CN117396664A - 用于支护和加固基坑的定心装置以及用于将该定心装置安装在基坑内部的方法 - Google Patents

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CN117396664A CN202280039039.7A CN202280039039A CN117396664A CN 117396664 A CN117396664 A CN 117396664A CN 202280039039 A CN202280039039 A CN 202280039039A CN 117396664 A CN117396664 A CN 117396664A
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Abstract

一种用于支护和加固基坑的定心装置,所述定心装置包括多个可移动结构元件(11,12,13,14),这些可移动结构元件以使得定心装置可以从安装之前至少部分折叠的预组装构型移动到最终安装构型这样的方式连接至彼此,在所述最终安装构型中,结构元件相对于彼此锁定在大体限定至少以拱形方式形成的定心装置的相互位置中。结构元件可以以结构连续性相对于彼此锁定在相互位置中,所述相互位置大体限定具有闭合几何轮廓的定心装置,所述定心装置包括由作为支柱或仰拱的结构元件在底部形成有闭合拱的定心装置。

Description

用于支护和加固基坑的定心装置以及用于将该定心装置安装 在基坑内部的方法
技术领域
本发明涉及基坑领域,特别是涉及利用地下基坑构造的隧道。
本发明已经开发了关于用于支护基坑的定心装置。
更详细地,本发明涉及用于支护和加固基坑的定心装置以及用于在基坑内部安装支护定心装置的方法。
背景技术
在支护结构领域中,已知使用连接至彼此的结构元件,以为了构造支护结构本身的最终形式。这种结构元件可以具有开放截面(例如,C形、双T形)或封闭截面。在封闭截面的情况下,结构元件呈管状并且可以具有呈任何形状的截面,例如圆形、正方形、矩形或三角形。
为了支护和加固基坑(诸如,例如道路隧道或铁路隧道),已知使用称为定心装置的加固拱。具体地,定心装置通常包括由钢制成并且根据拱顶形构型(vault-likeconfiguration)连接至彼此的多个成形的结构元件。此类元件由具有H形、IPN形、C形或双T形横截面的开放型材构成,即使存在用于构造管状定心装置的封闭型材的许多示例。EP2354447中描述了一种管状型的特定支护定心装置。在WO 2015/186029中描述了定心装置的结构元件之间的铰接式连接构件的示例。
在大多数情况下,型材在车间成型之后,该型材会在基坑的待加固区域中连接至彼此。在定心装置组装之后,每个定心装置都经由连接链条连接到相邻的定心装置,所述连接链条的端部与沿着定心装置轮廓的本体的焊接支承件相接合。通常经由借助于喷射混凝土(喷浆混凝土)产生的预涂层来临时加固两个连续定心装置和基坑的壁之间的空间。随后,完成基坑并且借助于最终混凝土涂层来加固该基坑。
为了使两个结构元件连接至彼此并且获得支护结构的最终形式,通常使用一对旨在经由螺栓相互连接的连结板。从文献EP2354447中已知一种连结系统,所述文献描述了由多个连接至彼此的结构元件构成的用于基坑的支护和加固定心装置。在已知的连结系统中,每个第一连结板均具有在端部区段的区域中焊接至相关结构元件的部分。大体矩形的每块连结板均包括两串用于连接螺栓的孔,所述螺栓将连结板固定到彼此,从而在结构元件之间形成连接,使得结构元件形成在整个结构范围上发展的连续结构。这种已知的连结系统具有不同的缺点,这是因为例如,结构元件必须相对于彼此精确定位,以便使得板中将插入螺栓的孔对准。这存在困难,特别是在相当庞大的结构的情况下,尤其是竖直结构,或者必须采取具有特定形状的最终组成物的结构,诸如,例如具有拱顶状组成物的定心装置。此外,该连接不能自动形成,这是因为只能手动实施板的相互定位和螺栓的插入。因此,这种连接需要花费大量的时间。此外,如果例如螺栓未正确固定,则该连接可能不稳定。特别地,如果未定期监测螺栓的保持情况,则连接的不稳定性会随着时间的推移而增加。
为了解决上述问题,本申请人开发了在WO2015/186029中描述的解决方案,该解决方案提供了一种铰接式连接系统,其中结构元件自动锁定,所述结构元件构成具有拱顶状构型的支护和加固定心装置并且大体类似于旨在经由定心装置本身加固的基坑部分的构型。由金属材料(诸如,例如建筑钢)制成的构成定心装置的结构元件利用可旋转连接(例如,借助于铰链)相互连接,以便从第一位置移动到第二位置,在所述第一位置中结构元件基本上一个折叠在另一个上,在所述第二位置中所述结构元件布置成以便形成定心装置的至少一个基本连续的部分。
