CN109898513A - 一种深基坑的支撑梁架设装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深基坑的支撑梁架设装置，包括起吊组件、角度检测模块和起吊控制模块，特点是起吊组件包括分别固定设置在支撑梁两端的具有两个起吊角的起吊环和四组起吊装置，起吊装置包括起吊支架、绞车、盘绕设置在绞车上的吊缆和用于带动绞车转动的液压马达；优点是角度判定模块根据支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角产生正常控制信号或角度调整控制信号并发送至转速控制模块，通过转速控制模块及时控制四个液压马达按与接收到的信号对应的转速运转，能够保证架设过程中支撑梁始终保持水平状态移动，增加了支撑梁架设过程的稳定性和安全性。

Description

一种深基坑的支撑梁架设装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种深基坑的施工装置及使用方法，尤其是一种深基坑的支撑梁架设装置及使用方法。

背景技术

随着轨道交通的迅猛发展，城市中深基坑工程也越来越多，也越来越深。一般为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，会对基坑侧壁及周边环境进行支撑，以防止基坑变形过大或者地表沉降，常用的方式是首先浇筑混凝土墙，将基坑与其他地方隔开，作业主要集中在混凝土墙围起来的区域。

而常规的基坑施工是分步分层开挖的，在每一层土开挖完成后，通过大型起重设备吊起支撑梁，然后将其吊放至设计位置进行安装，安装完毕后施加预加轴力，然而支撑梁的安装是人工操作的，安装常常会发生偏差，往往需要多次调试才能达设计位置，非常耗时；支撑梁一般由液压绞车通过两根或多根钢绳下放，下放时不同钢绳的下放速率难以时刻保持统一，导致支撑梁的俯仰角及横滚角过大，当支撑梁的俯仰角过大时液压绞车的起吊压力容易过载，当支撑梁的横滚角过大时形成部分钢绳受力过大的状态，从而对钢丝绳造成损坏，两种情况均具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在深基坑施工时能够稳定安全的架设支撑梁的深基坑的支撑梁架设装置及使用方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种深基坑的支撑梁架设装置，包括起吊组件、角度检测模块和起吊控制模块，所述的起吊组件包括分别固定设置在支撑梁两端的具有两个起吊角的起吊环和四组起吊装置，所述的起吊装置包括起吊支架、绞车、盘绕设置在所述的绞车上的吊缆和用于带动所述的绞车转动的液压马达，所述的起吊支架设置在深基坑顶部的起吊工作点处，所述的液压马达及所述的绞车分别固定设置在所述的起吊支架上，所述的吊缆的下端与对应的一个所述的起吊角固定连接，所述的角度检测模块包括横滚角检测传感器和俯仰角检测传感器，所述的起吊控制模块包括角度判定模块和转速控制模块，所述的横滚角检测传感器用于检测所述的支撑梁的横滚角并发送至所述的角度判定模块，所述的俯仰角检测传感器用于检测所述的支撑梁的俯仰角并发送至所述的角度判定模块，所述的角度判定模块用于根据所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角发送正常控制信号或角度调整控制信号至所述的转速控制模块，所述的转速控制模块用于根据接收到的信号分别控制四个所述的液压马达运转。

当所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，所述的转速控制模块接收由所述的角度判定模块发送的正常控制信号，按预先存储的正常控制模式分别控制四个所述的液压马达按预设的正常转速运转；当所述的支撑梁的横滚角高于对应的预设值或所述的支撑梁的俯仰角高于对应的预设值时，所述的转速控制模块接收由所述的角度判定模块发送的角度调整控制信号，按预先存储的角度调整控制模式分别控制四个所述的液压马达按照与角度控制转速调整信号对应的转速运转，直至所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值。通过及时调整各个液压马达的转速，使架设支撑梁的过程中支撑梁始终保持水平移动，从而增加支撑梁架设过程的稳定性和安全性

其中一个所述的绞车上设置有编码器，所述的编码器用于获取所述的吊缆的转动长度并发送至所述的转速控制模块，所述的转速控制模块用于在检测到所述的吊缆的转动长度达到设定安装长度时停止所有所述的液压马达的运转。通过设置编码器能将支撑梁准确架设到指定安装位置。

