CN111006647A - 一种升降式隐形观测墩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降式隐形观测墩，包括观测筒和升降机，所述升降机具有升降杆，所述升降杆可相对升降机的顶端面伸出或缩回升降机内，所述观测筒的下端开口，所述升降杆的上端伸入所述观测筒中并与观测筒相连，所述升降杆缩回至升降机内时可使观测筒套设于升降机外。由此，观测筒可在工作时通过升降杆带动上升到指定高度，完成工作后再通过升降杆带动下降隐藏在地面之下，不影响整体美观，也不会被人为和机械作业破坏，作为一种补充的观测墩形式在工程测量、工程监测领域都有应用前景。

Description

一种升降式隐形观测墩

技术领域

本发明涉及建筑物监测技术领域，具体涉及一种升降式隐形观测墩。

背景技术

在现有技术条件下，工程测量、工程监测的变形监测网、施工控制网和变形监测所用的观测墩通常为钢筋混凝土观测墩，观测墩深入稳定基础作为监测点或测量点，相关规范还明确了观测墩的结构和外围尺寸，结构一般是底部深入基础、顶部安装强制对中底板，中部墩体一般为上下正方的台形，也有方柱形和圆柱形，特殊情况使用钢管标或双层钢管标。墩体地面高度一般为1.2m，考虑架设仪器后的视线高度与平均人眼视线高度基本一致。不管何种形式，传统观测墩都是固定在地面上的。地面上的观测墩是目前工程测量、工程监测普遍采用的标点形式，其结构简单、稳定，造价低廉，但在特殊情况下仍存在不足，一是在施工干扰大的情况下容易被破坏，特别是施工期施工车辆和机械碰坏观测墩是普遍现象；二是人为破坏也为普遍现象；三是影响工程建筑物整体美观；四是影响施工作业。

CN206540552U公开了一种隐藏式观测墩，其在升降装置的顶端安装强制对中盘；通过升降装置驱动强制对中盘升降。由于此类观测墩采用由基座通过升降装置伸出地面的形式，故基座的微小扭转变形都会导致上端对中盘有较大位移，再加上观测墩伸长后力矩较大，容易对基座产生较大的作用力。因此，对于工程监测这种精度要求较高的工作，有必要对此类观测墩的精度控制方式进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种升降式隐形观测墩，不使用时可自动隐藏于地面线下，使用时自动提升至指定高度，不影响整体美观，也不会被人为和机械作业破坏。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种升降式隐形观测墩，包括观测筒和升降机，所述升降机具有升降杆，所述升降杆可相对升降机的顶端面伸出或缩回升降机内，所述观测筒的下端开口，所述升降杆的上端伸入所述观测筒中并与观测筒相连，所述升降杆缩回至升降机内时可使观测筒套设于升降机外。

由此，观测筒可在工作时通过升降杆带动上升到指定高度，完成工作后再通过升降杆带动下降隐藏在地面之下，不影响整体美观，也不会被人为和机械作业破坏，作为一种补充的观测墩形式在工程测量、工程监测领域都有应用前景。并且，与CN206540552U公开的结构相比，观测筒伸长力矩较小，从而对基座产生的作用力较小，可确保观测墩的观测精度。

作为上述技术方案的进一步改进：

为避免观测筒升降过程中磕碰，所述升降机外套设有保护筒，所述保护筒的上下两端均开口，所述升降机的外壁和保护筒的内壁之间形成观测筒的移动空间。墩体安装完毕后保护筒外回填混凝土或其他均质土体，避免了临空面作业的危险，同时当墩体处于软弱土基时有利于增加基座稳定性。保护筒为略大于墩体的圆筒，在地面的出露面较少，减小了墩体受雨水或渗水影响的可能。

所述保护筒的内壁上部固定有导向环，所述观测筒穿设于导向环中。导向环用于控制观测筒竖直升降，并与观测筒限位环配合用于控制观测筒上升到隐形观测墩设计高度。二者配合可确保墩体每次升降线路处于同一直线上，从而进一步提高观测精度。

所述观测筒的底部设有限位环，所述保护筒的内壁下部固定有定位环，所述限位环可在观测筒向上运动过程中与导向环抵接，所述限位环可在观测筒向下运动过程中与定位环抵接。

所述保护筒、观测筒和升降杆均同轴设置。

作为观测筒与升降杆的一种具体连接结构形式，所述观测筒的顶部设有水平布置的对中底板，所述观测筒的内壁上部固定有连接板，所述连接板上穿设有与升降杆同轴设置的连接螺杆，所述对中底板上开设有与连接螺杆配合的对中螺孔，所述升降杆的顶部开设有与连接螺杆配合的连接螺孔，所述连接螺杆的上端伸入对中螺孔中并与对中底板螺纹连接，所述连接螺杆的下端伸入连接螺孔中并与对升降杆螺纹连接。

