专利名称：一种建筑施工撑顶系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于基坑支护、桥梁顶升、建筑移位等各种工况的建筑施工撑顶系统。
背景技术：
随着城镇化的加速推进，高层建筑、地铁建设、交通建设等迅猛发展，因此，如今的高层深基坑、地铁深基坑、高架桥梁维护改造等施工对撑顶系统的结构安全性提出了更高要求。然而，目前采用的撑顶系统主要利用的人工操作千斤顶并结合塞铁的落后工艺；虽然近期也出现了几种改进型的撑顶系统，但在对结构安全的有效保障、监测数据的准确性及实时通信方面仍存在很大的安全隐患；具体原因如下:如图1所示，传统的撑顶系统包括:活络头、液压泵站5’以及撑顶承力节6’，其中，活络头主要由固定端I’和活动端2’组成，在使用过程中，首先通过液压泵站5’对千斤顶3’加压后使活动端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’的工作位置，使撑顶系统整体受力以达到工作状态；最后撤走千斤顶3’即可。由上述结构可知，在工作状态时，撑顶系统只是一支钢性体，当其承受的压力不断增加或压力不断减少的时候，无法进行实时监控更不能及时调整，因此，一旦增加的压力超出其最大承载力时，则该撑顶系统存在失稳、折弯等安全隐患；而当压力减少而发生位移时，则该撑顶系统将会应为失去撑顶力而存有掉落的安全隐患。如图2所示，近期改进型的撑顶系统包括:千斤顶I’’、液压泵站2’’、中央控制器3’’以及撑顶承力节4’’，这种撑顶系统的工作原理为:中央控制器3’’按照设计压力控制液压泵站2’’的启停，从而通过液压泵站2’’的工作使千斤顶I’’进行撑顶。由上述结构可知，该撑顶系统的撑顶 力主要由千斤顶始终保持，因此，无论液压泵站2’’、千斤顶I’’或是中央控制器3’’的哪个环节出现质量问题，都会使整个撑顶系统立刻失去撑顶力，而导致失稳。
实用新型内容为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种建筑施工撑顶系统，以确保其工作过程安全受控，并提高系统的稳定性，从而顺利完成建筑施工撑顶工作。本实用新型所述的一种建筑施工撑顶系统，其包括:至少一个撑顶活络头；与所述撑顶活络头连接并控制该撑顶活络头动作的液压泵站；与所述撑顶活络头连接并实时检测收集该撑顶活络头的工作数据的数据检测收集子系统；连接在所述液压泵站与所述数据检测收集子系统之间的数据分析控制子系统，其将所述工作数据与预设的压力及位移数据比较，并输出分析结果；以及与所述数据分析控制子系统连接的中央控制子系统，其一方面存储所述工作数据，并根据所述分析结果通过所述数据分析控制子系统向所述液压泵站输出控制指令，其另一方面向所述数据分析控制子系统输出授权指令以使该数据分析控制子系统直接向所述液压泵站输出控制指令；其中，所述撑顶活络头包括:活动机体，其包括一活动端部法兰以及一从该活动端部法兰的一端面向外延伸的活动套筒；与所述活动机体同轴设置的固定机体，其包括一固定端部法兰以及一从该固定端部法兰的一端面向外延伸并套设在所述活动套筒外缘的固定套筒，且所述固定套筒的内壁与所述活动套筒的外缘相互配合；设置在所述固定套筒内且与所述固定端部法兰的一端面固定连接、并用于使所述活动机体相对于所述固定机体轴向移动的两套液压撑顶装置和两套丝杠撑顶装置，其中，所述两套液压撑顶装置和两套丝杠撑顶装置相互间隔且均匀地分布在同一圆周上，且所述两套液压撑顶装置与所述液压泵站连接；用于驱动所述丝杠撑顶装置的传动装置，其设置在所述固定套筒内，并与所述固定端部法兰的一端面固定连接，且该传动装置位于在所述圆周的中心位置，并与所述液压泵站连接；两个分别与所述两套液压撑顶装置连接并用于向所述数据检测收集子系统输出所述液压撑顶装置的压力数据的压力传感器；以及固定连接在所述固定端部法兰的一端面上并用于向所述数据检测收集子系统输出所述活动机体的位移数据的位移传感器。
