钢支撑体系支撑轴力简易调节装置及调节方法与流程

本发明涉及钢支撑体系支撑轴力简易调节装置及调节方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术：

钢支撑系统广泛应用于基坑支护工程、既有建筑加固改造工程及其他临时支撑措施工程中。钢支撑系统可以分为被动钢支撑系统和主动钢支撑系统，对于被动钢支撑系统，为更好发挥支撑的作用、控制被支撑结构的变形，一般会在其安装时施加一定的预加力，以消除安装间隙和其他非弹性变形，一般通过千斤顶施加至预定轴力，再以楔块楔紧间隙，最后拆除施压千斤顶。对于主动钢支撑系统，在支撑端部设置千斤顶伺服系统或者机械位移调节模块，实现支撑轴力可调。因此，无论被动钢支撑系统还是主动钢支撑系统均涉及到施加轴力的问题，轴力直接作用于千斤顶时，需要千斤顶能够提供较大的支撑力，当出现应力突变时，可能损坏千斤顶，造成安全事故。而且，在钢支撑端部与围护结构之间的间隙中，宜设置结构简单、操作方便的轴力调节结构，现有的轴力调节机构，安装及操作较为复杂。

技术实现要素：

针对钢支撑系统控制变形时支撑力直接作用于千斤顶，可能产生的安全隐患，本发明提供了一种钢支撑体系支撑轴力简易调节装置及调节方法，可利用位移调节器较小的轴力实现较大的支撑力，具有结构简单、施工方便、安全可靠的优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种钢支撑体系支撑轴力简易调节装置，包括：

端板一、端板二、斜撑杆一、斜撑杆二；其中，端板一上设置有耳板一；斜撑杆一的一端与斜撑杆二的一端与耳板一铰接，铰接点记为a；斜撑杆一、斜撑杆二的另一端分别设置有滚动机构；端板二上设置有导向机构，所述滚动机构可沿导向机构移动；所述斜撑杆一在靠近滚动机构的一端设置有耳板二，所述斜撑杆二在靠近滚动机构的一端设置有耳板三；

位移调节器和力传感器；所述位移调节器两端分别与耳板二、耳板三铰接，铰接点分别记为b、c；力传感器用以测量bc方向上的作用力f0；

其中，位移调节器调节b、c两点的位移，a点与bc两点连线的垂线交于点d，ad方向上的作用力fad大于2f0。

进一步，所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，夹角为2α，α＜45°；

ad方向的作用力fad满足：fad＝2f0/tg(α)。

进一步，所述位移调节器为花兰调节螺栓。

进一步，所述滚动机构为滚轮，所述导向机构为滑槽。

进一步，所述滚动机构为滚轮组，所述导向机构为导轨。

本发明还提供了一种钢支撑体系支撑轴力简易调节方法，利用所述的钢支撑体系支撑轴力简易调节装置进行调节，包括如下步骤：

a)所述调节装置的端板一、端板二分别与所需施加轴力的结构端部抵紧连接；所述端板一与端板二平行，ad连线垂直于端板一和端板二；

b)收紧位移调节器，使力传感器测量的bc方向上的作用力调节至需要的作用力f0；端板一与端板二在ad连线所在轴线上的支撑力为fad，fad大于2f0。

进一步，还包括如下步骤：

端板一与端板二在ad连线所在轴线上的支撑力为fad达到要求后，临时锁定位移调节器以维持fad不变；

使用过程中，根据需要调节位移调节器以改变支撑力fad的大小。

进一步，还包括如下步骤：端板一与端板二在ad连线所在轴线上的支撑力为fad达到要求后，限制c点与d点的相对位移，拆除位移调节器和力传感器。

进一步，所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，夹角为2α，α＜45°；

ad方向的作用力fad满足：fad＝2f0/tg(α)。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：所述钢支撑体系支撑轴力简易调节装置的位移调节器用以改变斜撑杆一、斜撑杆二的位移，从而使端板一上的作用力fad达到需要的作用力，位移调节器的作用力为f0，通常作用力fad为f0的几倍甚至十几倍，实现以小张拉力产生大支撑力的效果，具有结构简单、操作方便、成本低廉、安全性高等优点。

附图说明

图1为本发明中的一种钢支撑体系支撑轴力调节装置的结构示意图；

图2为本发明中的一种钢支撑体系支撑轴力调节装置的力学模型图。

图中标号如下：

11-端板一；111-耳板一；12-端板二；

21-斜撑杆一；211-耳板二；22-斜撑杆二；221-耳板三；

31-滚动机构；32-导向机构；

41-位移调节器；42-力传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的钢支撑体系支撑轴力简易调节装置及调节方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

