧螺栓执行机构，所述螺栓头定位板上设有与第一连接螺栓的螺栓头相对应的螺栓头定位孔，第一连接螺栓的螺栓头位于对应的螺栓头定位孔内，所述拧螺栓执行机构包括与第一连接螺栓上的螺母配合应的螺母套筒及设置在第一支撑部件上用于旋转螺母套筒的套筒旋转电机，所述第一连接螺栓上的螺母位于对应的螺母套筒内。

本方案通过第一连接螺栓连接限位挡块、应力保持件与第一支撑部件，并设置自动拧螺栓装置，这样可以通过第一连接螺栓保证轴力加压组件的结构牢固、稳定的同时；使轴力补偿装置能够顺利的工作，自动、及时补偿型钢内支撑梁的轴力。

作为优选，应力补偿插片上设有第一连接螺栓避让口。

作为优选，水平轴杆与液压千斤顶的伸缩方向相垂直，所述应力补偿插片与水平轴杆相平行，且应力补偿插片沿水平轴杆的径向延伸。

作为优选，应力保持插片竖直设置，应力保持插片的上端设有厚度自下而上逐渐减小的应力插片导向部。本方案结构的应力插片导向部有利于应力补偿插片插入应力保持插片之间。

作为优选，与气动夹指相对的应力补偿插片一侧设有厚度由应力补偿插片中部往边缘方向逐渐减小的应力补偿插片导向部。本方案结构的应力补偿插片导向部有利于应力补偿插片插入应力保持插片之间。

作为优选，补偿插片竖直导套的上端口设有横截面自上而下逐渐减小的导向口。

本实用新型的有益效果是：能够自动、及时补偿型钢内支撑梁的轴力，有效解决现有技术中因型钢内支撑梁的轴力无法得到及时的补偿，而造成工程风险的问题。

附图说明

图1是本实用新型的基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置在实际应用过程中的一种结构示意图。

图2是图1中A-A处的剖面结构示意图。

图3是图2中D处的局部放大图。

图4是本实用新型的应力补偿插片的一种结构示意图。

图5是图1中B处的局部放大图。

图6是图1中的C向局部视图。

图7是图6中E处的局部放大图。

图中：第一支撑部件1，应力保持件2、应力保持插片21、应力插片导向部211，限位挡块3，第二支撑部件4，插片落料补偿装置5、机箱51、水平轴杆52、转盘53、气动夹指54、应力补偿插片55、第一连接螺栓避让口551、应力补偿插片导向部552、补偿插片竖直导套56、竖直补偿插片压板57、升降气缸58，型钢内支撑梁6，基坑围檩7，拧螺栓执行机构8、螺母套筒81、套筒旋转电机82，螺栓头定位板9，液压千斤顶10，测距传感器11，第一连接螺栓12，接头本体13，进气接头14，排气接头15。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1、图2所示，一种基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置包括轴力加压组件、轴力检测应力器（例如，轴力计）与轴力补偿装置。轴力加压组件包括可相互撑开的第一支撑部件1与第二支撑部件4及设置在第一支撑部件与第二支撑部件之间的限位挡块3。第一支撑部件与第二支撑部件由型钢构成，本实施例的第一支撑部件与第二支撑部件均由H型钢构成，且构成第一支撑部件与第二支撑部件的H型钢的两端均设有封头板。第一支撑部件与第二支撑部件相互平行。本实施例的限位挡块为三个，限位挡块沿第一支撑部件的长度方向等距分布。限位挡块也由H型钢构成，且构成限位挡块的H型钢的两端也设有封头板。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，限位挡块与第一支撑部件之间设有应力保持件2，本实施例的各限位挡块与第一支撑部件均之间设有应力保持件。应力保持件由若干应力保持插片21构成。应力保持插片竖直设置。应力保持插片的上端设有厚度自下而上逐渐减小的应力插片导向部211。限位挡块、应力保持件与第一支撑部件之间通过第一连接螺栓12相连接。第一连接螺栓穿过应力保持插片。限位挡块与第二支撑部件通过第二连接螺栓相连接。

轴力补偿装置包括自动拧螺栓装置、用于检测第一支撑部件与第二支撑部件之间的间距的测距传感器11、设置在第一支撑部件与第二支撑部件之间的液压千斤顶10及设置在轴力加压组件上方的插片落料补偿装置5。本实施例的测距传感器设置在第二支撑部件上。