还包括拉力检测模块，所述的起吊控制模块还包括拉力判定模块，所述的拉力检测模块用于在所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，分别检测四根所述的吊缆对对应的所述的起吊角的拉力值并发送至所述的拉力判定模块，当其中任意一根所述的吊缆对对应的所述的起吊角的拉力值为0时，所述的拉力判定模块判定该吊缆为异常吊缆，所述的转速控制模块接收由所述的拉力判定模块发送的拉力调整控制信号，按预先存储的拉力调整控制模式分别控制四个所述的液压马达按照与拉力控制转速调整信号对应的转速运转，直至所述的拉力判定模块判定所述的异常吊缆对对应的所述的起吊角的拉力值与其余三根所述的吊缆对各自对应的所述的起吊角的拉力值相等。能够避免其中一根吊缆弯曲不受力的情况持续发生，保证四根吊缆保持绷直的受力状态，从而能够根据由编码器读取对应的绞车上吊缆的伸缩长度及测得的俯仰角与横滚角，有效获取其余绞车上吊缆的伸缩长度，使转速控制模块对绞车的转速控制更精确有效，进一步增加支撑梁架设过程的稳定性和安全性。

所述的液压马达采用伺服电机控制。使用伺服电机控制液压马达能够对转速控制更加精确，支撑梁架设过程的稳定性和安全性大大增加。

使用上述支撑梁架设装置的方法，包括以下步骤：

转速控制模块分别控制四个液压马达按预设的正常转速带动绞车转动，绞车通过吊缆将起吊环与支撑梁下放，横滚角检测传感器检测支撑梁的横滚角并发送至角度判定模块，俯仰角检测传感器检测支撑梁的俯仰角并发送至角度判定模块；

当支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，转速控制模块接收由角度判定模块发送的正常控制信号，按预先存储的正常控制模式分别控制四个液压马达按正常控制模块设定的正常转速运转；当支撑梁的横滚角高于对应的预设值或支撑梁的俯仰角高于对应的预设值时，转速控制模块接收由角度判定模块发送的角度调整控制信号，按预先存储的角度调整控制模式分别控制四个液压马达按照与角度控制转速调整信号对应的转速运转，直至支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值；

当支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，拉力检测模块分别检测四根吊缆对对应的起吊角的拉力值并发送至拉力判定模块；

当其中任意一根吊缆对对应的起吊角的拉力值为0时，拉力判定模块判定该吊缆为异常吊缆，转速控制模块接收由拉力判定模块发送的拉力调整控制信号，按预先存储的拉力调整控制模式分别控制四个液压马达按照与拉力控制转速调整信号对应的转速运转，直至拉力判定模块判定异常吊缆对对应的起吊角的拉力值与其余三根吊缆对各自对应的起吊角的拉力值相等。

与现有技术相比，本发明的优点在于角度判定模块根据支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角产生正常控制信号或角度调整控制信号并发送至转速控制模块，通过转速控制模块及时控制四个液压马达按与接收到的信号对应的转速运转，能够保证架设过程中支撑梁始终保持水平状态移动，增加了支撑梁架设过程的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为本发明的控制结构框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：一种深基坑的支撑梁架设装置，包括起吊组件、角度检测模块和起吊控制模块，起吊组件包括分别固定设置在支撑梁1两端的具有两个起吊角22的起吊环21和四组起吊装置，起吊装置包括起吊支架31、绞车32、盘绕设置在绞车32上的吊缆33和用于带动绞车32转动的液压马达34，液压马达34采用伺服电机（图未显示）控制，起吊支架31设置在深基坑35顶部的起吊工作点处，液压马达34及绞车32分别固定设置在起吊支架31上，吊缆33的下端与对应的一个起吊角22固定连接，角度检测模块包括横滚角检测传感器41和俯仰角检测传感器42，起吊控制模块包括角度判定模块51和转速控制模块52，横滚角检测传感器41用于检测支撑梁1的横滚角α并发送至角度判定模块51，俯仰角检测传感器42用于检测支撑梁1的俯仰角β并发送至角度判定模块51，角度判定模块51用于根据支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β发送正常控制信号或角度调整控制信号至转速控制模块52，转速控制模块52用于根据接收到的信号分别控制四个液压马达34运转，当支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β均低于对应的预设值时，转速控制模块52接收由角度判定模块51发送的正常控制信号，按预先存储的正常控制模式分别控制四个液压马达34按预设的正常转速运转；当支撑梁1的横滚角α高于对应的预设值或支撑梁1的俯仰角β高于对应的预设值时，转速控制模块52接收由角度判定模块51发送的角度调整控制信号，按预先存储的角度调整控制模式分别控制四个液压马达34按照与角度控制转速调整信号对应的转速运转，直至支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β均低于对应的预设值；其中一个绞车32上设置有编码器（图未显示），编码器用于获取吊缆33的转动长度并发送至转速控制模块52，转速控制模块52用于在检测到吊缆33的转动长度达到设定安装长度时停止所有液压马达34的运转。

