内销式棘齿自锁装置及包含其的钢支撑的制作方法

本发明涉及一种内销式棘齿自锁装置。

本发明还涉及一种包含上述内销式棘齿自锁装置的钢支撑。

背景技术

钢支撑是深基坑工程中常用的支护结构，其具有重量轻、现场拼装、安装拆除速度快且方便、安装完成后即可起到支撑作用、可重复利用等优点，广泛应用于软土地区条形、矩形深基坑中。随着社会发展，地下空间的开发逐渐加大，出现了大量的深基坑工程，钢支撑的用量也呈现逐年上升的趋势。但是钢支撑属于柔性支撑，其刚度相比与混凝土支撑小的多，受力过程中产生的变形要比混凝土支撑大。

传统钢支撑一次性施加荷载完毕，一般不再补加荷载，在基坑开挖过程中，基坑两侧围护结构或多或少地发生受力变化，基坑内已经撑好的钢支撑的轴力便发生变化，可能造成部分钢支撑松动，部分钢支撑受力增加的现象。钢支撑受力不均对基坑支撑非常危险，这是因为一旦其中的一根钢支撑失效，其所承担的力势必转移到相邻钢支撑上，而相邻钢支撑受到了额外的力，如相邻支撑也发生失效，那其所承担的力便转移到其他钢支撑上。如此下去发生连锁反应，造成重大事故。

伺服钢支撑的应用将解决钢支撑受力不均的弱点，但是伺服钢支撑需要伺服液压千斤顶来提供支撑力，相比传统钢支撑其多了一道环节，理论上增大了发生故障的几率。采用自锁结构，可以有效降低这道环节发生问题的措施。因此，本发明的钢支撑自锁装置，丰富了伺服钢支撑的技术形式。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的伺服钢支撑会失效，从而导致发生重大事故的缺陷，而提供一种内销式棘齿自锁装置及包含其的钢支撑。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供了一种内销式棘齿自锁装置，包括支撑筒、内销和若干楔块组件，所述支撑筒设有贯穿的内齿孔，所述内齿孔的内周面设有若干棘齿，所述棘齿沿所述支撑筒的轴向排列，所述棘齿的滑动方向朝向所述内齿孔的一端；所述内销的外周面的最大直径小于所述内齿孔的内周面的最小直径；若干所述楔块组件设置在所述内销的外周面上，所述楔块组件包括楔块、弹性件，所述楔块能相对于所述内销转动并在向外扩张和向内缩回的这两种状态之间切换；所述楔块向外扩张时，所述楔块能与所述棘齿相配合；所述楔块向内缩回时，所述楔块至所述内销的轴线的最大距离小于所述内齿孔的内周面的最小半径；所述弹性件设置于所述楔块与所述内销之间，所述弹性件始终向所述楔块施加保持向外扩张的状态的外力。

较佳地，所述内齿孔的两端分别为入口端和出口端，所述内齿孔的出口端为所述棘齿的滑动方向朝向的一端；所述内销式棘齿自锁装置还包括安装法兰，所述安装法兰固定于所述支撑筒的外周面上，所述安装法兰位于所述内齿孔的入口端。

较佳地，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与所述楔块、内销相连接。

较佳地，所述内销的外周面设有若干弹簧安装孔，每个所述弹簧安装孔放置有一个所述压缩弹簧，所述压缩弹簧与所述楔块连接的一端固定于所述弹簧安装孔内。

较佳地，所述内销式棘齿自锁装置还包括若干支撑架，所述支撑架设置于所述内销的外周面，每个所述支撑架上铰接有一个所述楔块。

较佳地，所述内销的外周面设有若干向内凹陷的容纳腔，每个所述容纳腔放置有一个所述支撑架。

较佳地，所述内销式棘齿自锁装置还包括连接绳，所述连接绳将所述内销与支撑体相连接。

本发明还提供了一种钢支撑，用于对墙面起到支撑作用，所述钢支撑包括钢支撑主体和支撑端，所述支撑端位于所述钢支撑主体的端部；所述支撑端包括施压装置和至少一个自锁装置，所述施压装置施加压力至所述墙面上，所述自锁装置为上述内销式棘齿自锁装置，所述自锁装置绕所述施压装置的周向设置，所述支撑筒固定在所述钢支撑主体的端部，所述棘齿的滑动方向朝向所述墙面，所述内销位于所述内齿孔内并与所述墙面保持距离。