自动拧螺栓装置包括设置在限位挡块上的螺栓头定位板9及与第一连接螺栓一一对应的拧螺栓执行机构8。螺栓头定位板上设有与第一连接螺栓的螺栓头相对应的螺栓头定位孔。第一连接螺栓的螺栓头位于对应的螺栓头定位孔内。拧螺栓执行机构包括与第一连接螺栓上的螺母配合应的螺母套筒81及设置在第一支撑部件上用于旋转螺母套筒的套筒旋转电机82。第一连接螺栓上的螺母位于对应的螺母套筒内。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本实施例的插片落料补偿装置为三个，插片落料补偿装置与限位挡块一一对应。插片落料补偿装置包括机箱51、通过水平轴杆52转动设置在机箱内的转盘53、用于转动水平轴杆转动的转盘旋转电机、若干设置在转盘上的气动夹指54及设置在机箱内的插片机构。水平轴杆与液压千斤顶的伸缩方向相垂直。气动夹指绕水平轴杆周向均布。转盘上设有旋转接头。旋转接头包括设置在转盘上的接头本体13、设置在接头本体外侧面上并与接头本体的内腔相连通的进气轴孔、可转动设置在进气轴孔内的进气接头14及设置在接头本体上的排气接头15。进气轴孔与水平轴杆同轴设置。外接的供气管道与进气接头相连接。排气接头通过进气管道与气动夹指的进气口相连接。

各气动夹指上夹持一块应力补偿插片55。应力补偿插片与水平轴杆相平行，且应力补偿插片沿水平轴杆的径向延伸。应力补偿插片上设有第一连接螺栓避让口551。与气动夹指相对的应力补偿插片一侧设有厚度由应力补偿插片中部往边缘方向逐渐减小的应力补偿插片导向部552。各气动夹指上的应力补偿插片的厚度分布在5毫米至50毫米之间的区间内，其中有一部分应力补偿插片的厚度为5-10毫米，有一部分应力补偿插片的厚度为10-20毫米，有一部分应力补偿插片的厚度为20-30毫米，有一部分应力补偿插片的厚度为30-40毫米，有一部分应力补偿插片的厚度为40-50毫米。

插片机构包括设置在转盘正下方的补偿插片竖直导套56、设置在补偿插片竖直导套正上方的竖直补偿插片压板57及用于升降竖直补偿插片压板的升降气缸58。竖直补偿插片能够往下插入补偿插片竖直导套内。补偿插片竖直导套的上端口设有横截面自上而下逐渐减小的导向口。补偿插片竖直导套的下端口位于对应的应力保持件的正上方。补偿插片竖直导套的下端与第一支撑部件之间的竖直间距小于15厘米。

本实施例的基坑型钢内支撑轴力自动补偿装置的具体工作如下：

如图1所示，将轴力加压组件安装在型钢内支撑梁6与基坑围檩7之间，型钢内支撑梁与第一支撑部件相连接，第二支撑部件与基坑围檩相连接。将轴力检测应力器（例如，轴力计）安装在型钢内支撑梁上，用于检测型钢内支撑梁的轴力变化。

在基坑施工过程中，当轴力检测应力器实测检测型钢内支撑梁的轴力不足时，则轴力补偿装置启动并按如下步骤工作：

第一，拧螺栓执行机构启动，套筒旋转电机通过螺母套筒拧松第一连接螺栓；

第二，液压千斤顶启动、加载，将第一支撑部件与第二支撑部件顶开，增大型钢内支撑梁的轴力；当轴力检测应力器实测检测型钢内支撑梁的轴力达标后，液压千斤顶停止加载；

第三，根据测距传感器测得的液压千斤顶加载前、后第一支撑部件与第二支撑部件之间的间距，从而得到液压千斤顶加载前、后第一支撑部件与第二支撑部件之间的间距之差值；插片落料补偿装置根据该差值选择符合该尺寸要求的应力补偿插片，通过转盘旋转电机转动转盘，使符合该尺寸要求的应力补偿插片位于补偿插片竖直导套的正上方；

接着，对应的气动夹指释放该应力补偿插片，使该应力补偿插片落入补偿插片竖直导套内，且该应力补偿插片的应力补偿插片导向部插入应力保持件的应力保持插片之间；

再接着，升降气缸带动竖直补偿插片压板下移并伸入补偿插片竖直导套内，将应力补偿插片压入应力保持插片之间；然后升降气缸带动竖直补偿插片压板上移复位；

第四，拧螺栓执行机构启动，套筒旋转电机通过螺母套筒拧紧第一连接螺栓；

第五，液压千斤顶卸载，从而实现自动、及时补偿型钢内支撑梁的轴力，有效解决现有技术中因型钢内支撑梁的轴力无法得到及时的补偿，而造成工程风险的问题。