CN115198732B - 一种预应力混凝土管桩的支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土管桩设备技术领域，具体是指一种预应力混凝土管桩的支撑装置。包括管桩，包括支撑盘与固定盘，支撑盘的下端面设置有若干用于固定的插入件，支撑盘下端面的中部设置有活动套，活动套的下端铰接设置有若干支撑件，若干支撑件呈圆周阵列分布，固定盘包括：固定环、若干连接件以及连接杆。本发明通过支撑盘以及支撑件能够由内至外对管桩进行固定支撑，并且支撑件的压力来源为支撑盘的自重，始终存在的重力避免了长时间工作压力作用下导致的锁紧力下降；通过校正盘以及固定件能够对管桩的外壁进行固定支撑，并且固定件的作用力来源同样为支撑盘，与支撑件的连接关系以及运动趋势来看可以视为联动过程，能够有效辅助支撑件进行支撑。

Description

一种预应力混凝土管桩的支撑装置

技术领域

本发明涉及混凝土管桩设备技术领域，具体是指一种预应力混凝土管桩的支撑装置。

背景技术

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。应用范围较广的为先张法预应力管桩，先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

桩尖用于预应力混凝土管桩基础施工，用于管桩的最前端，在管桩沉施工时安装在管桩头上，起引导和封堵作用，而管桩进行下沉之后，便需要使用到管桩的支撑装置，来对管桩进行固定支撑工作，达到方便后续对管桩进行对接的效果，现有市场上的支撑装置在进行使用的时候，整个装置在进行安装和拆卸的时候，较为不便，导致在对装置进行位置转移的时候，会耗费大量的时间，并且，现有的支撑装置在进行支撑的过程中，均处于长时间的施力状态，其支撑结构的固定抱紧能力会有一定幅度的下降，从而影响其支撑性能。

鉴于上述情况，亟待一种能够避免长时间导致锁紧力下降的支撑装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种预应力混凝土管桩的支撑装，用于避免长时间支撑导致锁紧力下降。

本发明通过下述技术方案实现：

一种预应力混凝土管桩的支撑装置，包括管桩，包括支撑盘与固定盘，所述支撑盘的下端面设置有若干用于固定的插入件，所述支撑盘下端面的中部设置有活动套，所述活动套的下端铰接设置有若干支撑件，若干所述支撑件呈圆周阵列分布，所述固定盘包括：固定环、若干连接件以及连接杆，所述固定环的下部开设有固定槽，且所述固定槽套设在所述管桩的上部，若干所述连接件周向设置在所述固定环的内壁上，所述连接杆设置在所述活动套的内部，所述活动套的外周面上周向开设有若干连接槽，所述连接件的端部活动贯穿所述连接槽与所述连接杆连接；所述支撑件的端部还与所述连接杆的下端铰接，且所述支撑件包括卡紧件，所述固定环的下端面还设置有限位筒，所述限位筒的外周面上周向开设有限位孔，所述卡紧件活动设置在所述限位孔内，且所述卡紧件的一端与所述管桩的内壁接触，所述支撑盘上下移动时能够带动卡紧件沿所述限位孔的轴向移动。

需要说明的是，现有技术中，支撑装置在进行支撑的过程中，均处于长时间的施力状态，其支撑结构的固定抱紧能力会有一定幅度的下降，从而影响其支撑性能，例如，若采用液压等形式进行支撑固定需要将液压组件长时间设置为工作状态，并且长时间的工作状态下，其可能会存在液压步调偏差的情况；若采用机械结构外套的形式进行支撑，众所周知，长时间锁紧状态下的机械结构其锁紧力会逐步下降，从而使得支撑性能下降。鉴于上述情况，提出了一种预应力混凝土管桩的支撑装置，具体通过深入管桩内部的支撑件由内至外进行支撑固定，这里需要说明的是，由于支撑盘的优选材料为金属材料，其具有较大的自重，即在支撑盘自身的重力作用下会通过支撑件始终压迫卡紧件上的缓冲部对管桩进行支撑固定，其锁紧力并不会随时间变化而下降，即支撑盘的重力作用始终存在。还需要说明的是，固定环上的固定槽与管桩的上部匹配，其本身的结构也能够对管桩进行支撑。

