CN104452943A - 一种应力扩散装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种应力扩散装置及其安装方法，涉及地下管线形变监测技术领域，用于解决形变监测装置中张紧机构对雨水管管口破坏的问题。应力扩散装置，包括依次固定连接的应力扩散架、外挂架以及U型压杆；外挂架挂设于凸出部上；一对应力扩散架对称设置于外挂架上方，且分别与雨水井的井壁固定连接；一对U型压杆对称设置于水平监测基准线的上下两侧，U型压杆一侧的翼缘与外挂架的一端紧撑连接，U型压杆的另一端与张紧机构贴紧连接。安装方法：一、提供所述应力扩散装置；二、在凸出部上挂设外挂架；三、在外挂架上方的雨水井井壁上固定安装应力扩散架；四、将一对U型压杆设置于水平监测基准线的两侧，U型压杆的两端分别紧撑外挂架和张紧机构。

Description

一种应力扩散装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及地下管线形变监测技术领域，特别涉及一种应力扩散装置及其安装方法。

背景技术

在新建地下工程穿越既有地下设施施工过程中，为了保证下穿节点施工的顺利进行，需要对隐蔽性的深埋既有雨水管线进行安全状态掌控。通常采用人工间接监测法进行监测，即通过布置于地表的深埋间接点的形变来间接表征雨水管线的变形，从而进一步评价既有雨水管线的安全状态。人工间接监测法，准确性和实时性都不高，难以满足地下工程中穿越施工中安全监控的需要。在改进的监测方法中，提供了一种直接监测方法，即通过在深埋雨水管内设置监测装置，能够实时、准确地监测该深埋雨水管的形变情况。然而，在深埋雨水管内直接进行形变监测需要在雨水管内设置水平监测基准线作为监测基准，通常水平监测基准线的两端分别穿过贴紧设置于雨水管两端管口上的横杆固定于雨水管的管口上，该横杆与水平面平行。考虑水平监测的精度要求，基准线的竖向位移应当有所限制，故通过张紧机构对基准线进行一定程度的张紧可以有效控制基准线在自重条件下的竖向位移。但是，在张紧机构的压力作用下，会导致雨水管管口的损坏，影响雨水管的安全运行。

因此，如何提供一种应力扩散装置及其安装方法，既满足直接监测方法中水平监测所需要的张紧力要求，又确保雨水管管口的安全，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对直接监测深埋雨水管形变的监测方法中，水平监测时张紧机构对雨水管管口的破坏，本发明的目的是提供一种应力扩散装置及其安装方法，通过在深埋雨水管外壁安装该应力扩散装置，保证采用直接监测方法监测雨水管形变时，雨水管的安全运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种应力扩散装置，分别设置于雨水管内水平监测基准线的两端，所述水平监测基准线通过张紧机构固定于所述雨水管管口两端的横杆上，雨水管管口深入雨水井内并形成一凸出部，包括依次固定连接的应力扩散架、外挂架以及U型压杆；所述外挂架挂设于所述凸出部上；一对应力扩散架对称设置于所述外挂架上方，且分别与所述雨水井的井壁固定连接；一对所述U型压杆对称设置于所述水平监测基准线的上下两侧，且二者的腹板互相平行，所述U型压杆一侧的翼缘与所述外挂架的一端紧撑连接，所述U型压杆另一侧的翼缘与所述张紧机构贴紧连接。

进一步地，所述应力扩散架包括至少两个应力扩散块，竖向相邻的两个扩散块之间通过螺栓固定连接，所述应力扩散块由木块制作而成。

进一步地，所述应力扩散架的高度范围为400mm-500mm。

进一步地，所述应力扩散架竖向每隔200mm-300mm设置一U型连接杆，每个所述U型连接杆的腹板贴合于所述应力扩散架上，所述U型连接杆、所述应力扩散架以及所述雨水井井壁螺栓连接。

进一步地，所述外挂架呈L形结构。

进一步地，所述外挂架的一端呈弓形结构且紧贴所述雨水管管口，所述弓形结构的直线边与所述U型压杆一侧的翼缘齐平并焊接固定，外挂架的另一端呈弧形结构，所述弧形结构紧贴所述凸出部上表面，使得所述外挂架挂设于所述凸出部上。