所述保护筒的顶部设有用于封闭保护筒上端开口的保护盖。用于观测墩隐形状态时保护顶部和对中螺孔不受破坏。

所述升降机通过电缆电连接有控制器。用于隐形观测墩进行升降控制，以及作为电源开关。

所述电缆上设有卡簧开关，所述卡簧开关固定于保护筒的外壁上。卡簧开关用于当观测筒上升到顶后将观测筒卡死并关闭升降机。采用卡簧开关控制观测墩上升位置，墩体升降到指定位置时卡簧开关将墩体位置卡死并关闭升降机电源，确保墩体每次升降至同一位置。

所述升降式隐形观测墩设于一基坑中，基坑的坑底设有基座，所述基座顶部固定有垫板，所述升降机和保护筒均固定于垫板上。

升降机优选为电动液压升降机或电动螺杆升降机，升降机推力大于观测筒重量，升降长度略大于观测筒高度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，观测筒可在工作时通过升降杆带动上升到指定高度，完成工作后再通过升降杆带动下降隐藏在地面之下，不影响整体美观，也不会被人为和机械作业破坏，作为一种补充的观测墩形式在工程测量、工程监测领域都有应用前景。

2、本发明的自动升降式隐形观测墩采用电力控制升降，原理简单，操作简便，省时省力。

3、本发明采用卡簧开关和导向装置控制升降墩体的位置，确保每次测量时墩体处于同一位置，保证了测量结果的准确性，重复精度高，稳定好。

附图说明

图1为本发明实施例的升降式隐形观测墩的分解结构示意图。

图2为本发明实施例的升降式隐形观测墩处于隐形状态的示意图。

图3为本发明实施例的升降式隐形观测墩处于工作状态的示意图。

图例说明：1、保护盖；2、导向环；3、观测筒；31、对中底板；32、对中螺孔；33、连接板；34、连接螺杆；35、限位环；4、保护筒；41、定位环；42、出线口；43、环形底座；44、底座安装孔；45、卡簧开关； 5、升降机；51、连接螺孔；52、升降杆；53、环形底座；54、底座安装孔；55、电缆； 6、基座；61、垫板；7、控制器。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

结合附图，本实施例的升降式隐形观测墩，包括同轴设置的保护盖1、导向环2、观测筒3、保护筒4、升降机5和基座6。

保护筒4和升降机5设置在一基坑中，基坑的坑底设有混凝土浇筑而成的基座6，基座6顶部固定有钢制的垫板61，升降机5和保护筒4均固定于垫板61上，保护筒4套设在升降机5外。保护筒4的上下两端均开口，保护盖1设于保护筒4的顶部，用于封闭保护筒4上端开口的。升降机5的外壁和保护筒4的内壁之间形成观测筒3的移动空间。

升降机5具有升降杆52，升降杆52可相对升降机5的顶端面伸出或缩回升降机5内。观测筒3的下端开口，升降杆52的上端伸入观测筒3中并与观测筒3相连，升降杆52缩回至升降机5内时可使观测筒3套设于升降机5外，升降机5通过电缆55电连接有控制器7，电缆55上设有卡簧开关45，卡簧开关45固定于保护筒4的外壁上，控制器7伸出基坑外。具体地，观测筒3的顶部设有水平布置的对中底板31，观测筒3的内壁上部固定有连接板33，连接板33上穿设有与升降杆52同轴设置的连接螺杆34，对中底板31上开设有与连接螺杆34配合的对中螺孔32，升降杆52的顶部开设有与连接螺杆34配合的连接螺孔51，连接螺杆34的上端伸入对中螺孔32中并与对中底板31螺纹连接，连接螺杆34的下端伸入连接螺孔51中并与对升降杆52螺纹连接。

本实施例中，导向环2固定于保护筒4的内壁上部，观测筒3穿设于导向环2中。观测筒3的底部设有限位环35，保护筒4的内壁下部固定有定位环41，限位环35可在观测筒3向上运动过程中与导向环2抵接，限位环35可在观测筒3向下运动过程中与定位环41抵接。

