基坑装配式钢支撑轴力智能监测装置

1.本发明涉及基建施工技术领域，具体为基坑装配式钢支撑轴力智能监测装置。


背景技术：

2.装配式钢支撑凭借简单快速、质量与品控稳定、绿色施工等优势，目前在基坑工程、暗挖隧道与坑洞、桥梁及建筑领域应用越来越广，在保持支撑面稳定和限制支撑面位移方面起到了十分重要的作用。而对于装配式钢支撑的长度调节补足方面，目前工程中普遍采用单缸千斤顶或双缸千斤顶伸长支顶的打入钢楔式节点，千斤顶支顶伸长节点进而补足预留空隙后，继续支顶施加预应力，随之在预留孔槽内填塞钢楔块并锤紧，待稳定后撤出千斤顶，工作中，由钢楔进行传力，此种方式不可靠，容易造成钢楔处应力集中与偏心受力，节点刚度小，局部易屈曲；钢楔块填塞数量过多，整体性差，刚度与稳定性不足；需要大量备用钢楔块，品质控制难以保障。
3.基于此，本发明设计了基坑装配式钢支撑轴力智能监测装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基坑装配式钢支撑轴力智能监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基坑装配式钢支撑轴力智能监测装置，包括钢支撑，所述钢支撑前方设置有连接盘，所述连接盘前方设置有监测组，所述连接盘前方设置有支撑板，所述钢支撑上周围设置有若干个支撑组，若干个所述支撑组以钢支撑的原点为中心呈环形等距离布置；
6.所述支撑组包括横板，所述横板与连接盘滑动连接，所述横板内部滑动连接有固定杆；所述固定杆固定连接有用于其复位的第一弹簧，所述固定杆与连接盘固定连接，所述横板顶部固定连接有若干个卡爪，所述横板上方设置有限位组，所述限位组用于对卡爪进行限位，所述横板下方均设置有驱动组件，所述驱动组件用于对监测组施加预应力、并且在预应力到一定程度后对支撑板进行限位。
7.作为本发明的进一步方案，所述驱动组件包括齿条杆与螺纹孔，所述齿条杆固定连接在横板底部，所述齿条杆下方啮合有齿轮，所述齿轮转动连接有第一支板，所述第一支板固定连接在连接盘后侧壁，所述齿轮固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮转动连接有第二支板，所述第二支板固定连接在连接盘后侧壁，所述第二锥齿轮固定连接有滑杆，所述滑杆滑动连接有螺纹杆，所述螺纹孔开设在连接盘内部，所述螺纹杆与螺纹孔螺纹连接，所述驱动组件还包括直线驱动组，所述直线驱动组位于横板一侧。
8.作为本发明的进一步方案，所述直线驱动组包括液压杆与限位块，所述液压杆输出端固定连接有卡块，所述限位块固定连接在横板后端，所述卡块与限位块滑动连接。
9.作为本发明的进一步方案，所述监测组包括套筒，所述套筒前端与支撑板固定连
接，所述套筒与连接盘滑动连接，所述套筒内部滑动连接有轴力计，所述轴力计与套筒内壁之间固定连接有第二弹簧，所述轴力计前方设置有接触筒，所述接触筒滑动连接在套筒内部。
10.作为本发明的进一步方案，所述限位组包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆固定连接在连接盘开设的槽口底壁，所述电动伸缩杆顶端固定连接有连接块，所述连接块与连接盘滑动连接，所述连接块转动连接有限位片，所述限位片的转动轴套接有扭簧。
11.作为本发明的进一步方案，所述钢支撑前端转动连接有若干个拧片，所述连接盘开设有与若干个拧片一一对应的通槽，若干个所述通槽分别与若干个拧片滑动连接。
12.作为本发明的进一步方案，所述卡块呈矩形。
