一种框架结构顶升纠偏系统的制作方法

本实用新型涉及建筑物顶升纠偏技术领域，尤其涉及一种框架结构顶升纠偏系统。

背景技术：

当前的建筑工程项目中，多数民用建筑中框架结构仍为主要的结构形式，由于建筑地基土层的复杂性和不确定性，多数建筑物建造在不均匀的土层上，就容易有不均匀沉降问题的出现；在建筑物当中，由于受到设计、施工等各方面因素的影响，使其出现建筑物倾斜和不均匀沉降导致的局部构件开裂等破坏，使建筑物的功能受到影响，甚至造成倒塌等较为严重的工程事故。因此，对建筑物采取顶升的方法进行纠偏，从而使得建筑物能得以扶正，并对其进行加固恢复其功能，顶升法纠偏是目前工程中重要的纠偏措施。

断柱顶升方法是建筑物纠偏中常用的一种方法，分为整体顶升和局部顶升；但在建筑物顶升过程中，由于不同部位的千斤顶顶升速率与位移的不同会导致结构整体或局部变形，使得建筑物受力发生改变。根据相关工程实例，在顶升过程中不当的顶升方案容易导致部分构件如梁、板、柱等构件开裂等二次损伤。

在现有顶升方法中，框架结构房屋采用局部或整体顶升方法，使用多点布置千斤顶进行顶升，不同位置千斤顶的顶升量和顶升速率对建筑物有较大影响。传统顶升方法施工中仅考虑初始和终点顶升位移量，顶升过程按照既有顶升步骤进行，缺少对建筑的实时监测，而现有顶升房屋大多为质量较差的民房，或局部出现问题的老旧房屋，对损伤较为敏感。因此，采用每步固定顶升量会导致某个过程顶升量过大导致局部产生损伤，或不同点顶升不均匀而造成建筑物的二次损伤发生，严重的会引发事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种框架结构顶升纠偏系统，该框架结构顶升纠偏系统设计新颖、智能化程度高、顶升纠偏安全性高，且能够对框架结构顶升过程进行智能监测、控制，以保证框架结构在顶升过程中构件始终维持在合理的受力范围以内，进而使损伤降到最小，即能够有效地避免框架结构顶升纠偏时出现因不同部位顶升速率、位移不同而产生二次损伤。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

一种框架结构顶升纠偏系统，包括有顶升受力立柱、与顶升受力立柱相邻间隔布置的相邻受力立柱，顶升受力立柱的上端部与相邻受力立柱的上端部之间连设有框架受力横梁，顶升受力立柱的下方设置有承托底座，承托底座装设有液压千斤顶，液压千斤顶的驱动端与顶升受力立柱的下端面连接；

框架受力横梁的两个梁端位置为受力关键位置且框架受力横梁的两个梁端位置分别装设有梁端应变测量器组，各梁端应变传感器组分别包括有位于梁端顶面的梁端顶面应变测量器、位于梁端底面的梁端底面应变测量器；顶升受力立柱上端部的受力关键位置装设有顶升立柱应变测量器组，顶升立柱应变测量器组包括有位于顶升受力立柱左侧面的顶升立柱左侧面应变测量器、位于顶升受力立柱右侧面的顶升立柱右侧面应变测量器；相邻受力立柱上端部的受力关键位置装设有相邻立柱上端应变测量器组，相邻立柱上端应变测量器组包括有位于相邻受力立柱左侧面的相邻立柱上端左侧面应变测量器、位于相邻受力立柱右侧面的相邻立柱上端右侧面应变测量器；相邻受力立柱下端部的受力关键位置装设有相邻立柱下端应变测量器组，相邻立柱下端应变测量器组包括有位于相邻受力立柱左侧面的相邻立柱下端左侧面应变测量器、位于相邻受力立柱右侧面的相邻立柱下端右侧面应变测量器；

顶升受力立柱的上端部装设有纵向位移测量器，纵向位移测量器用于监测承托底座至纵向位移测量器之间的距离；顶升受力立柱的下端部装设有水平位移测量器，水平位移传感器用于监测相邻受力立柱至水平位移测量器之间的距离；