保护盖1用于观测墩隐形状态时保护顶部和对中螺孔31不受破坏。

导向环2用于控制观测筒3竖直升降，设置在保护筒4顶部内侧，观测筒3置于导向环2内，导向环2下部具有上定位板21，与限位环35配合用于控制观测筒3上升到隐形观测墩设计高度。

观测筒3自上而下设有对中底板31、连接板33和限位环35，对中底板31用于安装测量仪器、中心有对中螺孔32，连接板33用于与升降机5连接。

观测筒3为圆钢管，自上而下设有对中底板31、连接板33和限位环35，对中底板31用于架设测量仪器、中心有对中螺孔32，连接板33用于与升降机连接，中心有连接螺杆34、与升降机伸缩杆连接螺孔51连接，限位环35与导向环2下部上定位板21配合用于控制观测筒3上升到隐形观测墩设计高度。

保护筒4为圆钢管，对观测筒3进行保护并对观测筒3墩体上下行进行限位。保证墩体每次上行作业时高度一致，下行隐形时墩顶与地面平齐。管内下部设有定位环41，与观测筒3的限位环35配合控制观测筒3下降到隐形状态，此时对中底板31与导向环2顶部平齐。保护筒4外壁下部设置有电缆出线口42、底部有环形底座43，环形底座43上开设有保护筒底座安装孔44，保护筒4外壁上部设置有卡簧开关45，当观测筒3上升到顶后将观测筒3卡死并关闭升降机5。

升降机5为电动液压升降机或电动螺杆升降机，升降机推力大于观测筒3重量，升降长度略大于观测筒3高度，升降杆52顶部开设有升降机连接螺孔51，安装时与观测筒3连接板上的连接螺杆34紧固，底部有环形升降机底座53，升降机底座53上开设升降机底座安装孔54，通过螺栓与垫板61固定，升降机通过电缆55引出至卡簧开关45，电缆包括电源电缆和控制电缆。

控制器7为观测筒3进行升降控制开关和电源开关，电缆55连接至卡簧开关45再接入控制器7。

混凝土垫座6是为安装自动升降隐形观测墩在其基坑底部浇筑的一定体积的混凝土，是整个隐形观测墩基础，混凝土垫座6上铺设有钢垫板61、钢垫板61上设有与保护筒底座安装孔44和升降机环形底座安装孔54位置一致的螺栓用于隐形观测墩整体安装。

墩体的整体安装流程为：在观测墩设计位置开挖设计深度的基坑，然后在坑底浇筑混凝土垫座6和钢垫板61并保证其水平；混凝土垫座硬化后先行在钢垫板61上安装升降机5，并将升降机连接螺孔51导入升降墩体连接板上的连接螺杆34旋紧，此时应通电对观测筒3的垂直度进行测试和调整，测试方法采用以墩体为中心夹角90度方向分别安置全站仪对升降前后墩体中心垂直度进行测量并通过对升降机环形底座安装孔54上的螺母进行调整，调整垂直度后再将保护筒4放入并固定保护筒底座安装孔44的螺母；最后将升降机的电缆线55接入卡簧开关45再接入控制器7，通过控制器7进行测试和调整，垂直度和运行正常后即回填混凝土或其他土体，并对地面进行硬化处理。

工作时打开保护盖1，如图3所示，控制器7启动开关（开）升降杆52推动观测筒3向上运行，当限位环35运行至上定位板21时卡簧开关45启动，升降机停止运行，此时通过墩体顶部对中螺孔31架设测量仪器进行测量工作，此时隐形观测墩功能与常规观测墩无异。测量工作完成后取下测量仪器，如图2所示，控制器7启动开关（关）升降杆52带动观测筒3下行到底，升降机5自动关闭，安置保护盖1，此时隐形观测墩完全隐形于地面之下。

实施例：

某水电站为混凝土大坝，坝顶设计有变形监测墩，考虑坝顶美观和门机等作业机械可能产生的影响，采用了隐形观测墩。

隐形观测墩的观测筒3主体为一外径Φ219mm、厚度5mm、高度1350mm的不锈钢圆筒；顶部对中底板31外径为Φ219mm、厚度为5mm不锈钢圆板，中心加工Φ16.0mm常规对中螺孔。

隐形观测墩的保护筒4为外径Φ310mm、内径Φ300mm的、高度1500mm钢圆筒。

导向环2外径300mm、内径219mm、高度150mm，隐形状态时观测筒3顶部与保护筒4、导向环2齐平，工作状态时观测筒3完全升起后墩体的地面高度为1200mm，与常规观测墩一致。