一种应力扩散装置的安装方法，步骤如下：

步骤一：提供如权利要求1至6任一项所述的应力扩散装置；

步骤二：在所述凸出部上挂设所述外挂架；

步骤三：在所述外挂架上方的所述雨水井井壁上固定安装所述应力扩散架；

步骤四：将一对所述U型压杆设置于所述水平监测基准线的两侧，所述U型压杆的一端紧撑设置于所述外挂架靠近所述雨水管的一端，所述U型压杆的另一端紧撑所述张紧机构，所述U型压杆的腹板朝向所述水平监测基准线设置。

本发明的效果在于：

一、本发明的应力扩散装置，分别设置于雨水管内水平监测基准线的两端，水平监测基准线通过张紧机构固定于雨水管管口两端的横杆上，雨水管管口深入雨水井内并形成一凸出部，它包括依次固定连接的应力扩散架、外挂架以及U型压杆；外挂架挂设于凸出部上；一对应力扩散架对称设置于外挂架上方，且分别与雨水井的井壁固定连接；一对U型压杆对称设置于水平监测基准线的上下两侧，且二者的腹板互相平行，U型压杆一侧的翼缘与外挂架的一端紧撑连接，U型压杆的另一端与张紧机构贴紧连接。通过在水平监测基准线的两侧对称设置两个U型压杆，U型压杆的两翼缘分别紧撑张紧机构和外挂架，外挂架与固定于雨水井井壁上的应力扩散架贴紧连接，于是张紧机构产生的反作用力通过U型压杆传递到外挂架上，该反作用力进一步地通过外挂架传递到应力扩散架上并形成有效扩散，以保护雨水管管口的完整性。

二、本发明应力扩散装置的安装方法，首先，提供所述应力扩散装置；然后，在凸出部上挂设外挂架；接着，在外挂架上方的雨水井井壁上固定安装应力扩散架；最后，将一对U型压杆设置于水平监测基准线的两侧，U型压杆的一端紧撑设置于外挂架靠近雨水管的一端，U型压杆的另一端紧撑张紧机构，U型压杆的腹板朝向水平监测基准线设置。该安装方法简单，易操作，能有效降低施工成本。

附图说明

图1为本发明实施例一中应力扩散装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一中应力扩散装置的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种应力扩散装置及其安装方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，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。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一

下面结合图1和图2详细说明本实施例的应力扩散装置的结构。

在本实施例中，深埋雨水管中安装有形变监测装置，与该形变监测装置水平位移传感器配套使用的水平监测基准线套设于该雨水管内部，水平监测基准线的两端分别穿过贴紧设置于雨水管管口的横杆固定于雨水管管口上，该横杆与水平面平行，为防止水平监测基准线发生形变，其端部还设有张紧机构。如图1和图2所示，一种应力扩散装置，分别设置于雨水管1内水平监测基准线2的两端，水平监测基准线2通过张紧机构3固定于雨水管管口两端的横杆上，雨水管1管口深入雨水井内并形成一凸出部(即深入雨水井内的一段雨水管1与雨水井井壁4共同形成中空圆柱形的凸出部)，该应力扩散装置包括依次固定连接的应力扩散架5、外挂架6以及U型压杆7；外挂架6挂设于凸出部上；一对应力扩散架5对称设置于外挂架6上方，且分别与雨水井的井壁4固定连接；一对U型压杆7对称设置于水平监测基准线2的上下两侧，且二者的腹板互相平行，U型压杆7一侧的翼缘与外挂架6的一端紧撑连接，U型压杆7的另一端与张紧机构3贴紧连接。

具体来说，在张紧机构3的作用下，水平监测基准线2处于正常的工作状态，从而满足水平位移传感器的监测要求。然而，由于本实施例中相邻两个雨水井间的雨水管1的长度约为20m-30m，该水平监测基准线2的长度也为20m-30m，故张紧机构3会承受较大的张拉力。张紧机构3产生的张拉力会通过横杆传递到雨水管1管口处的管壁上，从而有可能压碎雨水管管口1的管壁，导致雨水管1管口的损坏。因此，本实施例中通过设置应力扩散装置，能够将集中在雨水管1管口处的张拉力进行有效扩散，以保证雨水管1管口的受力安全性。该应力扩散具体是这样实现的：U型压杆7的腹板互相平行，两个U型压杆7一上一下对称设置于水平监测基准线2的两侧，U型压杆7的两翼缘分别紧撑张紧机构3和外挂架6的一端。于是张紧机构3的反作用力通过U型压杆7传递到外挂架6上。外挂架6的一端挂设在凸出部上，外挂架6的另一端竖向紧靠雨水管1管口，这样使得集中于雨水管1管口与横杆的两端部交汇处的反作用力分散到外挂架6的另一端与雨水管1管口的交汇处，从而扩大了管口的受力面积，有效避免了应力集中。然而，该反作用力仍然集中在雨水管1管口上，会给雨水管1管口带来较大的压力，不利于雨水管1管口的保护，故外挂架6挂设在凸出部上的一端还连接有一对应力扩散架5。应力扩散架5通过螺栓与雨水井井壁4锚固连接，从而该反作用力通过外挂架6传递到应力扩散架5上，以保护雨水管1管口的完整性。另外，为了使得U型压杆7更好地传递张紧机构3产生的反作用力，U型压杆7可以选择槽钢等。