结合图1和图2所示，本实施例提供的钢支撑体系支撑轴力简易调节装置，包括端板一11、端板二12、斜撑杆一21、斜撑杆二22、位移调节器41和力传感器42。其中，端板一11上设置有耳板一111；斜撑杆一21的一端与斜撑杆二22的一端与耳板一111铰接，铰接点记为a；斜撑杆一21、斜撑杆二22的另一端分别设置有滚动机构31；端板二12上设置有导向机构32，所述滚动机构31可沿导向机构32移动；所述斜撑杆一21在靠近滚动机构31的一端设置有耳板二211，所述斜撑杆二22在靠近滚动机构31的一端设置有耳板三221。所述位移调节器41两端分别与耳板二211、耳板三221铰接，铰接点分别记为b、c；力传感器42用以测量bc方向上的作用力f0。其中，位移调节器41调节b、c两点的位移，a点与bc两点连线的垂线交于点d，ad方向上的作用力fad大于2f0。

在使用时，端板二与端板一分别抵在需要施加相对轴力的结构上两个点上，作为举例，端板一与支撑钢梁端部连接，端板二与围护结构连接；使位移调节器收缩，铰接点b、c处将受到作用力f0，铰接点a处将受到作用力fad，通常fad是f0的几倍乃至十几倍，从而利用位移调节器较小的轴力为钢支撑系统提供较大的支撑力，具有结构简单、施工方便、安全可靠的优点。

结合图1和图2所示，所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，夹角为2α，其中α＜45°。e点为bc延长线与斜撑杆一的交点，f为bc延长线与斜撑杆二的交点。ad方向的作用力fad满足：fad＝2f0/tg(α)。当α＝30°，则fad＝3.46f0；当α＝15°，则fad＝7.46f0；当α＝10°，则fad＝11.34f0。

其中，所述位移调节器可以为千斤顶，利用千斤顶实现bc点的位移调节；也可以采用液压油缸，利用液压油缸控制系统对油路进行控制，从而实现液压油缸柱塞杆伸缩，从而实现bc点的位移调节。更优选的实施方式为，所述位移调节器采用工具式张拉设备如花兰调节螺栓，工具式张拉设备体型小巧，便于设置于铰接点bc之间，且成本低、操作方便。

进一步，所述滚动机构为滚轮，所述导向机构为滑槽，位移调节器收缩时，滚轮在滑槽内移动。滑槽可以采用两块间隔设置于端板二上的钢板，也可以为设置于端板二上的u形板，也可以为焊接在端板二上的角钢。

进一步，所述滚动机构为滚轮组，所述导向机构为导轨。当采用工字型导轨式，滚轮组包括支撑在导轨顶部的行走轮，以及卡扣在上翼缘板或肋板上的扣轮。位移调节器收缩时，滚轮组在导轨上移动。

实施例二

本实施例提供了一种钢支撑体系支撑轴力简易调节方法，利用实施例一中的钢支撑体系支撑轴力简易调节装置进行调节。下面结合图1和图2对该调解方法作进一步描述，所述调节方法具体包括如下步骤：

a)所述调节装置的端板一11、端板二12分别与所需施加轴力的结构端部抵紧连接；所述端板一与端板二平行，ad连线垂直于端板一和端板二；端板二12与端板一11平行并分别抵在需要施加相对轴力的结构的两个点上；使ad连线垂直于端板11；

b)收紧位移调节器41，使力传感器42测量的bc方向上的作用力调节至需要的作用力f0；端板一11与端板二12间的支撑力为fad，fad大于2f0。

进一步，钢支撑系统为被动钢支撑系统，端板11与端板12间的支撑力为fad达到要求后，锁定斜撑杆一与斜撑杆二对应段(e和f)部横向相对变形，然后拆除拆除位移调节器和力传感器。另一种实施方式为，端板一与端板二在ad连线所在轴线上的支撑力为fad达到要求后，临时锁定位移调节器以维持fad不变；使用过程中，根据需要调节位移调节器以改变支撑力fad的大小。

进一步，所述斜撑杆一21、斜撑杆二22长度相同，夹角为2α；α＜45°；ad方向的作用力fad满足：fad＝2f0/tg(α)。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。