在上述的建筑施工撑顶系统中，所述传动装置包括:与所述液压泵站连接的液压马达，其一端与所述固定端部法兰固定连接；以及同轴连接在所述液压马达另一端并由该液压马达驱动的齿轮；每套所述丝杠撑顶装置包括:与所述固定端部法兰固定连接的固定座；同轴套接在所述固定座的部分外缘并可绕轴向旋转的丝杠套；配合设置在所述丝杠套的内腔中且部分伸入在所述固定座的内腔中的、并当所述丝杠套旋转时可轴向移动以撑顶所述活动端部法兰的丝杠；以及固定连接在所述丝杠套的外缘并与所述齿轮啮合的齿圈。在上述的建筑施工撑顶系统中，每套所述丝杠撑顶装置还包括套设在所述固定座和丝杠套的相连处以连接该固定座和丝杠套的连接环，其中，所述固定座与所述连接环固定连接，所述丝杠套与所述连接环可旋转地连接。在上述的建筑施工撑顶系统中，所述固定座的内腔为十字形，所述丝杠的伸入所述固定座的内腔中的部分与该固定座的内腔形状配合。在上述的建筑施工撑顶系统中，每套所述液压撑顶装置为一液压千斤顶，其包括:与所述固定端部法兰固定连接并与所述液压泵站连接的储油箱；以及可相对于所述储油箱轴向移动的活塞，其一端设置在所述储油箱内，其另一端与所述活动端部法兰固定连接。在上述的建筑施工撑顶系统中，所述压力传感器与所述储油箱连接。在上述的建筑施工撑顶系统中，所述固定套筒的内壁与所述活动套筒的外缘之间设有密封圈。在上述的建筑施工撑顶系统中，所述活络头还包括设置在所述固定套筒的内壁上用于将所述液压撑顶装置和传动装置与所述液压泵站连接、以及将所述压力传感器和位移传感器与所述数据检测收集子系统连接的油路及线路内外连接盒。在上述的建筑施工撑顶系统中，所述中央控制子系统与所述数据分析控制子系统无线通讯连接。在上述的建筑施工撑顶系统中，所述中央控制子系统还通过网络与外围移动客户端连接以向该外围移动客户端发送所述建筑施工撑顶系统的工作异常信息。由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型通过采用据检测收集子系统及数据分析控制子系统，实现了系统中撑顶活络头的压力和位移数据的监测及分析，并通过中央控制子系统根据数据分析结果控制液压泵站的启停，从而控制撑顶活络头的工作，进而严格按照预先设计的压力或位移值实现对撑顶系统工作过程的实时调节及监控，确保了撑顶系统在设计允许的受力范围内工作，保障了施工过程中结构的安全性和稳定性；同时，本实用新型中的撑顶活络头还通过采用液压撑顶装置和丝杠撑顶装置相结合的方式，进一步提高了其稳定性和安全性；另外，由于本实用新型中的数据分析控制子系统直接与液压泵站连接，因此也可单独起到控制液压泵站的作用，所以，即使在中央控制子系统发生故障时，也不会影响整个撑顶系统的工作。·
图1是传统撑顶系统的结构示意图；图2是现有技术中改进型撑顶系统的结构示意图；图3是本实用新型一种建筑施工撑顶系统的结构示意图；图4是本实用新型中撑顶活络头的结构剖视图；图5是本实用新型的撑顶活络头中丝杠装撑顶置在工作状态下的结构剖视图；图6是本实用新型的撑顶活络头中液压撑顶装置在工作状态下的结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。请参阅图3-图6，本实用新型，即一种建筑施工撑顶系统，其包括:至少一个撑顶活络头10、液压泵站20、数据检测收集子系统30、数据分析控制子系统40和中央控制子系统50。撑顶活络头10包括:固定机体1、活动机体2、传动装置3、油路及线路内外连接盒
4、两个压力传感器5、两套液压撑顶装置6、位移传感器7以及两套丝杠撑顶装置8。固定机体I与活动机体2同轴设置，且该固定机体I包括固定端部法兰11以及从该固定端部法兰11的一端面向外延伸的固定套筒12，活动机体2包括活动端部法兰21以及从该活动端部法兰21的一端面向外延伸的活动套筒22，其中，固定端部法兰11与固定套筒12以及活动端部法兰21与活动套筒22分别焊接连接在一起，固定套筒12套设在活动套筒22的外缘，固定套筒12的内壁与活动套筒22的外缘相互配合，且两者之间设有密封圈9。