13.作为本发明的进一步方案，所述横板固定连接有导向片，所述横板通过导向片与连接盘滑动连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1.通过卡爪、限位组对横板进行固定，不需要填塞楔块，避免了整体性差、刚度与稳定性不足的问题；并且省去了大量备用钢楔块，能够在使用完成后快速的拆卸，伴随着基坑开挖深度的增加，能够提升的稳定性也会更大，通过螺纹杆对支撑板进行支撑，再次提高了对支撑板的支撑效果，提高支撑板的稳定，从而使监测组能够良好的工作。
16.2.若干个横板与固定杆将监测组推动到与钢围檩或者基坑内壁接触的位置，通过第一弹簧与第二弹簧能够在钢围檩与监测组接触的时候对轴力计进行缓冲，防止施加的预应力过大造成监测组受损。
17.3.通过套筒对轴力计进行限制，使得轴力计在安装的时候确保处于中心位置，避免轴力计出现偏心受力的情况。
附图说明
18.图1为本发明总体结构示意图；
19.图2为本发明连接盘的侧视图；
20.图3为本发明齿轮与横板的位置关系示意图；
21.图4为本发明直线驱动组的结构示意图；
22.图5为本发明限位组的结构示意图；
23.图6为本发明螺纹杆与滑杆的示意图；
24.图7为本发明拧片与钢支撑的连接示意图；
25.图8为本发明监测组的剖视图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1、钢支撑；2、连接盘；3、支撑板；4、横板；5、固定杆；6、卡爪；7、第一弹簧；8、导向片；9、齿条杆；10、齿轮；11、第一锥齿轮；12、第二锥齿轮；13、第一支板；14、第二支板；15、滑杆；16、螺纹杆；17、螺纹孔；18、液压杆；19、卡块；20、限位块；21、套筒；22、轴力计；23、第二弹簧；24、接触筒；25、电动伸缩杆；26、连接块；27、限位片；28、扭簧；29、拧片；30、通槽。
具体实施方式
28.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：基坑装配式钢支撑轴力智能监测装置，
包括钢支撑1，钢支撑1前方设置有连接盘2，连接盘2前方设置有监测组，连接盘2前方设置有支撑板3，钢支撑1上周围设置有若干个支撑组，若干个支撑组以钢支撑1的原点为中心呈环形等距离布置；
29.支撑组包括横板4，横板4与连接盘2滑动连接，横板4内部滑动连接有固定杆5；固定杆5固定连接有用于其复位的第一弹簧7，固定杆5与连接盘2固定连接，横板4顶部固定连接有若干个卡爪6，横板4上方设置有限位组，限位组用于对卡爪6进行限位，横板4下方均设置有驱动组件，驱动组件用于对监测组施加预应力、并且在预应力到一定程度后对支撑板3进行限位。
30.上述方案在投入实际使用时，工作人员将整个装置运送到基坑之中，然后启动驱动组件，驱动组件工作时会推动横板4沿着连接盘2滑动，横板4滑动时会带动支撑板3与监测组移动，横板4移动时卡爪6会逐渐的越过限位组，随着横板4与支撑板3的移动，监测组会与钢围檩接触，此时横板4在继续移动时固定杆5无法移动，此时横板4会压缩第一弹簧7，第一弹簧7受到压缩时会对监测组进行缓冲，防止直接施加的预应力过大造成监测组与支撑板3受损的情况，当施加的预应力达到设定的标准后，关闭驱动组件，驱动组件关闭后限位组会对卡爪6进行固定，使横板4与固定杆5进行固定；
31.在拆卸时只需要解除限位组对卡爪6的固定，然后再次启动驱动组件即可，驱动组件会带动横板4与固定杆5进行反方向移动，横板4与固定杆5移动时会带动支撑板3与监测组复位，方便进行下一次工作，避免了拆卸钢楔块所需要的大量时间；
32.若干个横板4与固定杆5将监测组推动到与钢围檩或者基坑内壁接触的位置，通过第一弹簧7能够在钢围檩与监测组接触的时候对监测组进行缓冲，防止施加的预应力过大造成监测组受损，然后限位组通过卡爪6对横板4进行一次限位，使支撑板3与监测组保持与钢围檩贴合，因两个卡爪6之间的距离是固定的，而施加的预应力也是固定的，在施加的预应力达到标准后驱动组件还能够对支撑板3的后方进行支撑，使支撑板3能够在任意位置进行停留，从而对支撑板3进行二次限位，而支撑组是有多个的，能够进行多方位支撑，使施加的预应力作用在支撑板3的多个位置，避免应力集中与偏心受力的情况，提升了对支撑板3与监测组进行支撑时的稳定性；