该框架结构顶升纠偏系统还包括有油泵、监测与控制集成器，油泵通过液压管路与液压千斤顶连接，且油泵与液压千斤顶之间的液压管路装设有电动分油阀；梁端顶面应变测量器、梁端底面应变测量器、顶升立柱左侧面应变测量器、顶升立柱右侧面应变测量器、相邻立柱上端左侧面应变测量器、相邻立柱上端右侧面应变测量器、相邻立柱下端左侧面应变测量器、相邻立柱下端右侧面应变测量器、纵向位移测量器、水平位移测量器、电动分油阀分别与监测与控制集成器电性连接。

其中，所述梁端顶面应变测量器、所述梁端底面应变测量器、所述顶升立柱左侧面应变测量器、所述顶升立柱右侧面应变测量器、所述相邻立柱上端左侧面应变测量器、所述相邻立柱上端右侧面应变测量器、所述相邻立柱下端左侧面应变测量器、所述相邻立柱下端右侧面应变测量器分别为应变片。

其中，所述梁端顶面应变测量器、所述梁端底面应变测量器、所述顶升立柱左侧面应变测量器、所述顶升立柱右侧面应变测量器、所述相邻立柱上端左侧面应变测量器、所述相邻立柱上端右侧面应变测量器、所述相邻立柱下端左侧面应变测量器、所述相邻立柱下端右侧面应变测量器分别为应变花。

其中，所述梁端顶面应变测量器、所述梁端底面应变测量器、所述顶升立柱左侧面应变测量器、所述顶升立柱右侧面应变测量器、所述相邻立柱上端左侧面应变测量器、所述相邻立柱上端右侧面应变测量器、所述相邻立柱下端左侧面应变测量器、所述相邻立柱下端右侧面应变测量器分别为振弦应变传感器。

其中，所述梁端顶面应变测量器、所述梁端底面应变测量器、所述顶升立柱左侧面应变测量器、所述顶升立柱右侧面应变测量器、所述相邻立柱上端左侧面应变测量器、所述相邻立柱上端右侧面应变测量器、所述相邻立柱下端左侧面应变测量器、所述相邻立柱下端右侧面应变测量器分别为光纤应变传感器。

其中，所述纵向位移测量器、所述水平位移测量器分别为激光测距仪。

其中，所述监测与控制集成器为plc控制器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的一种框架结构顶升纠偏系统，其包括有顶升受力立柱、与顶升受力立柱相邻间隔布置的相邻受力立柱，顶升受力立柱的上端部与相邻受力立柱的上端部之间连设有框架受力横梁，顶升受力立柱的下方设置有承托底座，承托底座装设有液压千斤顶，液压千斤顶的驱动端与顶升受力立柱的下端面连接；框架受力横梁的两个梁端位置为受力关键位置且框架受力横梁的两个梁端位置分别装设有梁端应变测量器组，各梁端应变传感器组分别包括有位于梁端顶面的梁端顶面应变测量器、位于梁端底面的梁端底面应变测量器；顶升受力立柱上端部的受力关键位置装设有顶升立柱应变测量器组，顶升立柱应变测量器组包括有位于顶升受力立柱左侧面的顶升立柱左侧面应变测量器、位于顶升受力立柱右侧面的顶升立柱右侧面应变测量器；相邻受力立柱上端部的受力关键位置装设有相邻立柱上端应变测量器组，相邻立柱上端应变测量器组包括有位于相邻受力立柱左侧面的相邻立柱上端左侧面应变测量器、位于相邻受力立柱右侧面的相邻立柱上端右侧面应变测量器；相邻受力立柱下端部的受力关键位置装设有相邻立柱下端应变测量器组，相邻立柱下端应变测量器组包括有位于相邻受力立柱左侧面的相邻立柱下端左侧面应变测量器、位于相邻受力立柱右侧面的相邻立柱下端右侧面应变测量器；顶升受力立柱的上端部装设有纵向位移测量器，纵向位移测量器用于监测承托底座至纵向位移测量器之间的距离；顶升受力立柱的下端部装设有水平位移测量器，水平位移传感器用于监测相邻受力立柱至水平位移测量器之间的距离；该框架结构顶升纠偏系统还包括有油泵、监测与控制集成器，油泵通过液压管路与液压千斤顶连接，且油泵与液压千斤顶之间的液压管路装设有电动分油阀；梁端顶面应变测量器、梁端底面应变测量器、顶升立柱左侧面应变测量器、顶升立柱右侧面应变测量器、相邻立柱上端左侧面应变测量器、相邻立柱上端右侧面应变测量器、相邻立柱下端左侧面应变测量器、相邻立柱下端右侧面应变测量器、纵向位移测量器、水平位移测量器、电动分油阀分别与监测与控制集成器电性连接。通过上述结构设计，本实用新型具有设计新颖、智能化程度高、顶升纠偏安全性高的优点，且能够对框架结构顶升过程进行智能监测、控制，以保证框架结构在顶升过程中构件始终维持在合理的受力范围以内，进而使损伤降到最小，即能够有效地避免框架结构顶升纠偏时出现因不同部位顶升速率、位移不同而产生二次损伤。

