專利名稱：一種方便快捷的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)及支撐加載、卸載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，涉及鋼支撐，尤其涉及一種可用于施加支撐預(yù)應(yīng)力及 拆除鋼支撐的加載、卸載機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
地下建筑工程的基坑施工在開挖基坑時都需要采用鋼支撐來避免坑壁坍塌，現(xiàn)有 的鋼支撐端部接頭一般多為活絡(luò)頭加鋼楔的形式，使用時先用吊車吊起專用的千斤頂對鋼 支撐預(yù)加軸力，然后再插入鋼楔傳力。當(dāng)需要拆除鋼支撐時，首先要使用吊車將專用的千斤 頂?shù)踔糜阡撝味瞬康幕罱j(luò)頭處，然后再通過液壓油泵給專用千斤頂加壓，使得基坑圍護(hù) 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定量的向外位移，待原先插入鋼支撐端頭的鋼楔出現(xiàn)松動后取出鋼楔，再將千 斤頂卸壓并移去，最后吊車吊走所拆除的鋼支撐。然而在現(xiàn)實應(yīng)用中，這種鋼支撐也暴露出 其難以克服的缺點該支撐在安裝過程中，施加預(yù)應(yīng)力過程需要吊車及2個加載千斤頂配 合，存在加壓值沒有數(shù)據(jù)采集記錄、加壓值依賴操作人員的經(jīng)驗及責(zé)任心控制、施工工藝較 多且時間較長等問題；此外，在拆除過程中由于鋼楔長期受力變形造成拆除困難，甚至出現(xiàn) 無法拆除等問題；還有，隨著基坑的開挖及變形，部分支撐會出現(xiàn)軸力衰減，甚至支撐失效 的現(xiàn)象；盡管施工現(xiàn)場可采用二次復(fù)加軸力的措施，但現(xiàn)場二次復(fù)加軸力施工有很多困難， 不能從本質(zhì)上解決該問題；再者，鋼支撐安裝和拆除均需要吊車與操作工人相互配合，過程 復(fù)雜且不安全，因而具有費工費時的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，研究開發(fā)了一種支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)。施工 時，可以根據(jù)需要方便的進(jìn)行支撐軸力的加載和軸力復(fù)加，以達(dá)到簡便、快速安裝支撐，提 高施工效率，減少基坑變形的目的；此外，還可以方便地進(jìn)行支撐的卸載、拆除。本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，包括液壓油 缸，油缸活塞桿，鋼支撐套，液壓油缸上設(shè)置有進(jìn)油管口與回油管口，內(nèi)置行程傳感器和壓 力傳感器的液壓油缸安裝固定在鋼支撐套內(nèi)，液壓油缸的進(jìn)油管口與回油管口與安裝固定 在鋼支撐套外側(cè)。進(jìn)一步，該鋼支撐套上設(shè)置有前端法蘭和后端法蘭，前端法蘭和后端法蘭上分別 設(shè)置有連接孔。還包括動力站的液壓油管與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口和回油管 口相連；移動控制板或工控機(jī)通過控制線纜控制動力站對液壓油缸加壓或卸載；鋼支撐套 內(nèi)安裝有軸力傳感器，其通過線纜與工控機(jī)將支撐使用過程中的軸力數(shù)據(jù)反饋回工控機(jī)加 以監(jiān)測。該移動控制板與工控機(jī)之間的連接是有線或無線方式連接。上述的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)的支撐加載、卸載方法，包括1)將支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)通過兩端前端的鋼法蘭用螺栓分別與現(xiàn)有的活絡(luò)段鋼支撐的端部結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)段鋼支撐連接；通過后端的法蘭用螺栓與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)段鋼支撐連接；2)通過安裝在油缸活塞桿前端的連接件將油缸活塞桿與現(xiàn)有支撐活絡(luò)頭的尾部 相連；3)待整根支撐拼接完成后，將鋼支撐吊放至需要支撐的位置；4)待支撐吊放到位后，準(zhǔn)備進(jìn)行支撐預(yù)應(yīng)力加載，將動力站的液壓油管與預(yù)留在 支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口和回油管口相連；5)采用移動控制板或工控機(jī)通過控制線纜控制動力站開始對液壓油缸加壓，油缸 