专利名称：后顶撑式活络头系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用在建筑施工领域的顶撑结构，尤其涉及一种后顶撑式活络头系统。
背景技术：
目前，基坑开挖已趋于大规模化及大深度化，众所周知，深基坑明控施工往往伴随着极强的环境效应，若不对深基坑施工进行来格的变形控制，邻近的地铁或建筑会因为较大变形而影响其正常使用，严重时甚至引发事故，所造成的经济损失和社会影响是不可估量的。因此，需要对基坑提供顶撑作用以避免其变形，现有技术的顶撑系统通常如图1所示，该系统主要包括一活络头以及与该活络头连接的支撑节20’，其中，该活洛头为主要部件，其主要由固定端I’和活动端2’组成，在使用过程中，首先通过液压泵站50’给千斤顶3’供油，使千斤顶3’加压后带动活动端2’移动，当移动到位后在活动端2’和固定端I’之间的空隙内放入塞铁4’，以保持活动端2’的位置，最后撤走千斤顶3’即可，而当调节顶撑压力时需要重新安装千斤顶3，可见，当撤走千斤顶后，整个顶撑结构仅保留了单一的刚性体，如果活络头所受的压力增加或减小，则不能及时调整其工作部位状态，从而无法控制撑顶系统的稳定性；而且由于千斤顶在使撑顶活络头达到初始的工作状态后就会被撤走，并且在系统持续的工作过程中无法将检测数据和千斤顶的使用相结合，因此，当遇到压力变动和位移变动时需要重新布置千斤顶，这样既费时费力，又不能及时控制撑顶的情况；另夕卜，在工作过程中撑顶系统主要工作在单一的千斤顶撑力或塞铁撑力中，一旦遇到机械故障或材料变形，则会面临系统即刻失效的问题。
实用新型内容针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种可以实时调节顶撑压力后顶撑式活络头系统，以提高顶撑结构的可靠性及安全性。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种后顶撑式活络头系统，该系统包括一活络头、一与该活络头同轴固定连接的支撑节、一数据采集单元、一中央控制器以及一液压泵站，其中，该活络头包括:一液压机体，其包括平行设置的液压机端部法兰和在中心位置开设有第一开口的第一连接板，以及在该液压机端部法兰和第一连接板之间轴向延伸的液压机套筒；—轴向设置在所述液压机套筒内的液压千斤顶，其包括固定连接至所述液压机端部法兰中心位置的储油箱，以及可相对于所述储油箱轴向移动的活塞，该活塞的一端设置在所述储油箱内，该活塞的另一端固定连接有一球头；一固定机体，其包括平行设置的开设有通孔的支撑板和在中心位置开设有第二开口的第二连接板，以及在该支撑板和第二连接板之间轴向延伸的固定套筒，其中，所述第二连接板与所述第一连接板重叠并固定连接且所述第二开口与所述第一开口轴向对齐以供所述球头穿过，所述固 定套筒中设有一沿该固定套筒的直径设置并与所述固定套筒的内壁固定连接的第一承力板，且该第一承力板在所述固定套筒中轴向延伸至与所述第二连接板相隔一段轴向距离；一活动机体，其包括与所述球头形状配合的球座和与该球座平行设置的活动端部法兰，以及在该活动端部法兰和球座之间轴向延伸穿过所述支撑板的所述通孔的两根支撑杆，其中，所述两根支撑杆分别位于所述第一承力板的相对两侧；一可拆卸地填塞在所述第一承力板与所述活动端部法兰之间的承力塞铁；一连接至所述储油箱并通过所述数据采集单元向所述中央控制器输出测量值的第一液压传感器；以及一连接至所述液压机套筒或所述固定套筒并通过所述数据采集单元向所述中央控制器输出测量值的第二液压传感器；所述中央控制器连接在所述数据采集单元和所述液压泵站之间，其根据所述测量值控制与所述储油箱连通的所述液压泵站的启停。