传动装置3、两套液压撑顶装置6以及两套丝杠撑顶装置8均设置在固定套筒12内且与固定端部法兰11的一端面固定连接，其中，两套液压撑顶装置6和两套丝杠撑顶装置8相互间隔且均匀地分布在同一圆周上，传动装置3位于该圆周的中心位置；两套液压撑顶装置6和两套丝杠撑顶装置8用于使活动机体2相对于固定机体I轴向移动，传动装置3用于驱动两套丝杠撑顶装置8运作；具体来说:传动装置3用于驱动丝杠撑顶装置8，其包括液压马达31和齿轮32，其中，液压马达31与液压泵站20相连，且其一端与固定端部法兰固定11连接；齿轮32同轴连接在液压马达31的另一端并由该液压马达31驱动；每套丝杠撑顶装置8包括固定座81、丝杠套82、丝杠83、齿圈84和连接环85，其中，固定座81与固定端部法兰11固定连接，丝杠套82同轴套接在固定座81的部分外缘并可绕轴向旋转，丝杠83设置在丝杠套82的内腔中并与丝杠套82旋合，且其部分伸入在固定座81的内腔中，固定座81的内腔为十字形，丝杠83的伸入固定座81的内腔中的部分与该固定座81的内腔形状配合，当丝杠套82旋转时，丝杠83可轴向移动以撑顶活动端部法兰21，齿圈84固定连接在丝杠套82的外缘并与齿轮32啮合，连接环85套设在固定座81和丝杠套82的相连处以连接该固定座81和丝杠套82，从而限制丝杠套82轴向移动，且固定座81与连接环85固定连接，丝杠套82与连接环85可旋转地连接；每套液压撑顶装置6为液压千斤顶，其包括储油箱61和活塞62，其中，储油箱61与固定端部法兰11固定连接并与液压泵站20连接，活塞62可相对于储油箱61轴向移动，其一端设置在储油箱61内，其另一端与活动端部法兰21固定连接。两个压力传感器5分别与两套液压撑顶装置6的储油箱61连接并向数据检测收集子系统30传输液压撑顶装置6的压力数据。
`[0054]位移传感器7固定连接在固定端部法兰11的一端面上并向数据检测收集子系统30传输活动机体2的位移数据。油路及线路内外连接盒4内带有高压油管和数据线，其设置在固定套筒11的内壁上，用于将液压泵站20与液压撑顶装置6以及传动装置3连接，并用于将数据检测收集子系统30与压力传感器5以及位移传感器7连接。数据检测收集子系统30用于实时检测收集撑顶活络头10的工作数据，即，实时检测收集压力传感器5和位移传感器7输出的液压撑顶装置6的压力数据以及活动机体2的位移数据。数据分析控制子系统40连接在液压泵站20与数据检测收集子系统30之间，用于将撑顶活络头10的工作数据与预设的压力及位移数据比较，并输出分析结果。中央控制子系统50与数据分析控制子系统40无线通讯连接，用于储存撑顶活络头10的工作数据，并根据数据分析控制子系统40的分析结果，并通过该数据分析控制子系统40向液压泵站20输出控制指令，以控制液压泵站20的启停，进而通过液压泵站20控制撑顶活络头10的动作；另外，中央控制子系统50还可以向数据分析控制子系统40输出授权指令，以使该数据分析控制子系统40直接向液压泵站20输出控制指令，以控制液压泵站20的启停。中央控制子系统50还可以通过网络与外围移动客户端(图中未示)连接以向该外围移动客户端发送建筑施工撑顶系统的工作异常信息。本实用新型在安装时，先将撑顶活络头10安装在撑顶施工的位置，液压泵站20通过高压油管和撑顶活络头10连接，撑顶活络头10通过数据线与数据检测收集子系统30相连，数据检测收集子系统30通过数据线和数据分析控制子系统40相连，数据分析控制子系统40通过数据线和液压泵站20相连，数据分析控制子系统40通过无线传输方式与中央控制子系统50相连，至此整套系统安装完毕。本实用新型在安装调试完成后，首先液压泵站20开始工作，从而使撑顶活络头10开始动作，即液压撑顶装置6的活塞62轴向移动，以撑顶活动机体2向前(或向上)轴向移动，传动装置3的液压马达31启动，使其齿轮32旋转，从而使丝杠撑顶装置8的丝杠83随着传动装置3的转动而轴向移动到工作位置；此时数据检测收集子系统30同步启动，检测收集撑顶活络头10的压力传感器5和位移传感器7输出的工作数据，并将该工作数据传输至数据分析控制子系统40 ;数据分析控制子系统40将该实时的工作数据与预设的压力和位移数据进行分析比较，判断撑顶活络头10的工作压力和位移是否达到预设值，并通过无线通讯网络向中央控制子系统50同步发送分析结果；中央控制子系统50根据分析结果实时调整液压泵站20的工作状态，具体来说，当撑顶活络头10的压力数据小于设计规定范围值时，中央控制子系统50控制液压泵站20继续工作，以使撑顶活络头10达到预设工作压力值；当撑顶活络头10的位移数据偏差超出设计规定范围值时，中央控制子系统50控制液压泵站20继续工作，以使撑顶活络头10达到预设工作位移值；当撑顶活络头10的工作压力和位移达到预设值时，中央控制子系统50控制液压泵站20停止工作，以使撑顶活络头10停止动作。