活塞桿在壓力作用下通過連接件推動原支撐活絡(luò)頭伸出；6)當(dāng)活絡(luò)頭碰到基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)后，整根支撐的軸力在液壓油缸的作用下會逐漸增 大，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計軸力時，動力站保持此壓力；7)在原有活絡(luò)頭端部結(jié)構(gòu)的槽孔中插入鋼楔；8)待鋼楔安裝好后，再通過移動控制板或工控機(jī)控制動力站讓缸活塞桿卸壓并微 量回縮，進(jìn)而完成鋼支撐加載過程；9)鋼支撐加載完成后采用類似的方式進(jìn)行下一根鋼支撐的加載安裝；10)當(dāng)支撐需要卸載拆除的時候，首先將動力站的液壓油管與預(yù)留在支撐加載、卸 載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口和回油管口相連；11)通過移動控制板或工控機(jī)控制動力站開始對液壓油缸加壓；12)油缸活塞桿在壓力作用下通過連接件推動原支撐活絡(luò)頭，當(dāng)支撐的軸力足夠 大時，插在原有支撐活絡(luò)頭槽孔中的鋼楔會出現(xiàn)松動；13)將鋼楔逐塊取出，然后通過移動控制板或工控機(jī)控制動力站使得油缸活塞桿 連同原有支撐活絡(luò)頭一起回縮；14)待活絡(luò)頭回縮到位后，卸下油管，移除鋼支撐即可。進(jìn)一步，在支撐加載及、卸載過程中，液壓油缸的行程傳感器和壓力傳感器實時、 動態(tài)地將油缸活塞桿的位移及油缸壓力數(shù)據(jù)反饋給工控機(jī)，從而實現(xiàn)支撐加載、卸載過程 中的定量、可控的目的。當(dāng)支撐加載完成處于使用狀態(tài)時，通過軸力傳感器將支撐使用過程中的實時軸力 數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式反饋給工控機(jī)，工控機(jī)根據(jù)事先設(shè)定的警戒值進(jìn)行支撐軸力過 載或失效報警。本發(fā)明的目的是實現(xiàn)方便、快捷的鋼支撐加載及卸載作業(yè)。其工作原理是在現(xiàn)有 的活絡(luò)段鋼支撐端部結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)段鋼支撐之間安裝一段支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)內(nèi)部 安裝固定有帶有行程傳感器和壓力傳感器的液壓油缸，本機(jī)構(gòu)上預(yù)留有液壓油進(jìn)油管口和 回油管口。使用時將支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)段兩端分別與活絡(luò)段鋼支撐端部結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)段鋼 支撐通過螺栓連接。并通過安裝在油缸活塞桿前端的連接件將油缸活塞桿與現(xiàn)有支撐活絡(luò) 頭尾部相連。在支撐需要加載的時候，將動力站的液壓油管與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的 進(jìn)、回油管口相連，通過工控機(jī)或移動控制板控制動力站按設(shè)定的加壓值開始對液壓油缸 加壓，油缸活塞桿在壓力作用下通過連接件推動原支撐活絡(luò)頭伸出，當(dāng)活絡(luò)頭碰到基坑圍 護(hù)結(jié)構(gòu)后，整根支撐的軸力在液壓油缸的作用下會逐漸增大，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計軸力時，動力 站自動保持此壓力，然后在原有活絡(luò)頭端部結(jié)構(gòu)槽孔中打入鋼楔。待鋼楔安裝好后再通過工控機(jī)控制動力站讓油缸卸壓，拆除油管。油缸活塞桿卸壓并微量回縮。當(dāng)支撐需要卸載拆除的時候采用與加載類似的方式進(jìn)行。將動力站的液壓油管與 預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)、回油管口相連，通過工控機(jī)或移動控制板控制動力站開 始對液壓油缸加壓，油缸活塞桿在壓力作用下通過連接件推動原支撐活絡(luò)頭，當(dāng)支撐的軸 力足夠大時，插在原有活絡(luò)頭端部結(jié)構(gòu)槽孔中的鋼楔會出現(xiàn)松動，將鋼楔逐塊取出，然后通 過工控機(jī)控制動力站使得油缸活塞桿連同原有支撐活絡(luò)頭一起回縮?；罱j(luò)頭回縮到位后， 卸下油管，移除鋼支撐即可。此外，在支撐加載及、卸載過程中，內(nèi)置行程傳感器和壓力傳感器的液壓油缸可以 實時動態(tài)的將油缸活塞桿的位移及油缸壓力數(shù)據(jù)反饋給工控機(jī)，從而實現(xiàn)支撐加載、卸載 過程中的定量、可控的目的。