CN112610028A - 一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置及调节方法。所述调节装置包括端板一、端板二、斜撑杆一、斜撑杆二、斜撑杆三、斜撑杆四、位移调节器和力传感器。斜撑杆一、斜撑杆二、斜撑杆四、斜撑杆三依次铰接；小角度的对角分别与耳板一、耳板二铰接，通过位移调节器改变大角度对角点的位移，从而使另外两个小角度对角点上的端板一、端板二的作用力达到需要的作用力，利用大角度三角形对撑体系，实现以小张拉力产生大支撑力的效果，具有结构简单、操作方便、成本低廉、安全性高等优点。

Description

一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置及调节方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

钢支撑系统广泛应用于基坑支护工程、既有建筑加固改造工程及其他临时支撑措施工程中。钢支撑系统可以分为被动钢支撑系统和主动钢支撑系统，对于被动钢支撑系统，为更好发挥支撑的作用、控制被支撑结构的变形，一般会在其安装时施加一定的预加力，以消除安装间隙和其他非弹性变形，一般通过千斤顶施加至预定轴力，再以楔块楔紧间隙，最后拆除施压千斤顶。对于主动钢支撑系统，在支撑端部设置千斤顶伺服系统或者机械位移调节模块，实现支撑轴力可调。因此，无论被动钢支撑系统还是主动钢支撑系统均涉及到施加轴力的问题，轴力直接作用于千斤顶时，需要千斤顶能够提供较大的支撑力，当出现应力突变时，可能损坏千斤顶，造成安全事故。而且，在钢支撑端部与围护结构之间的间隙中，宜设置结构简单、操作方便的轴力调节结构，现有的轴力调节机构，安装及操作较为复杂。

发明内容

针对钢支撑系统控制变形时支撑力直接作用于千斤顶，可能产生的安全隐患，本发明提供了一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置及调节方法，可利用位移调节器较小的轴力实现较大的支撑力，具有结构简单、施工方便、安全可靠的优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置，包括：

端板一、端板二、斜撑杆一、斜撑杆二、斜撑杆三、斜撑杆四；其中，端板一上设置有耳板一，端板二上设置有耳板二；斜撑杆一的一端与斜撑杆三的一端与耳板一铰接，铰接点记为A；斜撑杆二的一端与斜撑杆四的一端与耳板二铰接，铰接点记为B；斜撑杆一的另一端与斜撑杆二的另一端铰接，铰接点记为C；斜撑杆三的另一端与斜撑杆四的另一端铰接，铰接点记为D；

位移调节器和力传感器；所述位移调节器两端分别与CD两点连接，用以调节CD两点的相对位移；力传感器用以测量CD方向上的轴力F₀；

其中，所述调节装置的端板一、端板二用以与所需施加轴力的结构端部抵紧连接，端板一与端板二在AB方向上的支撑轴力F_AB大于2F₀。

进一步，所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，斜撑杆三、斜撑杆四长度相同；AC与AB之间的夹角为α，AD与AB之间的夹角为β；其中，α＜45°、β＜45°；则F_AB＝(ctgα+ctgβ)F₀。

进一步，所述位移调节器为花兰调节螺栓或位移调节螺母。

本发明还提供了一种钢支撑体系支撑轴力的调节方法，利用如权利要求1所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置进行调节，包括如下步骤：

a)所述调节装置的端板一、端板二分别与所需施加轴力的结构端部抵紧连接；所述端板一与端板二平行，AB连线垂直于CD连线并垂直于端板一和端板二；

b)收紧位移调节器，使力传感器测量的CD方向上的作用力调节至需要的作用力F₀；端板一与端板二之间的支撑力为F_AC，F_AC大于2F₀。

进一步，所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，斜撑杆三、斜撑杆四长度相同；AC与AB之间的夹角为α，AD与AB之间的夹角为β；其中，α＜45°、β＜45°；则F_AB＝(ctgα+ctgβ)F₀。

进一步，所需施加轴力的结构受到的支撑力F_AB达到要求后，限制C点与D点的相对位移，拆除位移调节器和力传感器。

进一步，所需施加轴力的结构受到的支撑力F_AB达到要求后，临时锁定位移调节器以维持F_AB不变；

使用过程中，根据需要调节位移调节器以改变支撑力F_AB的大小。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：所述调节装置通过斜撑杆一、斜撑杆二、斜撑杆四、斜撑杆三依次铰接，形成四边形结构，通过位移调节器改变大角度对角点的位移，从而使另外两个小角度对角点上的端板一、端板二的作用力达到需要的作用力，利用大角度三角形对撑体系，实现以小张拉力产生大支撑力的效果，具有结构简单、操作方便、成本低廉、安全性高等优点。

附图说明

图1为本发明中的一种钢支撑体系支撑轴力调节装置的结构示意图；

图2为本发明中的一种钢支撑体系支撑轴力调节装置的力学模型图。

图中标号如下：

11-端板一；111-耳板一；12-端板二；121-耳板二；

21-斜撑杆一；22-斜撑杆二；23-斜撑杆三；24-斜撑杆四；

31-位移调节器；32-力传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置及调节方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，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。

实施例一

结合图1和图2所示，本实施例提供的一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置，包括端板一11、端板二12、斜撑杆一21、斜撑杆二22、斜撑杆三23、斜撑杆四24、位移调节器31和力传感器32。其中，端板一11上设置有耳板一111，端板二12上设置有耳板二121。斜撑杆一21的一端与斜撑杆三23的一端与耳板一111铰接，铰接点记为A；斜撑杆二22的一端与斜撑杆四24的一端与耳板二121铰接，铰接点记为B；斜撑杆一21的另一端与斜撑杆二22的另一端铰接，铰接点记为C；斜撑杆三23的另一端与斜撑杆四24的另一端铰接，铰接点记为D。所述位移调节器31两端分别与CD两点连接，用以向CD两点施加作用力；力传感器32用以测量CD方向上的作用力。

