CN107237220B - 可填料式位移调整补偿装置 - Google Patents

Abstract

可填料式位移调整补偿装置，包括，第一支撑件和第二支撑件，其特征在于：第二支撑件的至少一部分设置在第一支撑件的开口中，并可轴向发生移动；所述装置还包括填料结构，填料结构与所述轴向移动后形成的空间连通。本发明的填料式装置在软土地基、特殊不良地质条件下的轨道交通工程中或其他工程中应用广泛。

Description

可填料式位移调整补偿装置

技术领域

本发明属于一种调高装置，尤其涉及一种在地基上建造的建筑物，例如道路、桥梁、涵洞、隧道、楼宇等上的地基防沉降的填料式位移调整补偿装置。

背景技术

在轨道交通中，为保证列车运营的安全性、稳定性、舒适性，要求钢轨顶面具有满足相关规范标准的平顺性指标。因各地区工程地质条件的差异，往往在工程地质条件较差地区因地基承载能力或其它特殊情况引起主体结构完工后沉降，或者在初始施工条件下即不平整，导致轨道结构不平顺，将影响列车运行的安全性、稳定性、舒适性，已经成为城市轨道交通工程的主要病害之一。

类似地，在桥梁、隧道、楼宇建筑物等具有地基(基础)及在地基(基础)上的支撑物的工程中，均涉及上面提到的地基(基础)沉降而影响整个工程质量安全和使用时间的大问题。

而目前来看，现有技术中尚未有彻底根治的有效措施。因此，如何设计一种或利用一定设备补偿施工前初始不平整或者施工后沉降引起的高程差的装置，是基础设施工程建设的必然需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可填料式位移调整补偿装置，包括，第一支撑件和第二支撑件，其特征在于：第一支撑件与第二支撑件之间可发生轴向相对移动；在第一支撑件和第二支撑件至少之一上设置有开口，所述开口与所述轴向移动后形成的空间连通，填料可以从装置外部穿过所述开口进入所述空间。在具体应用中，第一支撑件和第二支撑件中一个与地基相连，另一部件与被支撑物连接。第一支撑件和第二支撑件和至少一层套筒构成了一个可自由伸缩长度的结构，实现高度自动调整以适应地基与被支撑物之间的距离。填料可以从开口进入所述移动后的空间，这样源源不断补入填料，则保证了高度调整值不受填料量的限制。填料可以是从外部装置中自动流入位移调整补偿装置内的，也可以是手动添加的。

进一步地，其中，所述装置还包括填料结构，填料结构的内部通过所述开口与第二支撑件和第一支撑件发生所述轴向移动后形成的空间连通。

进一步地，其中，所述填料结构为填料箱或在地基中形成的空间，所述空间暴露或不暴露于地基外部。填料结构可以是一个独立的箱体，也可以是非独立结构，在地基中形成的凹坑也可以。

进一步地，其中，所述填料结构还包括增压装置，用于向填料施加促进流通的力，该填料结构优选为弹簧及压板结构或者液压缸及压板结构，或者为能使得填料空间发生变形的装置。

进一步地，其中，所述填料结构配有可标示含量的装置，能够显示出其内部填料的量。

进一步地，其中，所述第二支撑件内部具有容置填料的空间，第二支撑件上端、底板均设置有供填料流通的开口，所述填料结构通过上端的开口与第二支撑件内部连通。这样，当地基下沉时，第二支撑件内部的填料可通过底板开口进入第二支撑件与第一支撑件之间的空间中，且填料箱中的填料补充入第二支撑件内部。

进一步地，其中，所述第二支撑件的底板上表面的至少一部分为倾斜的，方便填充物的流动。

进一步地，其中，所述第一支撑件上具有开口，所述填料结构通过该开口与第一支撑件内部连通。这样，填料结构中的填料可以通过所述开口进入第二支撑件与第一支撑件之间的空间，实现支撑。