另外，中央控制子系统50还可以储存撑顶活络头10的工作数据，以便于外围客户端进行查询和打印，并且还可以将工作过程中的系统和安全状态的异常情况通过无线网络以短信报警的形式通知外围客户端，即，当撑顶活络头10的工作压力值大于设计值或位移偏差超过设计值，而当对其进行实时调整后仍不能满足设计工作要求、或整套系统数据波动较大时则自动启动报警。本实用新型的·中央控制子系统50还可以授权数据分析控制子系统40，即向其发送授权指令，以使该数据分析控制子系统40直接根据分析结果控制液压泵站20的启停。由此可见，本实用新型中对于液压泵站20的控制指令采用中央控制子系统50优先控制权，通过中央控制子系统50可以授权数据分析控制子系统40，同时还可以对系统进行如下设置，即，当中央控制子系统50出现故障时，控制指令可以自动转换由数据分析控制子系统40发出。本实用新型中的中央控制子系统50可以对系统中的每个撑顶活络头10单独设置工作数据，每个撑顶活络头10的压力、位移数据可以根据其所在工作位置而不同设置。但工作时主要通过控制单个撑顶活络头10实现一整套系统的工作，另外，当各个撑顶活络头10的压力超出预设值时，按照整套系统的标准设置报警，而当各个撑顶活络头10的位移超出预设值时，则按照每个撑顶活络头10的标准设置报警。本实用新型中的中央控制子系统50还可以控制多个由撑顶活络头10、液压泵站20、数据检测收集子系统30和数据分析控制子系统40组成的系统，且各个系统根据设置单独控制，并将控制结果统一显示于一个中央控制子系统50上。[0063]综上所述，通过液压泵站工作使撑顶活络头工作，经过数据分析控制子系统按照预先设计压力及位移的限制条件对采集到的压力和位移数据分析后，通过中央控制子系统对液压泵站发送具体动作指令，从而进行自动化控制工作，同时，管理者可以通过网络授权对系统安全进行远程监控，从而最终实现了建筑施工撑顶系统稳定工作，保障了施工安全顺利地进行；另外，撑顶活络头内的液压撑顶装置和丝杠撑顶装置两相结合工作，从而双重保障撑顶结构的安全。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。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，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽 描述的均为常规技术内容。
权利要求1.一种建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述系统包括: 至少一个撑顶活络头； 与所述撑顶活络头连接并控制该撑顶活络头动作的液压泵站； 与所述撑顶活络头连接并实时检测收集该撑顶活络头的工作数据的数据检测收集子系统； 连接在所述液压泵站与所述数据检测收集子系统之间的数据分析控制子系统，其将所述工作数据与预设的压力及位移数据比较，并输出分析结果；以及 与所述数据分析控制子系统连接的中央控制子系统，其一方面存储所述工作数据，并根据所述分析结果通过所述数据分析控制子系统向所述液压泵站输出控制指令，其另一方面向所述数据分析控制子系统输出授权指令以使该数据分析控制子系统直接向所述液压栗站输出控制指令； 其中，所述撑顶活络头包括: 活动机体，其包括一活动端部法兰以及一从该活动端部法兰的一端面向外延伸的活动套筒； 与所述活动机体同轴设置的固定机体，其包括一固定端部法兰以及一从该固定端部法兰的一端面向外延伸并套设在所述活动套筒外缘的固定套筒，且所述固定套筒的内壁与所述活动套筒的外缘相互配合； 设置在所述固定套筒内且与所述固定端部法兰的一端面固定连接、并用于使所述活动机体相对于所述固定机体轴向移动的两套液压撑顶装置和两套丝杠撑顶装置，其中，所述两套液压撑顶装置和 两套丝杠撑顶装置相互间隔且均匀地分布在同一圆周上，且所述两套液压撑顶装置与所述液压泵站连接； 用于驱动所述丝杠撑顶装置的传动装置，其设置在所述固定套筒内，并与所述固定端部法兰的一端面固定连接，且该传动装置位于在所述圆周的中心位置，并与所述液压泵站连接； 两个分别与所述两套液压撑顶装置连接并用于向所述数据检测收集子系统输出所述液压撑顶装置的压力数据的压力传感器；以及 固定连接在所述固定端部法兰的一端面上并用于向所述数据检测收集子系统输出所述活动机体的位移数据的位移传感器。