前述一种后顶撑式活络头，所述活动机体还包括自所述活动端部法兰向外延伸、与所述第一承力板对齐设置的第二承力板，且所述承力塞铁可拆卸地填塞在所述第一承力板与所述第二承力板之间。前述一种后顶撑式活络 头，所述两根支撑杆与所述球座之间固定连接有一第三连接板。进一步地，该后顶撑式活络头系统还包括用于将所述第一液压传感器及所述第二传感器连接至所述数据采集单元的数据线。进一步地，该后顶撑式活络头系统还包括用于将所述液压千斤顶的所述储油箱连接至所述液压泵站的油管。综上所述，本实用新型的后顶撑式活络头系统采用了压力传感器测量实时压力数据，同时又采用了中央控制器根据该测量数据对液压泵站进行控制，从而调节液压千斤顶输出的液压力，进而实现顶撑力自动补偿功能，避免了压力过大或过小所引起的安全隐患，大大增加了系统的安全性和可靠性，满足施工过程中对自动化及保障安全的要求。此外，本实用新型还采用了液压千斤顶和承力塞铁相结合的方式，从而为活动座的支撑提供了液压力和机械力的双重保障。
图1为现有技术中顶撑系统的结构示意图；图2为本实用新型后顶撑式活络头系统的工作状态的结构剖视图；图3为图2的活络头的初始状态的结构剖视图；图4为沿图3的A-A线剖开的结构剖视图；图5为图2的活络头的工作状态的结构剖视图。
具体实施方式
下面根据附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。图2-5示出了本实用新型的一个实施例，在该实施例中，该系统包括设置在基坑壁60之间的一活络头10以及一与该活络头10同轴固定连接的支撑节20、一数据采集单元30、一中央控制器40以及一液压泵站50，其中，该活络头10包括包括液压机体1、液压千斤顶2、固定机体3以及活动机体4。该液压机体I包括平行设置的液压机端部法兰11和在中心位置开设有第一开口(未示出)的第一连接板13，以及在该液压机端部法兰11和第一连接板13之间轴向延伸的液压机套筒12 ；该液压千斤顶2沿液压机套筒12的中心轴设置在液压机套筒12中，其包括与液压机端部法兰11固定连接的储油箱21，该储油箱21通过油管(未示出)连接至液压泵站50,以及可相对于储油箱21轴向移动的活塞22,其一端设置在储油箱21内，其另一端固定连接有一球头23 ；该固定机体3与液压机体I同轴对齐设置，其包括平行设置的开设有通孔(未示出)的支撑板33和在中心位置开设有第二开口(未示出)的第二连接板31，以及在该支撑板33和第二连接板31之间轴向延伸的固定套筒32，其中，所述第二连接板31与所述第一连接板13重叠并固定连接且所述第二开口与所述第一开口轴向对齐，从而使固定机体3与液压机体I连通，以供所述球头23穿过；在本实施例中，固定套筒32中还设有一沿该固定套筒32的直径设置的第一承力板34，其两侧边焊接至固定套筒32的内壁，其中，31第一承力板34自31固定套筒32的靠近支撑板33的一端向另一端延伸直至与第二连接板31相隔一段轴向距离，从而在第一承力板34与第二连接板31之间形成一空隙35，以使球座44可以沿该空隙35作轴向运动。活动机体4包括其包括平行设置的活动端部法兰41以及与球头23形状配合的球座44，以及在该活动端部法兰41和球座44之间轴向延伸的两根支撑杆42，且该两根支撑杆42穿过支撑板33的通孔、分别沿着第一承力板34的两个侧表面伸入固定机体3直至其末端固定连接的球座44与球头23形状 配合。从而使得液压千斤顶2推动球座44，球座44再推动活动机体4作轴向运动的过程得以实现，进而实现对基坑壁的顶撑作用，其中，固定机体3还具有设置在每根支撑杆42的外围的、与固定套筒32连接的导向板37，以使支撑杆42的轴向运动更加稳定。