进一步地，其中，在所述第二支撑件与第一支撑件之间还设置有至少一层套筒，并且第一支撑件、套筒和第二支撑件中的相邻部件之间可相对轴向移动，其中，套筒上下均具有开口。

进一步地，其中，在所述相邻部件之间设置有限位弹簧卡，能够对相邻部件之间的运动行程加以限制。

进一步地，其中，填充物为粒状高强度材料，例如金属粒、陶瓷粒等。

进一步地，其中，填料箱或者支撑件内放置填料的空间装有流体(例如，液压油，阻尼液等)，以浸泡至少部分填料

发明效果：

本发明的填料式装置在软土地基、特殊不良地质条件下的工程中应用广泛，无需人工干预可实现自动无级调整。而且工装简单，施工方便，安装时占地空间小，节省工程量，节约了成本。填料可进行补充，无需提前预计沉降量。并且料箱上具有刻度，能够实时检测填料的使用量，并可以判断出地基(基础)的沉降量，可根据刻度指示算出沉降量并进行预警，并判断出是否需要填料还是需要对地基(基础)进行加固。

另外，通过将至少部分填料浸泡，使得装置及填料产生了很好的防锈效果，另外，也能对装置及填料的运动有一定的缓冲，避免了对于填料及整个装置的损伤，延长了使用寿命。

附图说明

图1是本发明第1实施例装置结构图。

图2是本发明第1实施例调整过程示意图。

图3是本发明第2实施例装置结构图。

图4是本发明第2实施例位移调整过程示意图。

图5是本发明第2实施例位移调整过程示意图。

图6是本发明第3实施例装置结构图。

图7是本发明第3实施例位移调整过程示意图。

图8是本发明第3实施例另一装置结构图。

图9是本发明第4实施例装置结构图。

图10是本发明第4实施例位移调整过程示意图。

图11是本发明第5实施例装置结构图。

图12是本发明第6实施例装置结构图。

图13是本发明第7实施例装置结构图。

图14是本发明第7实施例另一装置结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和实施方法对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：

参见图1，示出了本发明填料式位移调整补偿装置，使用中其设置在地基(基础)与被支撑物(轨枕、桥梁支柱、建筑物等)之间，具体包括第一支撑件2和第二支撑件1，第二支撑件1的至少一部分能够插入第一支撑件2形成的开口内，并能相对发生轴向移动。

第一支撑件2优选为下部呈封闭状的筒状物，第二支撑件1内部形成具有容纳填充物的空间，第二支撑件1底板上具有至少一个开口，用于使得其内部的填充物穿过并落入到内外套筒之间的空隙中。第二支撑件1顶部具有上盖板4用于与被支撑物连接。

本发明填料式位移调整补偿装置还包括辅助填料结构，具体包括填料箱5和填料管道7，其中填料管道7一端与填料箱5连接、另一端通过上顶板4上的开口与第二支撑件1内部连通，优选地，辅助填料结构还包括填料开关6，设置在填料箱6与填料管道7的连接路径中，其用于控制填料从填料箱5、填料管道7向第二支撑件1的流动。

其中，第二支撑件1的底板上表面呈倾斜状，即类似漏斗结构或阶梯漏洞结构，方便填充物3的向下流动。辅助填料结构优选地至少一部分设置在第二支撑件1的上方。

更优选地，由于靠自重推动的流动力量不够，本发明在填料箱5内部或外部优选地设置有增压装置，用于推动填料箱5内部的填料向填料通道输送。增压装置5例如为弹簧压板，液压缸压板，或者能够使得填料箱5变形产生压力的结构。

优选地，填料箱5上设置有可视刻度，例如，采用具有刻度的透明窗。这样可以根据需要检测填料箱5中的填料使用情况，进而可以确定整个装置的已发生的调高量。或者设置有其他可以标示出填料含量的装置，例如类似于浮标一样的东西。