特别地，应力扩散架5包括至少两个应力扩散块，竖向相邻的两个扩散块之间通过螺栓固定连接，应力扩散块由木块制作而成，从而木块组合构成的应力扩散架5能够有效分散该反作用力。

继续参考图2，为了保证较好的应力扩散效果，应力扩散架5的高度范围为400mm-500mm。当然应力扩散架5的宽度与雨水管1管口深入雨水井的凸出部的深度一致。同时，考虑到该反作用力最后是通过应力扩散架5分散开的，应力扩散架5承受并分散的反作用力较大，故应力扩散架5竖向每隔200mm-300mm设置一U型连接杆8，每个U型连接杆8的腹板贴合于应力扩散架5，U型连接杆8、应力扩散架5以及雨水井井壁4螺栓连接。考虑到取材的方便性和节省成本，U型连接杆8可以选择槽钢、方钢或者其他能够实现类似功能的结构，本发明在此不做限制。

具体来说，为了达到较好地传递反作用力效果，外挂架6呈L形结构。当然，考虑到外挂架6的安装方便，外挂架6的一端呈弓形结构且紧贴雨水管1管口，弓形结构的直线边与U型压杆7一侧的翼缘齐平并焊接固定，外挂架6的另一端呈弧形结构，所述弧形结构紧贴凸出部上表面，使得外挂架6挂设于凸出部上。通过这样的设计，能够将集中在雨水管1管口处的应力传递到弓形结构上，增大了雨水管1管口的受力面积，并且进一步将应力传递到与弧形结构紧撑连接的应力扩散块5上，从而达到分散雨水管1管口集中应力的效果。

下面继续参考图1和图2详细说明本发明应力扩散装置的安装方法。

一种应力扩散装置的安装方法，步骤如下：

步骤一：提供应力扩散装置。

步骤二：在凸出部上挂设外挂架6。

具体来说，外挂架6呈弧形结构的一端紧贴凸出部上表面，外挂架6呈弓形结构的一端紧贴雨水管1管口，弓形结构的直线边与U型压杆7一侧的翼缘齐平并焊接固定，使得外挂架6与雨水管1管口固定连接。

步骤三：在外挂架6上方的雨水井井壁4上固定安装应力扩散架5。

具体来说，应力扩散架5是通过竖向螺栓连接的木质扩散块拼接组成的结构整体，为了减少对雨水管1管口的损害，尽可能均匀分散应力，同时结合雨水管1管壁所能承受的压力大小，应力扩散架6的高度范围为400mm-500mm。同时，考虑到对每个扩散块均匀分散应力，达到较佳的分散应力效果，应力扩散架5竖向每隔200mm-300mm设置一U型连接杆8，每个U型连接杆的8腹板贴合于应力扩散架5上，再通过螺栓将U型连接杆、应力扩散架以及雨水井井壁4固定连接。这样，使得集中于外挂架6上的应力传递到应力扩散架5上，从而完成该应力的有效扩散。

步骤四：将一对U型压杆7设置于水平监测基准线2的两侧，U型压杆7的一端紧撑设置于外挂架6靠近雨水管1的一端，U型压杆7的另一端紧撑张紧机构3，U型压杆7的腹板朝向水平监测基准线2设置。

通过在水平监测基准线2的竖向对称设置一对U型压杆7，U型压杆7的一侧的翼缘紧撑外挂架6的弓形结构，U型压杆7另一侧的翼缘与张紧结构3紧成连接，实现集中于雨水管1处横杆上的反作用力传递到外挂架6上，然后通过与外挂架6连接的应力扩散架5，将该反作用力均匀扩散，达到对雨水管1管口的有效保护。