當(dāng)支撐加載完成處于使用狀態(tài)時，安裝在機(jī)構(gòu)內(nèi)部的軸力傳感 器可將支撐使用過程中的實時軸力數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式反饋給工控機(jī)，工控機(jī)可以 根據(jù)事先設(shè)定的警戒值進(jìn)行支撐軸力過載或失效報警。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有鋼支撐加載過程麻煩、卸載拆除困難的缺 陷，提供一種操作簡便，方便快捷的鋼支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，其加載、卸載過程對基坑圍護(hù)結(jié) 構(gòu)和周邊地層的擾動小，具有方便、快捷、節(jié)約人工、安全可靠和施工效率高的優(yōu)點。與現(xiàn)有鋼支撐加載、卸載方式不同的是，本發(fā)明運用了液壓的原理，結(jié)合現(xiàn)有鋼支 撐自身活絡(luò)頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐加載、卸載施工。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明實現(xiàn)了支撐方便快速的加載、卸載，可按照支撐設(shè)計要求進(jìn)行可控的支 撐預(yù)應(yīng)力加載，操作安全簡便。2.本發(fā)明可以有效的簡化鋼支撐加載、卸載施工過程，縮短鋼支撐施工時間，提高 基坑整體施工效率。3.本發(fā)明可實現(xiàn)對于支撐軸力的自動監(jiān)測和報警功能，可以有效的對于基坑支撐 使用效果進(jìn)行觀測，避免支撐過載或失效事故的發(fā)生。4.本發(fā)明不改變現(xiàn)在鋼支撐原有的結(jié)構(gòu)，只需在現(xiàn)有鋼支撐結(jié)構(gòu)上加一節(jié)本發(fā)明 機(jī)構(gòu)便可實現(xiàn)支撐方便、快捷的裝卸施工。5.本發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧可靠，安裝使用方便，成本較低，并且可以重復(fù)利用。


圖1是本發(fā)明支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)的組成示意圖(局部剖面)。圖2是本發(fā)明的一種實施原理示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參閱圖1和圖2。傳統(tǒng)的鋼支撐由鋼支撐端部結(jié)構(gòu)6和支撐活絡(luò)頭5及標(biāo)準(zhǔn)段 支撐9組成。本發(fā)明支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，包括液壓油缸1，油缸活塞桿2，鋼支撐套3，液壓油 缸1上設(shè)置有進(jìn)油管口 11與回油管口 12，鋼支撐套3上設(shè)置有前端鋼法蘭31和后端鋼法 蘭32，前端鋼法蘭31和后端鋼法蘭32上分別設(shè)置有連接孔311、321等。內(nèi)置行程傳感器和壓力傳感器(圖中未畫出)的液壓油缸1安裝固定在鋼支撐套
63內(nèi)，液壓油缸1的進(jìn)油管口 11與回油管口 12與安裝固定在鋼支撐套3外側(cè)。還包括動力站40的液壓油管41與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口 11 和回油管口 12相連；移動控制板55或工控機(jī)50通過控制線纜51控制動力站40對液壓油 缸1加壓；鋼支撐套3內(nèi)還設(shè)置有軸力傳感器53，軸力傳感器53通過線纜52與工控機(jī)50 連接，可將支撐使用過程中的支撐軸力數(shù)據(jù)反饋回工控機(jī)50。連接件4安裝在油缸活塞桿2端部，用來連接油缸活塞桿2與原支撐活絡(luò)頭5尾 部。工控機(jī)50用來控制液壓動力站40進(jìn)行支撐軸力加載或卸載操作，并承擔(dān)支撐軸力監(jiān) 測的工作。除了通過控制線纜51連接之外，移動控制板55與工控機(jī)50之間還可通過無線 方式連接，支撐安裝時基坑下工人可通過移動控制板55來控制支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)進(jìn)行各 種動作并可以顯示支撐壓力及相關(guān)信息，進(jìn)而形成較完整的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)體系。