实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于还包括拉力检测模块61，起吊控制模块还包括拉力判定模块62，拉力检测模块61用于在支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β均低于对应的预设值时，分别检测四根吊缆33对对应的起吊角22的拉力值并发送至拉力判定模块62，当其中任意一根吊缆33对对应的起吊角22的拉力值为0时，拉力判定模块62判定该吊缆33为异常吊缆，转速控制模块52接收由拉力判定模块62发送的拉力调整控制信号，按预先存储的拉力调整控制模式分别控制四个液压马达34按照与拉力控制转速调整信号对应的转速运转，直至拉力判定模块62判定异常吊缆对对应的起吊角22的拉力值与其余三根吊缆33对各自对应的起吊角22的拉力值相等。

使用上述支撑梁架设装置的方法，包括以下步骤：

转速控制模块52分别控制四个液压马达34按预设的正常转速带动绞车32转动，绞车32通过吊缆33将起吊环21与支撑梁1下放，横滚角检测传感器41检测支撑梁1的横滚角α并发送至角度判定模块51，俯仰角检测传感器42检测支撑梁1的俯仰角β并发送至角度判定模块51；

当支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β均低于对应的预设值时，转速控制模块52接收由角度判定模块51发送的正常控制信号，按预先存储的正常控制模式分别控制四个液压马达34按正常控制模块设定的正常转速运转；当支撑梁1的横滚角α高于对应的预设值或支撑梁1的俯仰角β高于对应的预设值时，转速控制模块52接收由角度判定模块51发送的角度调整控制信号，按预先存储的角度调整控制模式分别控制四个液压马达34按照与角度控制转速调整信号对应的转速运转，直至支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β均低于对应的预设值；

当支撑梁1的横滚角α及支撑梁1的俯仰角β均低于对应的预设值时，拉力检测模块61分别检测四根吊缆33对对应的起吊角22的拉力值并发送至拉力判定模块62；

当其中任意一根吊缆33对对应的起吊角22的拉力值为0时，拉力判定模块62判定该吊缆33为异常吊缆，转速控制模块52接收由拉力判定模块62发送的拉力调整控制信号，按预先存储的拉力调整控制模式分别控制四个液压马达34按照与拉力控制转速调整信号对应的转速运转，直至拉力判定模块62判定异常吊缆对对应的起吊角22的拉力值与其余三根吊缆33对各自对应的起吊角22的拉力值相等。

Claims (6)