实施例升降机选用液压升降机，伸缩杆行程1250mm，推力800N，220V交流电源，具有推送速度和行程控制功能。

实施例为预留基坑1200mm（长）×1200mm（宽）×1600mm（高），钢垫板61已安置其中基坑中心并水平，先行在钢垫板61上安装升降机5，并将升降机连接螺孔51导入升降墩体连接板上的连接螺杆34旋紧，此时应通电对观测筒3的垂直度进行测试和调整，测试方法采用以墩体为中心夹角90度方向分别安置全站仪对升降前后墩体中心垂直度进行测量并通过对升降机环形底座安装孔54上的螺母进行调整，调整垂直度后再将保护筒4导入并坚固保护筒底座安装孔44的螺母；最后将升降机的电缆线55接入卡簧开关45再接入控制器7，通过控制器7进行测试和调整，垂直度和运行正常后即回填混凝土，并对地面进行同质化处理。

工作时打开保护盖1，控制器7启动开关（开）隐形观测墩缓慢升起到位后自动停止，采用对中螺丝架设TCA2003全站仪并进行测量工作，本站测量工作完成后，取下全站仪，启动控制器7开关（关）墩体缓慢下行到位后自动停止，此时隐形观测墩完全隐形于地面之下，安置保护盖1即完成所有测量工作。

实施过程中已对自动升降隐形观测墩稳定性和重复精度进行测试，由于设置了契合严密的导向和卡簧结构，水平重复精度优于±0.2mm，垂直向重复精度优于±0.3mm。

观测墩体工作时自动上升到高度为1.2m，完成工作后自动下降隐藏在地面之下，不影响整体美观，也不会被人为和机械作业破坏，作为一种补充的观测墩形式在工程测量、工程监测领域都有应用前景。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种升降式隐形观测墩，其特征在于，包括观测筒（3）和升降机（5），所述升降机（5）具有升降杆（52），所述升降杆（52）可相对升降机（5）的顶端面伸出或缩回升降机（5）内，所述观测筒（3）的下端开口，所述升降杆（52）的上端伸入所述观测筒（3）中并与观测筒（3）相连，所述升降杆（52）缩回至升降机（5）内时可使观测筒（3）套设于升降机（5）外。

2.根据权利要求1所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述升降机（5）外套设有保护筒（4），所述保护筒（4）的上下两端均开口，所述升降机（5）的外壁和保护筒（4）的内壁之间形成观测筒（3）的移动空间。

3.根据权利要求2所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述保护筒（4）的内壁上部固定有导向环（2），所述观测筒（3）穿设于导向环（2）中。

4.根据权利要求3所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述观测筒（3）的底部设有限位环（35），所述保护筒（4）的内壁下部固定有定位环（41），所述限位环（35）可在观测筒（3）向上运动过程中与导向环（2）抵接，所述限位环（35）可在观测筒（3）向下运动过程中与定位环（41）抵接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述保护筒（4）、观测筒（3）和升降杆（52）均同轴设置。

6.根据权利要求1-4任一项所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述观测筒（3）的顶部设有水平布置的对中底板（31），所述观测筒（3）的内壁上部固定有连接板（33），所述连接板（33）上穿设有与升降杆（52）同轴设置的连接螺杆（34），所述对中底板（31）上开设有与连接螺杆（34）配合的对中螺孔（32），所述升降杆（52）的顶部开设有与连接螺杆（34）配合的连接螺孔（51），所述连接螺杆（34）的上端伸入对中螺孔（32）中并与对中底板（31）螺纹连接，所述连接螺杆（34）的下端伸入连接螺孔（51）中并与对升降杆（52）螺纹连接。

7.根据权利要求2-4任一项所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述保护筒（4）的顶部设有用于封闭保护筒（4）上端开口的保护盖（1）。

8.根据权利要求1-4任一项所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述升降机（5）通过电缆（55）电连接有控制器（7）。

9.根据权利要求8所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述电缆（55）上设有卡簧开关（45），所述卡簧开关（45）固定于保护筒（4）的外壁上。

10.根据权利要求2-4任一项所述的升降式隐形观测墩，其特征在于，所述升降式隐形观测墩设于一基坑中，基坑的坑底设有基座（6），所述基座（6）顶部固定有垫板（61），所述升降机（5）和保护筒（4）均固定于垫板（61）上。

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