较佳地，所述施压装置为千斤顶。

较佳地，所述内销与所述墙面之间的距离为0.5～2cm。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

该内销式棘齿自锁装置及包含其的钢支撑，通过楔块、棘齿的结构，使内销只能单向移动，自锁可靠；将带有该自锁装置的钢支撑应用于深基坑工程时，安装简单，能实现可靠的自锁功能，避免出现重大事故。

附图说明

图1为本发明内销式棘齿自锁装置的实施例1的结构示意图。

图2为图1所示的内销式棘齿自锁装置的局部放大示意图。

图3为图1所示的内销式棘齿自锁装置的支撑筒及其连接部件的结构示意图。

图4为图1所示的内销式棘齿自锁装置的内销及其连接部件的结构示意图。

图5为使用图1所示的内销式棘齿自锁装置的钢支撑的结构示意图。

图6为图5所示的钢支撑的a-a向剖视图。

图7为本发明内销式棘齿自锁装置的实施例2的结构示意图。

图8为图7所示的内销式棘齿自锁装置的局部放大示意图。

图9为图7所示的内销式棘齿自锁装置的支撑筒及其连接部件的结构示意图。

图10为图7所示的内销式棘齿自锁装置的内销及其连接部件的结构示意图。

图11为使用图7所示的内销式棘齿自锁装置的钢支撑的结构示意图。

图12为图11所示的钢支撑的b-b向剖视图。

附图标记说明

支撑筒1

内齿孔11

入口端111

出口端112

棘齿12

内销2

弹簧安装孔21

容纳腔22

楔块组件3

楔块31

弹性件32

安装法兰4

支撑架5

连接绳6

墙面10

基坑侧墙101

预埋钢板102

钢支撑主体20

支撑端30

施压装置40

自锁装置50

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1至图4所示为本发明内销式棘齿自锁装置的实施例1的结构示意图。该内销式棘齿自锁装置，包括支撑筒1、内销2和若干楔块组件3，支撑筒1设有贯穿的内齿孔11，内齿孔11的内周面设有若干棘齿12，棘齿12沿支撑筒1的轴向排列，棘齿12的滑动方向朝向内齿孔11的一端；内销2的外周面的最大直径小于内齿孔11的内周面的最小直径；若干楔块组件3设置在内销2的外周面上，楔块组件3包括楔块31、弹性件32，楔块31能相对于内销2转动并在向外扩张和向内缩回的这两种状态之间切换；楔块31向外扩张时，楔块31能与棘齿12相配合；楔块31向内缩回时，楔块31至内销2的轴线的最大距离小于内齿孔11的内周面的最小半径；弹性件32设置于楔块31与内销2之间，弹性件32始终向楔块31施加保持向外扩张的状态的外力。

其中，内齿孔11的两端分别为入口端111和出口端112，内齿孔11的出口端112为棘齿12的滑动方向朝向的一端。将内销2从入口端111插入内齿孔11中，由于楔块31与棘齿12的配合，内销2可以向出口端112的方向移动，但不可向入口端111的方向退回。当内销2的端部从内齿孔11的出口端112伸出至预设位置，表示该自锁装置安装到位。

将该自锁装置安装在两个支撑体之间，支撑筒1与其中一个支撑体固定连接，而内销2的端部指向另一个支撑体。若两个支撑体之间的支撑失效，相互靠近时，即使内销2的端部受到外力，由于棘齿12的止退功能，内销2也不能后退，达到自锁的功能，使两个支撑体仍能保持预设的间距。上述内销式棘齿自锁装置，安装方便，安装完成后能实现可靠的自锁。