进一步地，所述支撑件还包括第一转杆、第二转杆以及第三转杆，所述第一转杆的一端与所述活动套的下端铰接，所述第二转杆的一端与所述连接杆的末端铰接，所述第二转杆的另一端与所述第三转杆的一端铰接，所述第一转杆的另一端与所述第二转杆的中部铰接，所述第三转杆的另一端与所述卡紧件的端部铰接，所述第三转杆的两端部设置有用于限制其双向转动的棘轮组件。需要说明的是，由于固定环通过固定槽套设在管桩的上部，可以将管桩与固定环视为相对静止，当支撑盘在外力作用下下降时，带动活动套在连接杆的外部上下移动，端部铰接的第一转杆随之进行转动，进而带动第二转杆沿其端部的铰接处进行转动，再而带动第三转杆进行转动，最终使得卡紧件能够在限位孔内移动，还需要说明的是，由于支撑盘的自身重力或附加外力始终向下，使得活动套始终具有向下运动的趋势，即第二转杆具有附图5中顺时针的运动趋势，在棘轮组件的作用下，第三转杆无法双向转动，仅具有使得卡紧向右运动(以附图5为参考)的趋势，即对管桩的内部具有支撑固定作用。

进一步地，所述固定环的下方还设置有校正盘，所述校正盘还套设在所述管桩的外部，所述校正盘的上方铰接有固定件，所述固定件包括弧形部与压力部，所述压力部的一端与所述插入件的侧边抵接，另一端与所述弧形部的一端固定，所述弧形部的另一端与所述管桩的外壁抵接，所述弧形部的底端与所述校正盘的上端面铰接。需要说明的是，由于插入件与支撑盘的下端面连接，其运动轨迹为沿中心轴线的延伸方向进行移动，基于上述结构，可以理解的是，固定件与校正盘的上端铰接，可以视为一个“杠杆”，并且压力部的一端与插入件连接，弧形部的一端与管桩的外壁连接，经由受力分析可知，当插入件插入过程中，其将对压力部进行压迫，即压力部受压，基于杠杆原理，弧形部对管桩外壁具有一部分向内的压力，以及一部分向上的支撑力，综合作用下，能够辅助支撑件对管桩进行支撑。

作为优选，所述连接杆与活动套的横截面形状为正六边形，且所述连接槽开设在侧面上，所述支撑件的数量为6。由于圆形截面在套设的连接形式上具有更大的偏差，故连接杆与活动套的横截面形状设置为正六边形，支撑件的优选数量为6。

作为优选，所述卡紧件靠近所述管桩内壁的一端上周向设置有若干缓冲部，所述缓冲部的中部弯曲且所述管桩内壁抵接。卡紧件的数量始终与支撑件的数量匹配，卡紧件上的缓冲部优选数量为8。通过设置缓冲部，能够对卡紧件与管桩的作用力之间进行缓冲，且具有较为适中的接触面积。

进一步地，还包括一端开口的检测盘，所述检测盘的上端面与所述固定环的下端面连接，且所述检测盘的开口端与所述管桩的外壁接触，所述开口内设置有激光发射模块、激光检测模块以及处理器，且所述开口的内壁涂覆有用于激光反射的涂层；

管桩处于初始位置时，激光发射模块发射的激光经反射后正对激光检测模块，所述激光发射模块与所述处理器信号连接，所述激光检测模块与所述处理器信号连接，所述处理器还信号连接有蜂鸣器；

管桩发生位置变化时，激光检测模块检测的激光发生变化，产生预警信号，并将预警信号传递至处理器，所述处理器接收到预警信号后传送示警信号，并将示警信号传递至蜂鸣器，所述蜂鸣器接收到示警信号后发出警报。

需要说明的是，为了实时检测管桩的位置变化，在管桩的外部还设置有检测盘，用于实时检测管桩的位置变化。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过支撑盘以及支撑件能够由内至外对管桩进行固定支撑，并且支撑件的压力来源为支撑盘的自重，始终存在的重力避免了长时间工作压力作用下导致的锁紧力下降；

2、本发明通过校正盘以及固定件能够对管桩的外壁进行固定支撑，并且固定件的作用力来源同样为支撑盘，与支撑件的连接关系以及运动趋势来看可以视为联动过程，能够有效辅助支撑件进行支撑。