33.通过卡爪6、限位组对横板4进行固定，不需要填塞楔块，避免了整体性差、刚度与稳定性不足的问题；并且省去了大量备用钢楔块，能够在使用完成后快速的拆卸，伴随着基坑开挖深度的增加，能够提升的稳定性也会更大。
34.作为本发明的进一步方案，驱动组件包括齿条杆9与螺纹孔17，齿条杆9固定连接在横板4底部，齿条杆9下方啮合有齿轮10，齿轮10转动连接有第一支板13，第一支板13固定连接在连接盘2后侧壁，齿轮10固定连接有第一锥齿轮11，第一锥齿轮11啮合有第二锥齿轮12，第二锥齿轮12转动连接有第二支板14，第二支板14固定连接在连接盘2后侧壁，第二锥齿轮12固定连接有滑杆15，滑杆15滑动连接有螺纹杆16，螺纹孔17开设在连接盘2内部，螺纹杆16与螺纹孔17螺纹连接，驱动组件还包括直线驱动组，直线驱动组位于横板4一侧。
35.上述驱动组件在工作时，首先启动直线驱动组，直线驱动组工作时会带动横板4沿着连接盘2向前滑动，横板4移动时通过齿条杆9带动齿轮10转动，齿轮10转动时带动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11转动时带动第二锥齿轮12转动，第二锥齿轮12转动时带动滑杆15转动，滑杆15转动时带动螺纹杆16在螺纹孔17之中转动，螺纹杆16转动时会向靠近支撑
板3的方向移动，但是螺纹杆16与支撑板3是具有一定的距离的，通过第一支板13与第二支板14能够对齿轮10与第二锥齿轮12进行支撑，而横板4向前移动时会带动固定杆5与支撑板3移动，当监测组与钢围檩接触后横板4继续移动会压缩第一弹簧7，第一弹簧7受到压缩时横板4是会继续移动一端距离的，横板4继续移动时齿条杆9继续与齿轮10啮合，然后螺纹杆16会继续向支撑板3的方向移动，当第一弹簧7压缩到极限位置后，螺纹杆16也移动到与支撑板3接触的位置，螺纹杆16与支撑板3接触时会对支撑板3进行二次限位，从而防止支撑板3会后退；
36.通过螺纹杆16对支撑板3进行支撑，再次提高了对支撑板3的支撑效果，提高支撑板3的稳定，从而使监测组能够良好的工作；
37.使用完成后直线驱动组带动横板4后退，横板4后退时会先使第一弹簧7拉伸，第一弹簧7拉伸时通过齿条杆9带动齿轮10转动，齿轮10转动时通过第一锥齿轮11和第二锥齿轮12带动螺纹杆16后退一段距离，第一弹簧7弹性复位后横板4会拉动固定杆5与支撑板3后退，从而使监测组件能够后退，监测组件后退后与钢围檩脱离，而后直接将钢支撑1吊走即可。
38.作为本发明的进一步方案，直线驱动组包括液压杆18与限位块20，液压杆18输出端固定连接有卡块19，限位块20固定连接在横板4后端，卡块19与限位块20滑动连接。
39.上述直线驱动组在工作时，液压杆18工作时输出端伸缩，从而通过限位块20与卡块19带动横板4前进，当整个装置使用完成后只需要再次启动液压杆18，液压杆18工作时带动横板4后退，从而使支撑板3与监测组后退，并且，限位块20与卡块19滑动连接，方便液压杆18的拆卸。
40.作为本发明的进一步方案，监测组包括套筒21，套筒21前端与支撑板3固定连接，套筒21与连接盘2滑动连接，套筒21内部滑动连接有轴力计22，轴力计22与套筒21内壁之间固定连接有第二弹簧23，轴力计22前方设置有接触筒24，接触筒24滑动连接在套筒21内部。