如图1和图3所示，该内销式棘齿自锁装置还包括安装法兰4，安装法兰4固定于支撑筒1的外周面上，安装法兰4位于内齿孔11的入口端111。安装法兰4用于将支撑筒1安装在支撑体上。

如图1和图2所示，弹性件32为压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与楔块31、内销2相连接。压缩弹簧始终向楔块31施加保持向外扩张的状态的外力，使内销2插入支撑筒1的内齿孔11中后，楔块31始终与棘齿12相配合。这样，内销2只能沿棘齿12的滑动方向移动，但不可退回。

如图3所示，为了限制压缩弹簧的伸缩方向，内销2的外周面设有若干弹簧安装孔21，每个弹簧安装孔21放置有一个压缩弹簧，压缩弹簧与楔块31连接的一端固定于弹簧安装孔21内。通过将压缩弹簧放置于弹簧安装孔21内，使压缩弹簧只能沿弹簧安装孔21的轴向伸缩。

如图3所示，内销式棘齿自锁装置还包括若干支撑架5，支撑架5设置于内销2的外周面，每个支撑架5上铰接有一个楔块31。进一步地，内销2的外周面设有若干向内凹陷的容纳腔22，每个容纳腔22放置有一个支撑架5。楔块31在支撑架5上转动，使楔块31在向外扩张和向内缩回的这两种状态之间切换。为了保证楔块31具有向内缩回的空间，支撑架5放置于容纳腔22内。楔块31处于向内缩回的状态时，楔块31大致位于容纳腔22内。

如图1和图4所示，该内销式棘齿自锁装置还包括连接绳6，连接绳6将内销2与支撑体相连接。连接绳6用于内销2与其对应的支撑体相连接。

如图5至图6所示为具有上述内销式棘齿自锁装置的钢支撑，用于对墙面10起到支撑作用。该钢支撑包括钢支撑主体20和支撑端30，支撑端30位于钢支撑主体20的端部；支撑端30包括施压装置40和两个自锁装置50，施压装置40施加压力至墙面10上，自锁装置50为上述内销式棘齿自锁装置，自锁装置50绕施压装置40的周向设置，支撑筒1固定在钢支撑主体20的端部，棘齿12的滑动方向朝向墙面10，内销2位于内齿孔11内并与墙面10保持距离。其中，自锁装置50的数量可以根据需要设定，并不限定为两个。

其中，施压装置40为千斤顶，如油压千斤顶。施压装置40可以为其他压力装置。

其中，内销2与墙面10之间的距离最好为0.5～2cm，使在正常情况下内销2与墙面10不接触，而在施压装置40失效时，内销2可以与墙面10相接触，起到支撑墙面10的作用。

将上述钢支撑应用于深基坑工程时，该钢支撑的支撑端30的数量为两个，分别位于钢支撑主体20的两端。墙面10通常由基坑侧墙101和覆盖在基坑侧墙101上的预埋钢板102组成。两个施压装置40分别向相对设置的两个预埋钢板102施加压力，使钢支撑横向支撑在基坑中。当施压装置40失效时，自锁装置50顶住预埋钢板102，使钢支撑仍然发挥作用，避免出现重大事故。

实施例2

如图7至图10所示为本发明内销式棘齿自锁装置的实施例2的结构示意图。该实施例的内销式棘齿自锁装置的结构，除内销2外与实施例1基本相同。本实施例中的内销2不设置容纳腔22，内销2设置有支撑架5的部分的整体直径较小，这样使支撑架5直接安装在内销2的外周面上。该结构的内销2，加工形式简单，安装方便。

如图11至图12所示为具有上述内销式棘齿自锁装置的钢支撑，钢支撑应用上述内销式棘齿自锁装置的方式，与实施例1相同。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。