优选地，填料箱5上具有可以封闭的开口，当填料箱中的填料使用过多需要补充时，可打开所述开口向期内填充填料。

其中填充物优选为粒状的高强度材料，例如金属粒、陶瓷粒等，更优选采用球状颗粒。

下面结合附图1-2说明本发明的工作过程：

初始状态时(参见图1)，第二支撑件1底面与第一支撑件2底面紧密联接，填充物全部在第二支撑件1内，辅助填充物设置在填料箱5内。或者第二支撑件1内初始时为空，在使用时，由填料箱5中补充填料进入其中。

当路基等支撑物发生沉降时，第一支撑件2随之向下沉降，而第二支撑件1由于连接到被支撑物(如轨枕)上而不发生沉降，因此，在第一支撑件2底面与第二支撑件1底面而形成高程差，当此高程差的空间高度大于填充物3的粒径时，填充物3利用自身重量通过第二支撑件1的开口部分自动流进内外套筒底部因沉降而形成的自由空间内，并逐渐填充整个空间。这样支撑力通过第二支撑件1、填充物、外套筒传递到路基中，实现稳固支撑。

在此过程中随着第二支撑件1内填充物3从下方开口流走，其内部填充物3的减少，其上部与上盖板4之间形成空间，如果填料开关6是打开的(或者没有填料开关时)，则填料箱5中的填料在重力作用下和/或辅助增加装置的推动下，通过填料管道7流入第二支撑件1中。这样，填料从填料箱5的流走量可以通过可视刻度看出来，当达到预订的预警刻度时，则可以进行填充。保证填料箱5中的填料总能足够一段时间的使用。

当然，填料开关也可以平时保持关闭，根据情况定期或不定期打开进行填料向第二支撑件1内部的填充。

实施例2：

本发明第1实施例的结构与实施例1不同之处在于增加了套筒，实施例2中多级伸缩结构的调高值更大，能够充分利用填充量可以补充的优点。

具体而言，其中在第二支撑件1和第一支撑件2之间具有至少一层套筒10(图3中以一个中间套筒为例进行说明)，其中的第二支撑件1、第一支撑件2分别与实施例1中的第二支撑件1、第一支撑件2结构基本相同，套筒10上下均具有开口，第二支撑件1、多层套筒10、第一支撑件2中任意相邻两个部件之间均可以沿着轴向进行相对移动，由此可实现装置的高度调整。

优选地，在每两个相邻的发生轴向移动的部件之间的至少某一位置设置有限位弹簧卡8，通过限位弹簧卡实现相邻筒身的限位联接，使得在高度调整过程中，相邻的部件之间不至于在最大行程处脱出。

下面结合图3-5，说明本发明第二实施方式可填充位移调整补偿装置的工作原理。

初始状态时，见图3，第二支撑件1底面与第一支撑件2底面紧密联接，填充物全部在第二支撑件1内。或者第二支撑件1内初始时为空，在使用时，由填料箱5中补充填料进入其中。

参见图4，当由于路基下沉等原因使得第一支撑件2向下沉降时，由于第二支撑件1与被支撑物(例如轨枕)连接，由于被支撑物的刚性作用而不会沉降，此时，第一支撑件2底面与第二支撑件1底面而形成高程差，当此高程差的空间高度大于填充物的粒径时，填充物3由于自身重量通过第二支撑件1的开口部分自动流进内第一支撑件2底部因沉降而形成的自由空间内，此时如果填料开关6是打开的(或者没有填料开关时)，则填料箱5中的填料在重力作用下和/或辅助增加装置的推动下，通过填料管道7流入第二支撑件1中。通过第二支撑件1、填充物、第一支撑件2这样的力传递结构，使得下沉处被支撑物(轨枕)与地基(基础)之间实现稳固的力的支撑。