本發(fā)明的具體實施步驟包括1)將支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)通過前端的鋼法蘭31用螺栓71分別與現(xiàn)有的活絡(luò)段鋼 支撐6的端部連接；通過后端的鋼法蘭32用螺栓72與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)段鋼支撐9連接；2)通過安裝在油缸活塞桿2前端的連接件4將油缸活塞桿2與現(xiàn)有支撐活絡(luò)頭5 的尾部相連；3)待整根支撐拼接完成后，將鋼支撐吊放至需要支撐的位置；4)待支撐吊放到位后，準(zhǔn)備進(jìn)行支撐預(yù)應(yīng)力加載，首先將動力站40的液壓油管41 與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口 11和回油管口 12相連；5)采用移動控制板55或工控機(jī)50通過控制線纜51控制動力站40開始對液壓油 缸1加壓，油缸活塞桿2在壓力作用下通過連接件4推動原支撐活絡(luò)頭5伸出；6)當(dāng)活絡(luò)頭5碰到基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)20后，整根支撐的軸力在液壓油缸1的作用下會 逐漸增大，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計軸力時，動力站40保持此壓力；7)然后在原有活絡(luò)頭端部結(jié)構(gòu)5的槽孔中插入鋼楔8 ；8)待鋼楔8安裝好后，再通過移動控制板55或工控機(jī)50控制動力站40讓缸活塞 桿2卸壓并微量回縮，進(jìn)而完成鋼支撐加載過程；9)鋼支撐加載完成后采用類似的方式進(jìn)行下一根鋼支撐的加載安裝，已安裝好的 鋼支撐通過軸力計53將支撐使用過程中的軸力數(shù)據(jù)反饋回工控機(jī)50，工控機(jī)50可以根據(jù) 事先設(shè)定的警戒值進(jìn)行支撐軸力過載或失效報警；10)當(dāng)支撐需要卸載拆除的時候，采用與加載類似的方式進(jìn)行首先將動力站40 的液壓油管41與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口 11和回油管口 12相連；11)通過移動控制板55或工控機(jī)50控制動力站40開始對液壓油缸1加壓；12)油缸活塞桿2在壓力作用下通過連接件4推動原支撐活絡(luò)頭5，當(dāng)支撐的軸力 足夠大時，插在原有支撐活絡(luò)頭5槽孔中的鋼楔8會出現(xiàn)松動；13)將鋼楔8逐塊取出，然后通過移動控制板55或工控機(jī)50控制動力站40使得 油缸活塞桿2連同原有支撐活絡(luò)頭5 —起回縮；14)待活絡(luò)頭5回縮到位后，卸下油管41，移除鋼支撐即可。在支撐加載及、卸載過程中，內(nèi)置行程傳感器和壓力傳感器的液壓油缸1可以實 時動態(tài)的將油缸活塞桿2的位移及油缸壓力數(shù)據(jù)反饋給移動控制板55或工控機(jī)50，從而實 現(xiàn)支撐加載、卸載過程中的定量、可控的目的。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā) 明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的 一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施 例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于包括液壓油缸，油缸活塞桿，鋼支撐套，液壓油缸上設(shè)置有進(jìn)油管口與回油管口，內(nèi)置行程傳感器和壓力傳感器的液壓油缸安裝固定在鋼支撐套內(nèi)，液壓油缸的進(jìn)油管口與回油管口安裝固定在鋼支撐套外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于該鋼支撐套上設(shè)置有前端 法蘭和后端法蘭，前端法蘭和后端法蘭上分別設(shè)置有連接孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括動力站的液壓油 管與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口和回油管口相連；移動控制板或工控機(jī)通過 控制線纜控制動力站對液壓油缸加壓或卸載；鋼支撐套內(nèi)安裝有軸力傳感器，其通過線纜 與工控機(jī)將支撐使用過程中的軸力數(shù)據(jù)反饋回工控機(jī)加以監(jiān)測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于該移動控制板與工控機(jī)之間的連接是有線或無線方式連接。