在WO 2015/186029中描述的系统已被发现是有效的,但是具有限制其使用的特征。定心装置的最终位置并且特别是该定心装置的两个侧向支脚的最终位置没有被精确地限定,而且可能导致相邻的定心装置与基坑的拱顶的基部未完全对齐,从而导致所形成的隧道的壁的非均质化。此外,由基坑的壁施加到基坑基部附近的定心装置的推力即使未使定心装置的支脚的位置移动但也会使其变形,因此有必要通过维护隧道的操作来进行补救。
因此,人们认识到需要一种具有改进特征的定心装置,这构成了相对于上述已知定心装置的改进。
在基坑最终加固之前,由岩石结构所施加的负载会引起隧道断面发生变形,这导致一个或多个定心装置变形,包括显着变形。定心装置的变形会引致加强效率降低,并且可能给在基坑内正在施工作业的工人的安全性带来风险。
因此,需要监测在岩石壁将负载施加到定心装置上之后作用在该定心装置上的张力的状态,并且需要提供一种系统,使得这样的负载不会超过定心装置发生不可补救变形的点,如果超过该点,会导致该定心装置塌缩。
此外,还需要补偿由岩石结构施加的负载并且提供一种用于补偿定心装置长度的系统,以便释放作用在定心装置上的张力,以为了防止达到或超过可能导致定心装置发生不可补救的变形(甚至导致该定心装置塌缩)的负载水平。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点。
在上述目的的背景下,目标可以是获得用于支护和加固基坑的定心装置,所述定心装置允许在其结构元件之间获得快速且牢固的连接,以便当所述定心装置安装在基坑内部时尤为稳定。
在该目的的背景下,不同的目标可以是提供一种控制作用在基坑的加固定心装置上的张力的状态的方法,即,控制由基坑的壁施加到定心装置的推力的状态的方法。另一个目标可以是提供一种简单、经济、易于实施和使用(包括非专业操作员)的用于定心装置的监测和控制系统。不同的目标可以是提供可以补偿由基坑的壁所施加的推力的定心装置。另一目标可以是降低因基坑的壁施加到定心装置上并且可以随时间变化的负载而导致该定心装置发生变形,甚至塌缩的风险。另一目标可以是提供一种自动运行的补偿系统,特别是当作用在定心装置上的负载超过预定阈值而又无需对定心装置的状态施以持续控制,既无需操作人员,也无需借助于远程控制的电子系统进行持续控制。另一目标可以是提供一种针对施加到定心装置的推力的补偿系统,所述补偿系统简单、经济、易于实施并且不需要特定的维护或控制操作。
另一目标是获得相对经济且制造简单的定心装置。
另一目标是获得可以快速且自动安装的定心装置。
另一目标是获得在使用过程中具备安全性的定心装置。
这些目的以及其他目的和目标通过定心装置以及通过具有所附权利要求中阐述的特征的方法来实现。
描述了一种可以预组装的定心装置,并且该定心装置可以包括多个可移动的结构元件,所述可移动的结构元件以这样的方式连接至彼此:使得定心装置可以从安装之前的初始受限且紧凑的构型移动到基坑轮廓的最终支护和加固构型。
本发明的一个优点在于借助于所谓的“仰拱”或“支柱”区段,不仅可以对隧道的壁进行立即整体加固,而且还可以对隧道的基部进行立即整体加固,所述“仰拱”或“支柱”区段也形成了结构元件的一部分,所述结构元件以可移动的方式连接到彼此,以便当定心装置处于最终构型时能够被锁定就位,从而允许在相同的定位时间安装定心装置,由此即使不排除在任何情况下可以二次将支柱添加到定心装置,也可以克服连续安装步骤操作的需要。
根据第一方面,描述了一种用于支护和加固基坑的定心装置,所述定心装置可以包括两个或更多个结构元件。结构元件是细长的,因为所述结构元件的一个尺寸相对于限定该结构元件的横截面的其他两个尺寸大得多。结构元件可以连接至彼此。结构元件可以以可移动的方式连接至彼此。连接可以是这样的,使得定心装置可以从安装之前的预组装构型移动到最终安装构型。预组装构型可以至少部分地折叠。在最终构型中,结构元件可以相对于彼此锁定。结构元件可以利用结构连续性来锁定,即,抵抗由基坑的壁所施加的力,该结构元件可以像单个元件一样,或者也可以像用固定的连接构件(例如,螺栓等)锁定一样。结构元件可以被锁定在大体限定具有闭合几何轮廓的定心装置或具有拱形轮廓的定心装置的相互位置中。
根据不一定从属于或依赖于上文所指示内容的特定方面,结构元件可以安装成相对于彼此铰接式连接、铰链式连接或摆动。结构元件可以借助于包括铰链的连结构件连接至彼此。
根据不一定从属于或依赖于上文所指示内容的另一特定方面,用作支柱或仰拱的基部结构元件可以具有滑动地安装在不同结构元件上的端部,所述不同的结构元件相对于基坑成侧向。根据另一特定方面,定心装置可以包括至少三个结构元件,优选地至少四个或五个结构元件,优选地恰好三个或恰好四个或恰好五个结构元件。