在使用时，所述调节装置的端板一、端板二用以与所需施加轴力的结构端部抵紧连接，作为举例，端板一与支撑钢梁端部连接，端板二与围护结构连接；使位移调节器收缩，铰接点C、D处将受到作用力F₀，铰接点A、B处将受到作用力F_AB，通常F_AB是F₀的几倍乃至十几倍，从而利用位移调节器较小的轴力为钢支撑系统提供较大的支撑力，具有结构简单、施工方便、安全可靠的优点。

图2中，所述斜撑杆一21、斜撑杆二22长度相同，斜撑杆三23、斜撑杆四24长度相同；AC与AB之间的夹角为α，AD与AB之间的夹角为β；α＜45°、β＜45°；力传感器测量的CD方向上的作用力为F₀；AB方向的作用力F_AB满足：F_AB＝(ctgα+ctgβ)F₀。当α＝β＝30°，则F_AB＝3.46F₀；当α＝β＝15°，则F_AB＝7.46F₀；当α＝β＝10°，则F_AB＝11.34F₀。

其中，所述位移调节器可以为千斤顶，利用千斤顶实现CD点的位移调节；也可以采用液压油缸，利用液压油缸控制系统对油路进行控制，从而实现液压油缸柱塞杆伸缩，从而实现CD点的位移调节。更优选的实施方式为，所述位移调节器采用工具式张拉设备如花兰调节螺栓、位移调节螺母，工具式张拉设备体型小巧，便于设置于铰接点CD之间，且成本低、操作方便。

实施例二

本实施例提供了一种钢支撑体系支撑轴力的调节方法，利用实施例一中的钢支撑体系支撑轴力的调节装置进行调节。下面结合图1和图2对该调解方法作进一步描述，所述调节方法具体包括如下步骤：

所述调节装置的端板一11、端板二12分别与所需施加轴力的结构端部抵紧连接；其中，端板一11与端板二12平行，AB连线垂直于CD连线并垂直于端板一和端板二；

收紧位移调节器31，使力传感器32测量的CD方向上的作用力调节至需要的作用力F₀；端板一11与端板二12间的支撑力为F_AC，F_AC大于2F₀。

进一步，所述斜撑杆一21、斜撑杆二22长度相同，斜撑杆三23、斜撑杆四24长度相同；AC与AB之间的夹角为α，AD与AB之间的夹角为β；其中，α＜45°、β＜45°；则F_AB＝(ctgα+ctgβ)F₀。

进一步，所需施加轴力的两点之间受到的支撑力F_AB达到要求后，限制C点与D点的相对位移，拆除位移调节器和力传感器。另一种实施方式为，所需施加轴力的结构受到的支撑力F_AB达到要求后，临时锁定位移调节器以维持F_AB不变；使用过程中，根据需要调节位移调节器以改变支撑力F_AB的大小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置，其特征在于，包括：

端板一、端板二、斜撑杆一、斜撑杆二、斜撑杆三、斜撑杆四；其中，端板一上设置有耳板一，端板二上设置有耳板二；斜撑杆一的一端与斜撑杆三的一端与耳板一铰接，铰接点记为A；斜撑杆二的一端与斜撑杆四的一端与耳板二铰接，铰接点记为B；斜撑杆一的另一端与斜撑杆二的另一端铰接，铰接点记为C；斜撑杆三的另一端与斜撑杆四的另一端铰接，铰接点记为D；

位移调节器和力传感器；所述位移调节器两端分别与CD两点连接，用以调节CD两点的相对位移；力传感器用以测量CD方向上的轴力F₀；

其中，所述调节装置的端板一、端板二用以与所需施加轴力的结构端部抵紧连接，端板一与端板二在AB方向上的支撑轴力F_AB大于2F₀。

2.如权利要求1所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置，其特征在于，

所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，斜撑杆三、斜撑杆四长度相同；AC与AB之间的夹角为α，AD与AB之间的夹角为β；其中，α＜45°、β＜45°；则F_AB＝(ctgα+ctgβ)F₀。

3.如权利要求1所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置，其特征在于，所述位移调节器为花兰调节螺栓或位移调节螺母。

4.一种钢支撑体系支撑轴力的调节方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节装置进行调节，包括如下步骤：

a)所述调节装置的端板一、端板二分别与所需施加轴力的结构端部抵紧连接；所述端板一与端板二平行，AB连线垂直于CD连线并垂直于端板一和端板二；

b)收紧位移调节器，使力传感器测量的CD方向上的作用力调节至需要的作用力F₀；端板一与端板二之间的支撑力为F_AC，F_AC大于2F₀。

5.如权利要求4所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节方法，其特征在于，

所述斜撑杆一、斜撑杆二长度相同，斜撑杆三、斜撑杆四长度相同；AC与AB之间的夹角为α，AD与AB之间的夹角为β；其中，α＜45°、β＜45°；则F_AB＝(ctgα+ctgβ)F₀。

6.如权利要求4所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所需施加轴力的结构受到的支撑力F_AB达到要求后，限制C点与D点的相对位移，拆除位移调节器和力传感器。

7.如权利要求4所述的一种钢支撑体系支撑轴力的调节方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所需施加轴力的结构受到的支撑力F_AB达到要求后，临时锁定位移调节器以维持F_AB不变；

使用过程中，根据需要调节位移调节器以改变支撑力F_AB的大小。

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