3、本发明的检测盘能够有效地对管桩的位置变化进行实时检测，并且当位置发生变化时，能够进行蜂鸣示警，同时，其还利用了激光反射带来的高灵敏度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A的放大结构示意图；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的剖视图；

图5为图4中B的放大结构示意图；

图6为支撑件的轴视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-支撑盘，2-固定盘，21-固定环，211-固定槽，212-限位筒，213-限位孔，22-连接件，23-连接杆，3-插入件，4-活动套，41-连接槽，5-支撑件，51-卡紧件，52-第一转杆，53-第二转杆，54-第三转杆，55-缓冲部，6-管桩，7-校正盘，8-固定件，81-弧形部，82-压力部，9-检测盘。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

实施例1：

请一并参考附图1至图6，一种预应力混凝土管桩的支撑装置，包括管桩6，包括支撑盘1与固定盘2，所述支撑盘1的下端面设置有若干用于固定的插入件3，所述支撑盘1下端面的中部设置有活动套4，所述活动套4的下端铰接设置有若干支撑件5，若干所述支撑件5呈圆周阵列分布，所述固定盘2包括：固定环21、若干连接件22以及连接杆23，所述固定环21的下部开设有固定槽211，且所述固定槽211套设在所述管桩6的上部，若干所述连接件22周向设置在所述固定环21的内壁上，所述连接杆23设置在所述活动套4的内部，所述活动套4的外周面上周向开设有若干连接槽41，所述连接件22的端部活动贯穿所述连接槽41与所述连接杆23连接；所述支撑件5的端部还与所述连接杆23的下端铰接，且所述支撑件5包括卡紧件51，所述固定环21的下端面还设置有限位筒212，所述限位筒212的外周面上周向开设有限位孔213，所述卡紧件51活动设置在所述限位孔213内，且所述卡紧件51的一端与所述管桩6的内壁接触，所述支撑盘1上下移动时能够带动卡紧件51沿所述限位孔213的轴向移动。

需要说明的是，现有技术中，支撑装置在进行支撑的过程中，均处于长时间的施力状态，其支撑结构的固定抱紧能力会有一定幅度的下降，从而影响其支撑性能，例如，若采用液压等形式进行支撑固定需要将液压组件长时间设置为工作状态，并且长时间的工作状态下，其可能会存在液压步调偏差的情况；若采用机械结构外套的形式进行支撑，众所周知，长时间锁紧状态下的机械结构其锁紧力会逐步下降，从而使得支撑性能下降。鉴于上述情况，提出了一种预应力混凝土管桩的支撑装置，具体通过深入管桩6内部的支撑件5由内至外进行支撑固定，这里需要说明的是，由于支撑盘1的优选材料为金属材料，其具有较大的自重，即在支撑盘1自身的重力作用下会通过支撑件5始终压迫卡紧件51上的缓冲部55对管桩6进行支撑固定，其锁紧力并不会随时间变化而下降，即支撑盘1的重力作用始终存在。还需要说明的是，固定环21上的固定槽211与管桩6的上部匹配，其本身的结构也能够对管桩6进行支撑。

需要说明的是，所述支撑件5还包括第一转杆52、第二转杆53以及第三转杆54，所述第一转杆52的一端与所述活动套4的下端铰接，所述第二转杆53的一端与所述连接杆23的末端铰接，所述第二转杆53的另一端与所述第三转杆54的一端铰接，所述第一转杆52的另一端与所述第二转杆53的中部铰接，所述第三转杆54的另一端与所述卡紧件51的端部铰接，所述第三转杆54的两端部设置有用于限制其双向转动的棘轮组件。需要说明的是，由于固定环21通过固定槽211套设在管桩6的上部，可以将管桩6与固定环21视为相对静止，当支撑盘1在外力作用下下降时，带动活动套4在连接杆23的外部上下移动，端部铰接的第一转杆52随之进行转动，进而带动第二转杆53沿其端部的铰接处进行转动，再而带动第三转杆54进行转动，最终使得卡紧件51能够在限位孔213内移动，还需要说明的是，由于支撑盘1的自身重力或附加外力始终向下，使得活动套4始终具有向下运动的趋势，即第二转杆53具有附图5中顺时针的运动趋势，在棘轮组件的作用下，第三转杆54无法双向转动，仅具有使得卡紧向右运动(以附图5为参考)的趋势，即对管桩6的内部具有支撑固定作用。