可选的，球座44与两根支撑杆42之间固定连接有一第三连接板45，且该第三连接板45焊接至两根支撑杆42并通过螺栓(未示出)与球座44固定连接。再次参阅附图，在活动机体4的两根支撑杆42之间还设有自活动端部法兰41向外延伸的第二承力板43，且该第二承力板43与第一承力板34对齐设置。如图3所示，当活动机体4被推开后，第一承力板34与第二承力板43将分开，这时，在它们之间填塞一承力塞体7，则该第一承力板34将通过承力塞铁向第二承力板43传递支撑力，从而为顶撑作用提供机械力保障。此外，本实用新型还包括连接至液压千斤顶2的储油箱21外表面的第一液压传感器6以及连接至液压机套筒12的第二液压传感器5，它们均通过数据线(未示出)与数据采集单元30相连，该数据采集单元30再与中央控制器40相连，以通过数据采集单元30将压力传感器5、6的测量值反馈给中央控制器40，该中央控制器40再根据该反馈值对液压泵站50进行控制，从而对液压千斤顶2的输出压力进行调节，进而实现对顶撑力的实时监控和自动补偿。如图所示，本实施的固定机体3优选地还包括连接在第一承力板34的侧表面与固定套筒32内壁之间的连接件36，该连接件36使得第一承力板34与固定套筒32的连接更加牢固，从而增大第一承力板34所能承受的压力，其中，在该连接件36需要设有供活动机的支撑杆42穿过的轴向穿孔(未示出)。在安装时，首先通过托架70平稳地将活络头10与支撑节20安装在基坑璧60之间；然后通过油管及数据线将相关部件与液压泵站50以及中央控制器50连接，自此安装完毕。在安装完毕后，可对本实用新型进行调试，直至其满足设计要求。本实施例的后顶撑式活络头系统的顶撑过程是这样实现的:首先通过液压千斤顶2推动球头23轴向向前运动，该球头23再推动球座44向前运动，然后该球座44再推动活动机体4的支撑杆42向前运动，同时使用第一液压传感器6检测液压千斤顶2输出的液压力值并通过数据采集单元30将该测量值反馈给中央控制器40，该中央控制器40判断其是否与预定压力值匹配，如果匹配则说明压力到达预定值，然后在第一承力板34与第二承力板43之间填塞一承力塞体7，以使第一承力板34通过该承力塞铁7向第二承力板43传递压力，从而为基坑壁60的顶撑提供机械力保障。当使用了承力塞铁7后，活络头10施加给基坑壁60的压力除了包括液压千斤顶2输出的压力外，还有承力塞铁7提供的机械力，所以另外还需要一第二液压传感器5来测量该机械力，以获得本活络头10所施加的总顶撑力。由于承力塞铁7的机械力是由第一承力板34传递的，而第一承力板34又与固定套筒32固定连接，固定套筒32又与液压机套筒12固定连接，根据力的相互作用关系，因此将第二液压传感器5设置在固定套筒32或者液压机套筒12上即可测得承力塞铁7施加给基坑壁60的机械力，同时通过第一液压传感器6又可测得液压千斤顶2施加的液压力，所以第一、第二液压传感器5、6共同作用时，便能测得整个后顶撑式活络头系统对基坑壁60施加的实时总顶撑力，然后将该总顶撑力通过数据线传输至数据采集单元30，该数据采集单元30再通过数据线传递给中央控制器40。由于基坑支护时基坑两侧单 位面积所承受的压力有严格规定，所以当中央控制器40判断出当前总顶撑力值小于规定压力时，则控制液压泵站50向储油箱供油，以使活络头10自动补尝压力，当判断出当前总顶撑力值大于规定压力时，则发出报警通知，以通知施工人增加顶撑装置以分散承担压力，从而防止整个顶撑系统失稳。此外，当中中央控制器40判断出检测到的总顶撑力的波动范围大或者检测无数时，同样会发出报警通知。而且中央控制器40还可以对相应内容(例如实时压力数据、报警时间及报警内容)自动存档以备查询和打印。以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化，例如电机驱动可以换成手轮驱动。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型的权利要求保护范围。