41.上述监测组在工作时，固定杆5推动支撑板3移动时，支撑板3会带动套筒21与接触筒24移动，当接触筒24与钢围檩或基坑内壁接触后，固定杆5继续推动支撑板3时接触筒24后端会挤压轴力计22与第二弹簧23，通过第二弹簧23的弹性压缩在施加预应力的时候对轴力计22进行缓冲，避免施加预应力的时候造成轴力计22损坏，当使用完成后在第二弹簧23的弹性舒张下接触筒24会向外滑动；
42.通过套筒21对轴力计22进行限制，使得轴力计22在安装的时候确保处于中心位置，避免轴力计22出现偏心受力的情况。
43.作为本发明的进一步方案，限位组包括电动伸缩杆25，电动伸缩杆25固定连接在连接盘2开设的槽口底壁，电动伸缩杆25顶端固定连接有连接块26，连接块26与连接盘2滑动连接，连接块26转动连接有限位片27，限位片27的转动轴套接有扭簧28。
44.上述限位组在工作时，液压杆18启动后移动横板4移动，横板4移动时若干个卡爪6会逐渐与限位片27接触，卡爪6与限位片27接触时会带动限位片27绕转动轴转动并且压缩扭簧28，在限位片27的作用下，卡爪6是无法后退的，从而使监测组进行检测时横板4不会后退，当使用完成后只需要启动电动伸缩杆25即可，电动伸缩杆25启动后将连接块26向上顶起，从而使限位片27与卡爪6脱离。
45.作为本发明的进一步方案，钢支撑1前端转动连接有若干个拧片29，连接盘2开设
有与若干个拧片29一一对应的通槽30，若干个通槽30分别与若干个拧片29滑动连接。
46.上述方案在实际工作时，在使用之前，将拧片29插入到通槽30之中并且拧动拧片29旋转移动角度，此时连接盘2与钢支撑1成为一个整体，并且拧片29具有一定的阻尼性，提高钢支撑1与连接盘2连接的稳定性。
47.作为本发明的进一步方案，卡块19呈矩形。
48.上述方案在工作时，矩形的卡块19方便滑动并且不会发生转动。
49.作为本发明的进一步方案，横板4固定连接有导向片8，横板4通过导向片8与连接盘2滑动连接。
50.上述方案在工作时，通过导向片8对横板4在滑动时进行限位。
51.工作原理：工作人员将整个装置运送到基坑之中，然后启动驱动组件，驱动组件工作时会推动横板4沿着连接盘2滑动，横板4滑动时会带动支撑板3与监测组移动，横板4移动时卡爪6会逐渐的越过限位组，随着横板4与支撑板3的移动，监测组会与钢围檩接触，此时横板4在继续移动时固定杆5无法移动，此时横板4会压缩第一弹簧7，第一弹簧7受到压缩时会对监测组进行缓冲，防止直接施加的预应力过大造成监测组与支撑板3受损的情况，当施加的预应力达到设定的标准后，关闭驱动组件，驱动组件关闭后限位组会对卡爪6进行固定，使横板4与固定杆5进行固定；
52.在拆卸时只需要解除限位组对卡爪6的固定，然后再次启动驱动组件即可，驱动组件会带动横板4与固定杆5进行反方向移动，横板4与固定杆5移动时会带动支撑板3与监测组复位，方便进行下一次工作，避免了拆卸钢楔块所需要的大量时间；
53.若干个横板4与固定杆5将监测组推动到与钢围檩或者基坑内壁接触的位置，通过第一弹簧7能够在钢围檩与监测组接触的时候对监测组进行缓冲，防止施加的预应力过大造成监测组受损，然后限位组通过卡爪6对横板4进行一次限位，使支撑板3与监测组保持与钢围檩贴合，因两个卡爪6之间的距离是固定的，而施加的预应力也是固定的，在施加的预应力达到标准后驱动组件还能够对支撑板3的后方进行支撑，使支撑板3能够在任意位置进行停留，从而对支撑板3进行二次限位，而支撑组是有多个的，能够进行多方位支撑，使施加的预应力作用在支撑板3的多个位置，避免应力集中与偏心受力的情况，提升了对支撑板3与监测组进行支撑时的稳定性；
54.通过卡爪6、限位组对横板4进行固定，不需要填塞楔块，避免了整体性差、刚度与稳定性不足的问题；并且省去了大量备用钢楔块，能够在使用完成后快速的拆卸，伴随着基坑开挖深度的增加，能够提升的稳定性也会更大。