需要说明的是，所述固定环21的下方还设置有校正盘7，所述校正盘7还套设在所述管桩6的外部，所述校正盘7的上方铰接有固定件8，所述固定件8包括弧形部81与压力部82，所述压力部82的一端与所述插入件3的侧边抵接，另一端与所述弧形部81的一端固定，所述弧形部81的另一端与所述管桩6的外壁抵接，所述弧形部81的底端与所述校正盘7的上端面铰接。需要说明的是，由于插入件3与支撑盘1的下端面连接，其运动轨迹为沿中心轴线的延伸方向进行移动，基于上述结构，可以理解的是，固定件8与校正盘7的上端铰接，可以视为一个“杠杆”，并且压力部82的一端与插入件3连接，弧形部81的一端与管桩6的外壁连接，经由受力分析可知，当插入件3插入过程中，其将对压力部82进行压迫，即压力部82受压，基于杠杆原理，弧形部81对管桩6外壁具有一部分向内的压力，以及一部分向上的支撑力，综合作用下，能够辅助支撑件5对管桩6进行支撑。

本实施例中较为优选的是，所述连接杆23与活动套4的横截面形状为正六边形，且所述连接槽41开设在侧面上，所述支撑件5的数量为6。由于圆形截面在套设的连接形式上具有更大的偏差，故连接杆23与活动套4的横截面形状设置为正六边形，支撑件5的优选数量为6。所述卡紧件51靠近所述管桩6内壁的一端上周向设置有若干缓冲部55，所述缓冲部55的中部弯曲且所述管桩6内壁抵接。卡紧件51的数量始终与支撑件5的数量匹配，卡紧件51上的缓冲部55优选数量为8。通过设置缓冲部55，能够对卡紧件51与管桩6的作用力之间进行缓冲，且具有较为适中的接触面积。

本发明的具体工作过程为：管桩6安装完成后，将本装置通过吊装等方式放至管桩6上，并缓慢下放，保证固定槽211与管桩6的上部配合，在支撑盘1的上部附加一定外力，使得支撑盘1向下移动一定距离，控制插入件3深入地面进行嵌合，由于固定环21通过固定槽211套设在管桩6的上部，可以将管桩6与固定环21视为相对静止，当支撑盘1在外力作用下下降时，带动活动套4在连接杆23的外部上下移动，端部铰接的第一转杆52随之进行转动，进而带动第二转杆53沿其端部的铰接处进行转动，再而带动第三转杆54进行转动，最终使得卡紧件51能够在限位孔213内移动，还需要说明的是，由于支撑盘1的自身重力或附加外力始终向下，使得活动套4始终具有向下运动的趋势，即第二转杆53具有附图5中顺时针的运动趋势，在棘轮组件的作用下，第三转杆54无法双向转动，仅具有使得卡紧向右运动(以附图5为参考)的趋势，即对管桩6的内部具有支撑固定作用。可以理解的是，固定件8与校正盘7的上端铰接，可以视为一个“杠杆”，并且压力部82的一端与插入件3连接，弧形部81的一端与管桩6的外壁连接，经由受力分析可知，当插入件3插入过程中，其将对压力部82进行压迫，即压力部82受压，基于杠杆原理，弧形部81对管桩6外壁具有一部分向内的压力，以及一部分向上的支撑力。最后，当需要解除固定支撑作用时，通过吊装等方式将本装置吊升，由于棘轮组件仅设置在第三转杆54的铰接处，当支撑盘1向上移动时，第二转杆53反向移动，卡紧件51的支撑作用解除，同理，固定件8的支撑作用同样解除。

实施例2：

本实施例仅记述区别于实施例1的部分，具体为：还包括一端开口的检测盘9，所述检测盘9的上端面与所述固定环21的下端面连接，且所述检测盘9的开口端与所述管桩6的外壁接触，所述开口内设置有激光发射模块、激光检测模块以及处理器，且所述开口的内壁涂覆有用于激光反射的涂层；

管桩6处于初始位置时，激光发射模块发射的激光经反射后正对激光检测模块，所述激光发射模块与所述处理器信号连接，所述激光检测模块与所述处理器信号连接，所述处理器还信号连接有蜂鸣器；