附图说明

下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型的应变测量器的布局图。

图2为本实用新型的位移测量器的布局图。

图3为单跨框架结构的弯矩图。

在图1和图2中包括有：

1——顶升受力立柱2——相邻受力立柱

3——框架受力横梁4——承托底座

5——液压千斤顶61——梁端顶面应变测量器

62——梁端底面应变测量器

63——顶升立柱左侧面应变测量器

64——顶升立柱右侧面应变测量器

65——相邻立柱上端左侧面应变测量器

66——相邻立柱上端右侧面应变测量器

67——相邻立柱下端左侧面应变测量器

68——相邻立柱下端右侧面应变测量器

71——纵向位移测量器72——水平位移测量器

8——监测与控制集成器。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本实用新型进行说明。

如图1和图2所示，一种框架结构顶升纠偏系统，包括有顶升受力立柱1、与顶升受力立柱1相邻间隔布置的相邻受力立柱2，顶升受力立柱1的上端部与相邻受力立柱2的上端部之间连设有框架受力横梁3，顶升受力立柱1的下方设置有承托底座4，承托底座4装设有液压千斤顶5，液压千斤顶5的驱动端与顶升受力立柱1的下端面连接。

进一步的，框架受力横梁3的两个梁端位置为受力关键位置且框架受力横梁3的两个梁端位置分别装设有梁端应变测量器组，各梁端应变传感器组分别包括有位于梁端顶面的梁端顶面应变测量器61、位于梁端底面的梁端底面应变测量器62；顶升受力立柱1上端部的受力关键位置装设有顶升立柱应变测量器组，顶升立柱应变测量器组包括有位于顶升受力立柱1左侧面的顶升立柱左侧面应变测量器63、位于顶升受力立柱1右侧面的顶升立柱右侧面应变测量器64；相邻受力立柱2上端部的受力关键位置装设有相邻立柱上端应变测量器组，相邻立柱上端应变测量器组包括有位于相邻受力立柱2左侧面的相邻立柱上端左侧面应变测量器65、位于相邻受力立柱2右侧面的相邻立柱上端右侧面应变测量器66；相邻受力立柱2下端部的受力关键位置装设有相邻立柱下端应变测量器组，相邻立柱下端应变测量器组包括有位于相邻受力立柱2左侧面的相邻立柱下端左侧面应变测量器67、位于相邻受力立柱2右侧面的相邻立柱下端右侧面应变测量器68。

更进一步的，顶升受力立柱1的上端部装设有纵向位移测量器71，纵向位移测量器71用于监测承托底座4至纵向位移测量器71之间的距离；顶升受力立柱1的下端部装设有水平位移测量器72，水平位移传感器用于监测相邻受力立柱2至水平位移测量器72之间的距离。

另外，该框架结构顶升纠偏系统还包括有油泵、监测与控制集成器8，油泵通过液压管路与液压千斤顶5连接，且油泵与液压千斤顶5之间的液压管路装设有电动分油阀（图中未示出）；梁端顶面应变测量器61、梁端底面应变测量器62、顶升立柱左侧面应变测量器63、顶升立柱右侧面应变测量器64、相邻立柱上端左侧面应变测量器65、相邻立柱上端右侧面应变测量器66、相邻立柱下端左侧面应变测量器67、相邻立柱下端右侧面应变测量器68、纵向位移测量器71、水平位移测量器72、电动分油阀分别与监测与控制集成器8电性连接。其中，油泵与液压千斤顶5之间的液压管路包括有进油管路、回油管路，进油管路、回油管路分别连接电动分油阀相应的接口。