根据不一定从属于或依赖于上文所指示内容的另一特定方面,用作支柱或仰拱的基部结构元件可以具有一个或两个端部连接件,用于在一个或两个座部中连接,所述座部构造在定心装置的侧向结构元件中的一个或两个侧向结构元件上。由此以拱形方式配置的定心装置可以最终安装在基坑中并且随后通过添加基部结构元件来完成该定心装置,所述基部结构元件产生支柱或仰拱并且允许定心装置的结构通过构造闭合几何轮廓而大体上封闭。根据一种变型,也可以在拱形定心装置(即,定心装置的将形成侧部和拱顶的元件)定位之后立即单独安装支柱或仰拱。可以快速、立即或单独地产生基部结构元件(即,支柱或仰拱)的连接,包括在相对于拱形定心装置结构的特定时间之后,包括由于端部连接件中的一个或两个端部连接件被构造为例如使用一个或两个球形接头定向的可能性,因此所述端部连接件不会经受拱形定心装置及其侧向结构元件相对于基部结构元件的安装平面的任何扭转或旋转。
根据不一定从属于或依赖于上文所指示内容的另一方面,描述了一种定心装置,在所述定心装置中用作支柱或仰拱的基部结构元件可以由两个不同部分构造而成。基部结构元件的两个部分可以铰接至定心装置的两个相应的侧向结构元件。基部结构元件的两个部分可以借助于连结构件连结至彼此。连结基部结构元件的两个部分的连结构件可以是卡扣配合类型,以为了由此获得定心装置的具有闭合几何轮廓的最终且不可逆构型。
根据不一定从属于或依赖于上文所指示内容的另一特定方面,描述了一种定心装置,在所述定心装置中,结构元件中的一个或多个结构元件可以被细分为两个或更多个区段,在这些区段之间可以插入对应的弹性接头。弹性接头允许通过弹性反应来吸收推力,随着时间的推移,所述推力可以由基坑的壁施加到定心装置。
根据不一定从属于或依赖于上文所指示内容的另一方面,描述了一种用于在基坑内部安装定心装置的方法。该方法可以包括提供定心装置的多个结构元件的步骤。该方法可以包括将结构元件连接至彼此以为了获得预组装的定心装置的步骤。该连接可以是可移动的连接。该方法可以包括在安装定心装置之前折叠该定心装置,优选地至少部分地折叠该定心装置的步骤。该方法可以包括在基坑内部运送定心装置的步骤,所述定心装置优选地处于被至少部分折叠的状态中。该方法可以包括以下步骤:将处于最终安装构型中的定心装置安装在这样的相互位置中,所述相互位置大体限定具有闭合几何轮廓或拱形轮廓的定心装置。优选地,本步骤中,结构元件可以相对于彼此锁定,优选地具有结构连续性。根据另一个方面,该方法可以使结构元件以不可逆的方式相对于彼此锁定。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的另一方面,描述了一种用于支护基坑的定心装置,所述定心装置可以包括两个或更多个结构元件。结构元件是细长的,因为它们的一个尺寸相对于限定该结构元件的横截面的其他两个尺寸大得多。结构元件在其范围方向上连续地连结,以为了限定基坑的壁的至少一个拱形支护部分。定心装置还可以包括至少一个控制装置,用于控制由基坑的壁施加到定心装置的推力。控制装置可以插入在两个相邻的结构元件之间。控制装置可以连接到至少一个压力传感器。在定心装置中使用传感器,所述传感器被配置成测量压力值,所述压力值代表由基坑的壁施加到定心装置的力。所配置的传感器可以是连接到控制装置的至少一个传感器。压力传感器测量流体的压力。该流体可以是不可压缩的流体,例如水。压力值可以代表在由基坑的壁对由这些相邻结构元件所限定的拱形部分施加推力之后由这些相邻结构元件施加到插入在所述相邻结构元件之间的监测和控制装置的力。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的特别有利的方面,插置在两个结构元件之间的控制装置可以包括至少一个液压推进器。液压推进器可以连接到加压流体源,并且可以被配置成在基坑的壁对结构元件施加推力之后借助于可以由压力传感器测量的液压以可调节的方式反作用于由结构元件施加到控制装置的力。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的另一特别有利的方面,液压推进器可以包括活塞,所述活塞可以连接到两个细长结构元件中的一个细长结构元件的一个端部。活塞可以在衬套内部以流体密封的方式滑动。衬套可以连接到两个细长结构元件中的另一细长结构元件的一个端部。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的不同的方面,定心装置可以包括至少两个、优选地四个或在任何情况下偶数个控制装置。这些控制装置可以相对于定心装置的竖直对称平面对称地布置。