综上所述，本发明的应力扩散装置，分别设置于雨水管内水平监测基准线的两端，水平监测基准线通过张紧机构固定于雨水管管口两端的横杆上，雨水管管口深入雨水井内并形成一凸出部，它包括依次固定连接的应力扩散架、外挂架以及U型压杆；外挂架挂设于凸出部上；一对应力扩散架对称设置于外挂架上方，且分别与雨水井的井壁固定连接；一对U型压杆对称设置于水平监测基准线的上下两侧，且二者的腹板互相平行，U型压杆一侧的翼缘与外挂架的一端紧撑连接，U型压杆的另一端与张紧机构贴紧连接。为有效解决张紧机构产生的反作用力通过横杆传递到雨水管管口上造成雨水管管口的损坏，水平监测基准线的两侧对称设置两个U型压杆，U型压杆的两翼缘分别紧撑张紧机构和外挂架，外挂架与固定于雨水井井壁上的应力扩散架贴紧连接，于是张紧机构产生的反作用力通过U型压杆传递到外挂架上，该反作用力进一步地通过外挂架传递到应力扩散架上并形成有效扩散，以保护雨水管管口的完整性。而且应力扩散架是由木质扩散块固定连接而成，具有较好的应力分散效果。因此，本发明通过应力扩散装置各组成结构的作用，实现应力的传递，并最终形成有效的应力扩散，达到保护雨水管管口的效果，具有较好的推广意义。本发明的应力扩散装置的安装方法为，首先，提供所述应力扩散装置；然后，在凸出部上挂设外挂架；接着，在外挂架上方的雨水井井壁上固定安装应力扩散架；最后，将一对U型压杆设置于水平监测基准线的两侧，U型压杆的一端紧撑设置于外挂架靠近雨水管的一端，U型压杆的另一端紧撑张紧机构，U型压杆的腹板朝向水平监测基准线设置。该安装方法简单，易操作，能有效降低施工成本。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种应力扩散装置，分别设置于雨水管内水平监测基准线的两端，所述水平监测基准线通过张紧机构固定于所述雨水管管口两端的横杆上，雨水管管口深入雨水井内并形成一凸出部，其特征在于，包括依次固定连接的应力扩散架、外挂架以及U型压杆；所述外挂架挂设于所述凸出部上；一对应力扩散架对称设置于所述外挂架上方，且分别与所述雨水井的井壁固定连接；一对所述U型压杆对称设置于所述水平监测基准线的上下两侧，且二者的腹板互相平行，所述U型压杆一侧的翼缘与所述外挂架的一端紧撑连接，所述U型压杆另一侧的翼缘与所述张紧机构贴紧连接。

2.如权利要求1所述的应力扩散装置，其特征在于，所述应力扩散架包括至少两个应力扩散块，竖向相邻的两个扩散块之间通过螺栓固定连接，所述应力扩散块由木块制作而成。

3.如权利要求2所述的应力扩散装置，其特征在于，所述应力扩散架的高度范围为400mm-500mm。

4.如权利要求3所述的应力扩散装置，其特征在于，所述应力扩散架竖向每隔200mm-300mm设置一U型连接杆，每个所述U型连接杆的腹板贴合于所述应力扩散架上，所述U型连接杆、所述应力扩散架以及所述雨水井井壁螺栓连接。

5.如权利要求1或4所述的应力扩散装置，其特征在于，所述外挂架呈L形结构。

6.如权利要求5所述的应力扩散装置，其特征在于，所述外挂架的一端呈弓形结构且紧贴所述雨水管管口，所述弓形结构的直线边与所述U型压杆一侧的翼缘齐平并焊接固定，外挂架的另一端呈弧形结构，所述弧形结构紧贴所述凸出部上表面，使得所述外挂架挂设于所述凸出部上。

7.一种应力扩散装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：提供如权利要求1至6任一项所述的应力扩散装置；

步骤二：在所述凸出部上挂设所述外挂架；

步骤三：在所述外挂架上方的所述雨水井井壁上固定安装所述应力扩散架；

步骤四：将一对所述U型压杆设置于所述水平监测基准线的两侧，所述U型压杆的一端紧撑设置于所述外挂架靠近所述雨水管的一端，所述U型压杆的另一端紧撑所述张紧机构，所述U型压杆的腹板朝向所述水平监测基准线设置。