需解释的是，梁端顶面应变测量器61、梁端底面应变测量器62、顶升立柱左侧面应变测量器63、顶升立柱右侧面应变测量器64、相邻立柱上端左侧面应变测量器65、相邻立柱上端右侧面应变测量器66、相邻立柱下端左侧面应变测量器67、相邻立柱下端右侧面应变测量器68分别为应变片；或者，梁端顶面应变测量器61、梁端底面应变测量器62、顶升立柱左侧面应变测量器63、顶升立柱右侧面应变测量器64、相邻立柱上端左侧面应变测量器65、相邻立柱上端右侧面应变测量器66、相邻立柱下端左侧面应变测量器67、相邻立柱下端右侧面应变测量器68分别为应变花；或者，梁端顶面应变测量器61、梁端底面应变测量器62、顶升立柱左侧面应变测量器63、顶升立柱右侧面应变测量器64、相邻立柱上端左侧面应变测量器65、相邻立柱上端右侧面应变测量器66、相邻立柱下端左侧面应变测量器67、相邻立柱下端右侧面应变测量器68分别为振弦应变传感器；或者，梁端顶面应变测量器61、梁端底面应变测量器62、顶升立柱左侧面应变测量器63、顶升立柱右侧面应变测量器64、相邻立柱上端左侧面应变测量器65、相邻立柱上端右侧面应变测量器66、相邻立柱下端左侧面应变测量器67、相邻立柱下端右侧面应变测量器68分别为光纤应变传感器。

需进一步解释的是，纵向位移测量器71、水平位移测量器72分别为激光测距仪。

其中，监测与控制集成器8为plc控制器。

如图3所示，在顶升作用f下的受力情况，产生了梁端弯矩m1和m2，在梁端m1弯矩区域布置的梁端应变测量器组用于检测该点梁顶与梁底的混凝土表面应变，通过相关试验可建立弯矩m1的梁截面应变之间的关系，可从侧面反映梁顶部与底部应变值与弯矩m1的关系，用于对在顶升过程中监测梁端受力的控制指标。

对于框架结构结构，其具有受力明确、传力路线清晰的特点；对于本实用新型的框架结构顶升纠偏系统，其可以采用以下步骤来实现框架结构顶升纠偏作业，具体的：

a、对框架结构进行荷载评估并对框架结构的梁柱进行材性试验；

b、结合框架结构的荷载、构件尺寸以及地基形式，在pkpm或其他建筑结构有限元模型中进行受力分析，以确定受力关键位置；

c、根据受力分析结果，在受力关键位置布置应变测量器，各应变测量器分别与plc控制器进行电性连接，并基于前期分析确定各应变测量器的极值；同时，安装纵向位移测量器71、水平位移测量器72，纵向位移测量器71、水平位移测量器72分别与plc控制器电性连接；

d、通过plc控制器启动液压千斤顶5进行顶升动作，在此过程中，各不同测点布置的应变测量器以及各位移测量器将检测获得的数据传输到plc控制器汇总进行分析，使其在顶升过程中能够实时反馈结构构件关键受力位置应变和位移的发展状况；同时将监测数值与前期对结构分析形成的各测点的控制值进行对比，在plc控制器中不断对受力模型进行分析，根据相关规范开裂和位移判断准则，实现对顶升时结构损伤监测；若某点达到极值或接近极值将通过plc控制器的分析，plc控制器再控制电动分油阀动作，以通过电动分油阀控制液压千斤顶5出油与进油量，进而对顶升点千斤顶进行控制，控制其伸缩位移和加载速率变化，以确保顶升过程中构件不受损伤。

综合上述情况可知，通过上述结构设计，本实用新型具有设计新颖、智能化程度高、顶升纠偏安全性高的优点，且能够对框架结构顶升过程进行智能监测、控制，以保证框架结构在顶升过程中构件始终维持在合理的受力范围以内，进而使损伤降到最小，即能够有效地避免框架结构顶升纠偏时出现因不同部位顶升速率、位移不同而产生二次损伤。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。