1.一种深基坑的支撑梁架设装置，包括起吊组件、角度检测模块和起吊控制模块，其特征在于所述的起吊组件包括分别固定设置在支撑梁两端的具有两个起吊角的起吊环和四组起吊装置，所述的起吊装置包括起吊支架、绞车、盘绕设置在所述的绞车上的吊缆和用于带动所述的绞车转动的液压马达，所述的起吊支架设置在深基坑顶部的起吊工作点处，所述的液压马达及所述的绞车分别固定设置在所述的起吊支架上，所述的吊缆的下端与对应的一个所述的起吊角固定连接，所述的角度检测模块包括横滚角检测传感器和俯仰角检测传感器，所述的起吊控制模块包括角度判定模块和转速控制模块，所述的横滚角检测传感器用于检测所述的支撑梁的横滚角并发送至所述的角度判定模块，所述的俯仰角检测传感器用于检测所述的支撑梁的俯仰角并发送至所述的角度判定模块，所述的角度判定模块用于根据所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角发送正常控制信号或角度调整控制信号至所述的转速控制模块，所述的转速控制模块用于根据接收到的信号分别控制四个所述的液压马达运转。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑的支撑梁架设装置，其特征在于当所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，所述的转速控制模块接收由所述的角度判定模块发送的正常控制信号，按预先存储的正常控制模式分别控制四个所述的液压马达按预设的正常转速运转；当所述的支撑梁的横滚角高于对应的预设值或所述的支撑梁的俯仰角高于对应的预设值时，所述的转速控制模块接收由所述的角度判定模块发送的角度调整控制信号，按预先存储的角度调整控制模式分别控制四个所述的液压马达按照与角度控制转速调整信号对应的转速运转，直至所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值。

3.根据权利要求1所述的一种深基坑的支撑梁架设装置，其特征在于其中一个所述的绞车上设置有编码器，所述的编码器用于获取所述的吊缆的转动长度并发送至所述的转速控制模块，所述的转速控制模块用于在检测到所述的吊缆的转动长度达到设定安装长度时停止所有所述的液压马达的运转。

4.根据权利要求3所述的一种深基坑的支撑梁架设装置，其特征在于还包括拉力检测模块，所述的起吊控制模块还包括拉力判定模块，所述的拉力检测模块用于在所述的支撑梁的横滚角及所述的支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，分别检测四根所述的吊缆对对应的所述的起吊角的拉力值并发送至所述的拉力判定模块，当其中任意一根所述的吊缆对对应的所述的起吊角的拉力值为0时，所述的拉力判定模块判定该吊缆为异常吊缆，所述的转速控制模块接收由所述的拉力判定模块发送的拉力调整控制信号，按预先存储的拉力调整控制模式分别控制四个所述的液压马达按照与拉力控制转速调整信号对应的转速运转，直至所述的拉力判定模块判定所述的异常吊缆对对应的所述的起吊角的拉力值与其余三根所述的吊缆对各自对应的所述的起吊角的拉力值相等。

5.根据权利要求1所述的一种深基坑的支撑梁架设装置，其特征在于所述的液压马达采用伺服电机控制。

6.使用如权利要求3所述的深基坑的支撑梁架设装置的方法，其特征在于包括以下步骤：

转速控制模块分别控制四个液压马达按预设的正常转速带动绞车转动，绞车通过吊缆将起吊环与支撑梁下放，横滚角检测传感器检测支撑梁的横滚角并发送至角度判定模块，俯仰角检测传感器检测支撑梁的俯仰角并发送至角度判定模块；

当支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，转速控制模块接收由角度判定模块发送的正常控制信号，按预先存储的正常控制模式分别控制四个液压马达按正常控制模块设定的正常转速运转；当支撑梁的横滚角高于对应的预设值或支撑梁的俯仰角高于对应的预设值时，转速控制模块接收由角度判定模块发送的角度调整控制信号，按预先存储的角度调整控制模式分别控制四个液压马达按照与角度控制转速调整信号对应的转速运转，直至支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值；

当支撑梁的横滚角及支撑梁的俯仰角均低于对应的预设值时，拉力检测模块分别检测四根吊缆对对应的起吊角的拉力值并发送至拉力判定模块；

当其中任意一根吊缆对对应的起吊角的拉力值为0时，拉力判定模块判定该吊缆为异常吊缆，转速控制模块接收由拉力判定模块发送的拉力调整控制信号，按预先存储的拉力调整控制模式分别控制四个液压马达按照与拉力控制转速调整信号对应的转速运转，直至拉力判定模块判定异常吊缆对对应的起吊角的拉力值与其余三根吊缆对各自对应的起吊角的拉力值相等。