当地基上述调整完成后的一段时间后继续下沉时，本发明装置继续执行上述过程，实现进一步的稳固支撑。

参见图5，当一次下沉量或多次下沉量过大，而超过套筒10与第一支撑件2之间的行程时，即当套筒10与第一支撑件2之间位移到限位弹簧卡8预定的限位位置时，套筒10与第一支撑件2之间不能继续移动。此时，地基与轨枕之间的距离进一步加大而拉伸装置，第二支撑件1与套筒10之间开始发生位移，而在第二支撑件1下部形成空间，随即填充物继续通过第二支撑件1的开口流出到空间中。

第二支撑件1与套筒10之间可移动至限位弹簧卡8的位置。这样，整个装置的高度调整量为套筒10相对于第一支撑件2的行程加上第二支撑件1相对于套筒10的行程之和。明显增大了装置的高度调整的范围，适用范围更广。

当填料箱内填料减小到一定量时，可以往其中补充填料。并且根据填料减少量计算出地基沉降量，当(累计)填料减少量到一定值时，可以考虑对地基进行二次加固。

上面的方案例中限定了第二支撑件1、套筒10、第一支撑件2之间的先后移动关系，但是可以知道，其移动关系可变，比如套筒10可以先与第一支撑件2之间保持不动，或者三者之间的移动没有固定的先后顺序限制。

上面方案示出了两级调高结构，但是，也可以在保证支撑强度的前提下，进一步增加中间套筒的数量，如中间套筒1、中间套筒2……中间套筒n，实现多级调整。

实施例3：

图6-7示出了本发明第3实施例的结构图，第二支撑件1与地基接触，第一支撑件2与轨枕或其他被支撑物连接。第二支撑件1内部不用装有填料。第一支撑件2上设有开口，并通过开口与外面的填料箱5连接。

在填料箱5内部设置有增压机构，例如，弹簧压板结构等，施加压力到填料上，使得填料能够快速流入缸筒第一支撑件2内。

另一方案中，第二支撑件1与第一支撑件2可以倒置过来，即缸筒第一支撑件2与地基接触，第二支撑件1与轨枕或其他被支撑件连接，此时填料箱5还放置在上方，通过一定通路与第一支撑件2内部连通。(如图8所示)

实施例4：

参见图9-10示出了本发明第4实施例的增高装置，其与实施例3相比增加了至少一层套筒结构，进而能够实现更大的高度调整，并且能够更加充分利用填料箱可补充填料的特点。

实施例5：

本实施例与之前实施例的不同之处在于填料箱的结构，本实施例中没有单独的填料箱，参见图11，其中，利用在地基中形成的一空间作为放置填料的结构，这样无需单独设置一个料箱，节约了成本。该空间可以为大部分暴露于外面的凹坑，或者为不暴露于外面的空洞或者暴露很小部分的洞结构。

优选地，当该空间具有暴露在外面的结构时，在暴露处上方放置一防雨、防尘的结构，如塑料布，这样可以避免水或泥沙流入身高装置内部。

实施例6：

参见图12本实施例与实施例2类似，不同之处在于套筒的位置。套筒10不是设置在第一支撑件内侧壁2和第二支撑件1外侧壁之间，而是其上下端均与在第一、第二支撑件的外侧壁滑动连接。此时套筒的侧壁截面为L型或者阶梯型等上下具有高度差的形状。

实施例7：

参见图13-14，示出了本发明第7个实施例的装置，其为在实施例6的基础上增加了一层套筒的结构，其中，第一支撑件2与第二套筒11之间滑动连接，第二支撑件1与第一套筒10之间滑动连接，两层套筒之间滑动连接，并在预定位置设置有限位装置。

但是，图13和图14的具体位置关系不同，图13中第一套筒10侧壁为L形结构，第二套筒11为直筒结构，两层套筒均位于第一支撑件2和第二支撑件1的外侧，即第一支撑件2的壁外侧与第二套筒12的内壁连接，第二支撑件1的外壁与第一套筒10的L形的短端部的内壁之间滑动连接，第二套筒11的外壁与第一套筒10的内壁连接。图14中两层套筒均为L形结构，第一套筒10位于第一支撑件2和第二支撑件1的外侧，第二套筒11位于第一支撑件2和第二支撑件1之间。即，第一支撑件2的内壁与第二套筒11的外壁连接，第二支撑件1的外壁与第一套筒10的L形短端部的内壁之间连接，第二套筒11的L形短端部的外壁与第一套筒10的内壁连接。