管桩6发生位置变化时，激光检测模块检测的激光发生变化，产生预警信号，并将预警信号传递至处理器，所述处理器接收到预警信号后传送示警信号，并将示警信号传递至蜂鸣器，所述蜂鸣器接收到示警信号后发出警报。

需要说明的是，为了实时检测管桩6的位置变化，在管桩6的外部还设置有检测盘9，用于实时检测管桩6的位置变化。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种预应力混凝土管桩的支撑装置，包括管桩（6），其特征在于：包括支撑盘（1）与固定盘（2），所述支撑盘（1）的下端面设置有若干用于固定的插入件（3），所述支撑盘（1）下端面的中部设置有活动套（4），所述活动套（4）的下端铰接设置有若干支撑件（5），若干所述支撑件（5）呈圆周阵列分布，所述固定盘（2）包括：固定环（21）、若干连接件（22）以及连接杆（23），所述固定环（21）的下部开设有固定槽（211），且所述固定槽（211）套设在所述管桩（6）的上部，若干所述连接件（22）周向设置在所述固定环（21）的内壁上，所述连接杆（23）设置在所述活动套（4）的内部，所述活动套（4）的外周面上周向开设有若干连接槽（41），所述连接件（22）的端部活动贯穿所述连接槽（41）与所述连接杆（23）连接；

所述支撑件（5）的端部还与所述连接杆（23）的下端铰接，且所述支撑件（5）包括卡紧件（51），所述固定环（21）的下端面还设置有限位筒（212），所述限位筒（212）的外周面上周向开设有限位孔（213），所述卡紧件（51）活动设置在所述限位孔（213）内，且所述卡紧件（51）的一端与所述管桩（6）的内壁接触，所述支撑盘（1）上下移动时能够带动卡紧件（51）沿所述限位孔（213）的轴向移动；

还包括一端开口的检测盘（9），所述检测盘（9）的上端面与所述固定环（21）的下端面连接，且所述检测盘（9）的开口端与所述管桩（6）的外壁接触，所述开口内设置有激光发射模块、激光检测模块以及处理器，且所述开口的内壁涂覆有用于激光反射的涂层；

管桩（6）处于初始位置时，激光发射模块发射的激光经反射后正对激光检测模块，所述激光发射模块与所述处理器信号连接，所述激光检测模块与所述处理器信号连接，所述处理器还信号连接有蜂鸣器；

管桩（6）发生位置变化时，激光检测模块检测的激光发生变化，产生预警信号，并将预警信号传递至处理器，所述处理器接收到预警信号后传送示警信号，并将示警信号传递至蜂鸣器，所述蜂鸣器接收到示警信号后发出警报。

2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩的支撑装置，其特征在于：所述支撑件（5）还包括第一转杆（52）、第二转杆（53）以及第三转杆（54），所述第一转杆（52）的一端与所述活动套（4）的下端铰接，所述第二转杆（53）的一端与所述连接杆（23）的末端铰接，所述第二转杆（53）的另一端与所述第三转杆（54）的一端铰接，所述第一转杆（52）的另一端与所述第二转杆（53）的中部铰接，所述第三转杆（54）的另一端与所述卡紧件（51）的端部铰接，所述第三转杆（54）的两端部设置有用于限制其双向转动的棘轮组件。

3.根据权利要求2所述的一种预应力混凝土管桩的支撑装置，其特征在于：所述固定环（21）的下方还设置有校正盘（7），所述校正盘（7）还套设在所述管桩（6）的外部，所述校正盘（7）的上方铰接有固定件（8），所述固定件（8）包括弧形部（81）与压力部（82），所述压力部（82）的一端与所述插入件（3）的侧边抵接，另一端与所述弧形部（81）的一端固定，所述弧形部（81）的另一端与所述管桩（6）的外壁抵接，所述弧形部（81）的底端与所述校正盘（7）的上端面铰接。

4.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩的支撑装置，其特征在于：所述连接杆（23）与活动套（4）的横截面形状为正六边形，且所述连接槽（41）开设在侧面上，所述支撑件（5）的数量为6。

5.根据权利要求4所述的一种预应力混凝土管桩的支撑装置，其特征在于：所述卡紧件（51）靠近所述管桩（6）内壁的一端上周向设置有若干缓冲部（55），所述缓冲部（55）的中部弯曲且所述管桩（6）内壁抵接。