2.根据权利要求1所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述传动装置包括: 与所述液压泵站连接的液压马达，其一端与所述固定端部法兰固定连接；以及 同轴连接在所述液压马达另一端并由该液压马达驱动的齿轮； 每套所述丝杠撑顶装置包括: 与所述固定端部法兰固定连接的固定座； 同轴套接在所述固定座的部分外缘并可绕轴向旋转的丝杠套； 配合设置在所述丝杠套的内腔中且部分伸入在所述固定座的内腔中的、并当所述丝杠套旋转时可轴向移动以撑顶所述活动端部法兰的丝杠；以及固定连接在所述丝杠套的外缘并与所述齿轮啮合的齿圈。
3.根据权利要求2所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，每套所述丝杠撑顶装置还包括套设在所述固定座和丝杠套的相连处以连接该固定座和丝杠套的连接环，其中，所述固定座与所述连接环固定连接，所述丝杠套与所述连接环可旋转地连接。
4.根据权利要求2或3所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述固定座的内腔为十字形，所述丝杠的伸入所述固定座的内腔中的部分与该固定座的内腔形状配合。
5.根据权利要求1所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，每套所述液压撑顶装置为一液压千斤顶，其包括: 与所述固定端部法兰固定连接并与所述液压泵站连接的储油箱；以及 可相对于所述储油箱轴向移动的活塞，其一端设置在所述储油箱内，其另一端与所述活动端部法兰固定连接。
6.根据权利要求5所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述压力传感器与所述储油箱连接。
7.根据权利要求1所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述固定套筒的内壁与所述活动套筒的外缘之间设有密封圈。
8.根据权利要求1所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述活络头还包括设置在所述固定套筒的内壁上用于将所述液压撑顶装置和传动装置与所述液压泵站连接、以及将所述压力传感器和位移传感器与所述数据检测收集子系统连接的油路及线路内外连接盒。
9.根据权利要求1所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述中央控制子系统与所述数据分析控制子系统无线通讯连接。
10.根据权利要求1所述的建筑施工撑顶系统，其特征在于，所述中央控制子系统还通过网络与外围移动客户端连接以向该外围移动客户端发送所述建筑施工撑顶系统的工作异常信 息。
专利摘要本实用新型涉及一种建筑施工撑顶系统，包括至少一个撑顶活络头；与所述撑顶活络头连接并控制该撑顶活络头动作的液压泵站；与所述撑顶活络头连接并实时检测收集该撑顶活络头的工作数据的数据检测收集子系统；连接在所述液压泵站与所述数据检测收集子系统之间的数据分析控制子系统，其将所述工作数据与预设的压力及位移数据比较，并输出分析结果；以及与所述数据分析控制子系统连接的中央控制子系统。本实用新型实现了系统中撑顶活络头的压力和位移数据的监测及分析，进而严格按照预先设计的压力或位移值实现对撑顶系统工作过程的实时调节及监控，确保了撑顶系统在设计允许的受力范围内工作，保障了施工过程中结构的安全性和稳定性。
文档编号B66F3/46GK203144025SQ201320166158
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
发明者冯琪, 王友宝, 裴国金 申请人:上海宏信设备工程有限公司