这里示出了两层套筒的结构，在此方案思路的基础上，可以根据需要增加套筒，其中套筒可以均位于两个支撑件的外侧，或者部分在两个支撑件的外侧，部分在两个支撑件的内侧。

上面的实施例中设置了与填料箱、凹坑连接的管道或通道，但是可以知道，也可以不设置管道或通道，而是填料箱或凹坑直接与第一支撑件或第二支撑件内部连通。

上面实施例中的装置或机构均以初始状态时地基未发生偏移的情形为示例，但是，应当知道，本发明方案也可以用于初始状态时地基就有沉降的情形，此时，上述方案中的装置或机构可预先进行一定的伸长，然后安装在合适位置，实现力的支撑传递。

在优选的方案中，可以在填料箱和/或放置有填料的支撑件中装入流体介质，例如液压油，阻尼液等，流体介质至少浸泡部分填料，这样可以实现装置及填料的防锈以及对填料的缓冲，这样能够延长填料及装置的使用寿命，节约了成本。

上述实施例中主要以在地基中的使用示出了本发明方案的实施方式，但是可以知道，本发明的方案还可以用于其它需要实现支撑和/或需要保证距离的两个物体之间。

上述实施例中由于第一支撑件、第二支撑件之间或者其与套筒要配合移动，所以其内或外表面形状尺寸或者其与相应的套筒的形状尺寸相适应。例如，例如为筒形、柱形等

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语仅仅是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (11)

1.可填料式位移调整补偿装置，包括，第一支撑件和第二支撑件，其特征在于：初始状态时，第二支撑件底面与第一支撑件底面紧密联接，第一支撑件与第二支撑件之间可发生轴向相对移动；在第一支撑件和第二支撑件的至少之一上设置有开口，所述开口与所述轴向移动后形成的空间连通，填料可以从装置外部穿过所述开口进入所述空间，所述填料为粒状高强度材料，在所述第二支撑件与第一支撑件之间还设置有至少一层套筒，并且第一支撑件、套筒和第二支撑件中的相邻部件之间可相对轴向移动；所述装置还包括填料结构，填料结构的内部通过所述开口与第二支撑件和第一支撑件发生所述轴向移动后形成的空间连通。

2.根据权利要求1所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述填料结构为填料箱或在地基中形成的空间，所述空间暴露或不暴露于地基外部。

3.根据权利要求2所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述填料结构还包括增压装置，用于向填料施加促进流通的力，该增压装置为弹簧及压板结构或者液压缸及压板结构，或者为能使得填料空间发生变形的装置。

4.根据权利要求1所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述填料结构配有可标示含量的装置，能够显示出其内部填料的量。

5.根据权利要求1所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述第二支撑件内部具有可容置填料的空间，第二支撑件上端、底板均设置有供填料流通的开口，所述填料结构内部通过上端的开口与第二支撑件内部连通。

6.根据权利要求4所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述第二支撑件的底板上表面的至少一部分为倾斜的，方便填充物的流动。

7.根据权利要求1所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述开口形成在第一支撑件上，所述填料结构通过该开口与第一支撑件内部连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：在所述相邻部件之间设置有限位弹簧卡，能够对相邻部件之间的运动行程加以限制。

9.根据权利要求1-7任一项所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：填料为金属粒或陶瓷粒。

10.根据权利要求1-7任一项所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：填料箱或者支撑件内放置填料的空间装有流体，以浸泡至少部分填料。

11.根据权利要求10所述的可填料式位移调整补偿装置，其特征在于：所述流体为液压油、阻尼液。