权利要求1.一种后顶撑式活络头系统，其特征在于，该系统包括一活络头、一与该活络头同轴固定连接的支撑节、一数据采集单元、一中央控制器以及一液压泵站，其中，该活络头包括: 一液压机体，其包括平行设置的液压机端部法兰和在中心位置开设有第一开口的第一连接板，以及在该液压机端部法兰和第一连接板之间轴向延伸的液压机套筒； 一轴向设置在所述液压机套筒内的液压千斤顶，其包括固定连接至所述液压机端部法兰中心位置的储油箱，以及可相对于所述储油箱轴向移动的活塞，该活塞的一端设置在所述储油箱内，该活塞的另一端固定连接有一球头； 一固定机体，其包括平行设置的开设有通孔的支撑板和在中心位置开设有第二开口的第二连接板，以及在该支撑板和第二连接板之间轴向延伸的固定套筒，其中，所述第二连接板与所述第一连接板重叠并固定连接且所述第二开口与所述第一开口轴向对齐以供所述球头穿过，所述固定套筒中设有一沿该固定套筒的直径设置并与所述固定套筒的内壁固定连接的第一承力板，且该第一承力板在所述固定套筒中轴向延伸至与所述第二连接板相隔一段轴向距离； 一活动机体，其包括与所述球头形状配合的球座和与该球座平行设置的活动端部法兰，以及在该活动端部法兰和球座之间轴向延伸穿过所述支撑板的所述通孔的两根支撑杆，其中，所述两根支撑杆分别位于所述第一承力板的相对两侧； 一可拆卸地填塞在所述第一承力板与所述活动端部法兰之间的承力塞铁； 一连接至所述储油箱并通过所述数据采集单元向所述中央控制器输出测量值的第一液压传感器；以及 一连接至所述液压机套筒或所述固定套筒并通过所述数据采集单元向所述中央控制器输出测量值的第二液压传感器； 所述中央控制器连接在所述数据采集单元和所述液压泵站之间，其根据所述测量值控制与所述储油箱连通的所述液压泵站的启停。
2.根据权利要求1所述的后顶撑式活络头系统，其特征在于，所述活动机体还包括自所述活动端部法兰向外延伸、与所述第一承力板对齐设置的第二承力板，且所述承力塞铁可拆卸地填塞在所述第一承力板与所述第二承力板之间。
3.根据权利要求1所述的后顶撑式活络头系统，其特征在于，所述两根支撑杆与所述球座之间固定连接有一第三连接板。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的后顶撑式活络头系统，其特征在于，该后顶撑式活络头系统还包括用于将所述第一液压传感器及所述第二传感器连接至所述数据采集单元的数据线。
5.根据权利要求1-3中任何一项所述的后顶撑式活络头系统，其特征在于，该后顶撑式活络头系统还包括用于将所述液压千斤顶的所述储油箱连接至所述液压泵站的油管。
专利摘要本实用新型提供了一种后顶撑式活络头系统，该系统包括设置在基坑壁之间的一活络头以及一与该活络头同轴固定连接的支撑节、一数据采集单元、一中央控制器以及一液压泵站，其中，该活络头包括液压机体、液压千斤顶、固定机体以及活动机体。本实用新型的后顶撑式活络头系统可以实时调节顶撑压力，从而避免了支撑力过大或过小所引起的安全隐患，大大提高了顶撑结构的安全性和可靠性。
文档编号B66F19/00GK203144060SQ201320166148
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者权江辉, 王友宝, 裴国金 申请人:上海宏信设备工程有限公司