5.權(quán)利要求1所述的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)的支撐加載、卸載方法，其特征在于包括1)將支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)通過兩端前端的鋼法蘭用螺栓分別與現(xiàn)有的活絡(luò)段鋼支撐的 端部結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)段鋼支撐連接；通過后端的法蘭用螺栓與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)段鋼支撐連接；2)通過安裝在油缸活塞桿前端的連接件將油缸活塞桿與現(xiàn)有支撐活絡(luò)頭的尾部相連；3)待整根支撐拼接完成后，將鋼支撐吊放至需要支撐的位置；4)待支撐吊放到位后，準(zhǔn)備進(jìn)行支撐預(yù)應(yīng)力加載，將動力站的液壓油管與預(yù)留在支撐 加載、卸載機(jī)構(gòu)上的進(jìn)油管口和回油管口相連；5)采用移動控制板或工控機(jī)通過控制線纜控制動力站開始對液壓油缸加壓，油缸活塞 桿在壓力作用下通過連接件推動原支撐活絡(luò)頭伸出；6)當(dāng)活絡(luò)頭碰到基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)后，整根支撐的軸力在液壓油缸的作用下會逐漸增大， 當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計軸力時，動力站保持此壓力；7)在原有活絡(luò)頭端部結(jié)構(gòu)的槽孔中插入鋼楔；8)待鋼楔安裝好后，再通過移動控制板或工控機(jī)控制動力站讓缸活塞桿卸壓并微量回 縮，進(jìn)而完成鋼支撐加載過程；9)鋼支撐加載完成后采用類似的方式進(jìn)行下一根鋼支撐的加載安裝；10)當(dāng)支撐需要卸載拆除的時候，首先將動力站的液壓油管與預(yù)留在支撐加載、卸載機(jī) 構(gòu)上的進(jìn)油管口和回油管口相連；11)通過移動控制板或工控機(jī)控制動力站開始對液壓油缸加壓；12)油缸活塞桿在壓力作用下通過連接件推動原支撐活絡(luò)頭，當(dāng)支撐的軸力足夠大時， 插在原有支撐活絡(luò)頭槽孔中的鋼楔會出現(xiàn)松動；13)將鋼楔逐塊取出，然后通過移動控制板或工控機(jī)控制動力站使得油缸活塞桿連同 原有支撐活絡(luò)頭一起回縮；14)待活絡(luò)頭回縮到位后，卸下油管，移除鋼支撐即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在支撐加載及、卸載過程中，液壓油缸的行程傳感器和壓力傳感器實時、動態(tài)地將油缸 活塞桿的位移及油缸壓力數(shù)據(jù)反饋給工控機(jī)，從而實現(xiàn)支撐加載、卸載過程中的定量、可控 的目的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于當(dāng)支撐加載完成處于使用狀態(tài)時，通過軸 力傳感器將支撐使用過程中的實時軸力數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式反饋給工控機(jī)，工控機(jī) 根據(jù)事先設(shè)定的警戒值進(jìn)行支撐軸力過載或失效報警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種方便快捷的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)及支撐加載、卸載方法，該支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)包括液壓油缸，油缸活塞桿，鋼支撐套，液壓油缸上設(shè)置有進(jìn)油管口與回油管口，內(nèi)置行程傳感器和壓力傳感器的液壓油缸安裝固定在鋼支撐套內(nèi)，液壓油缸的進(jìn)油管口與回油管口安裝固定在鋼支撐套外側(cè)。移動控制板與工控機(jī)通過有線或無線方式連接，支撐安裝時基坑下工人可通過移動控制板來控制支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種動作并可以顯示支撐壓力及相關(guān)信息。進(jìn)而形成較完整的支撐加載、卸載機(jī)構(gòu)體系。本發(fā)明能夠方便、快捷地實現(xiàn)鋼支撐的加載及卸載施工，具有施工效率高、省時省工和安全可靠的優(yōu)點，能夠很方便的加裝在現(xiàn)有鋼支撐上。
文檔編號E02D17/04GK101851924SQ20101014383
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者段創(chuàng)峰, 顧寶洪 申請人:顧寶洪;段創(chuàng)峰