根据不必从属于或依赖于上文所指示的另一方面,定心装置可以包括至少两个细长结构元件之间的连接接头。可以插置在两个细长结构元件之间的控制装置可以在一侧直接连接到连接接头。在另一侧,控制装置可以直接连接到两个细长结构元件中的一个细长结构元件的端部。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的另一方面,描述了一种用于控制由基坑的壁施加到上述类型的定心装置的推力的方法。更一般地,该方法可以用于限定阈值压力值。可以提供对由可以连接到控制装置的至少一个压力传感器测量的压力值的监测。如果测量的压力值超过阈值压力值,则可以提供激活控制信号。还可以规定,当验证该条件时,能够自动释放压力。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的不同方面,用于控制由基坑的壁所施加的推力的方法可以用于限定最小阈值压力值和最大阈值压力值。可以将定心装置安装在基坑的壁的后面,并且随后可以连续地或以预定间隔监测由可以连接到控制装置的至少一个压力传感器测量的压力值。因此,如果测量的压力值小于最小阈值压力值,则可以将加压流体供应到控制装置的液压推进器。如果测量的压力值超过最大阈值压力值,则可以启动流体从液压推进器的排放。
能够借助于定心装置和结合上述最显着特征的方法进行的控制对于验证基坑中的张力状态和通过控制施加到定心装置的推力以及时实施干预从而防止发生破坏性变形(其后果已在上面提到)尤为有效。
定心装置可以布置成以便被远程控制。为此,可以使用电子压力传感器,所述电子压力传感器例如经由有线或无线方式连接到本地电子控制单元。本地电子控制单元可以将消息发送到远程节点(诸如但不限于服务器、服务器集群、云服务),以便以远程方式立即控制所有定位的定心装置。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的另一方面,描述了一种用于基坑的支护定心装置,所述支护定心装置可以包括至少两个细长结构元件。这些结构元件可以就其范围而言连续地连结,以为了限定基坑的壁的至少一个支护拱部分。定心装置可以包括至少一个针对由基坑的壁施加的推力的补偿装置。补偿装置可以插置在定心装置的至少两个结构元件之间。就定心装置或者构成该定心装置的结构元件的范围而言,补偿装置可以在其伸展构型和缩小构型之间移动。至少一个可压缩构件可以布置在补偿装置中,所述可压缩构件能够对补偿装置从伸展构型向缩小构型的运动提供阻力。因此,补偿装置可以补偿由基坑的壁施加到定心装置的推力,而不存在经受显着变形的任何风险。通过使用各种可压缩构件来构造该补偿系统尤为简单且具有经济性,所述可压缩构件易于在市场上以低廉的价格获得并且/或者可以容易地构造而成。
例如,描述了可压缩构件可以是弹性可压缩构件。
补偿装置从伸展构型向缩小构型运动的阻力可以与其压缩程度成比例。可压缩构件的弹性允许吸收由基坑的壁施加到定心装置的推力,从而随着负载的增加逐渐缩小定心装置的伸展,与此同时利用反作用于压缩的弹性反作用力来支护基坑。
有利地,可压缩构件可以构造成完全或部分地由一种或多种弹性材料构造的棱柱形或圆柱形块体的形式。市场上可市售获得各种类型和具有不同特性的弹性材料,并且可以根据成本和/或期望的性能水平来选择所述弹性材料。优选地,可压缩构件可以完全或部分地由工程聚合物、橡胶或其他类型的材料构成。
根据不同的示例,所描述的可压缩构件可以是塑性可压缩或可塌缩构件。
可压缩构件可以反作用于补偿装置从伸展构型向缩小构型的运动,直到超过阈值压缩值,在此之外,该可压缩构件塑性变形或塌缩,由此以最小阻力反作用于补偿装置的运动。可压缩构件的塑性变形或塌缩允许构造一种“熔断器”,即,一种还可以在视觉上显示初始状态和最终状态的构件,可以清楚地区分所述初始状态和所述最终状态,以便提供操作指示。通过对补偿装置的状态实施周期性的控制可以提供基坑的壁随时间发生变形的指示,从而随着时间推移可以区分和标记仍然处于初始状态的补偿装置和已经被激活并且改变为最终状态的补偿装置。
有利地,可塌缩类型的可压缩构件可以由至少一根管构造而成,所述管布置在补偿装置中,以便承受轴向压缩负载,所述轴向压缩负载也称为“峰值负载”。已知的是,可以以合理的精度确定管对这种轴向压缩负载的抵抗,由此可以预先确定在作用在管上的峰值负载超过阈值时,补偿装置在管塌缩后的干预阈值。此外,在补偿装置中使用具有敏感元件功能的管是非常实用和具有经济性的。优选使用由钢制成的管。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的特定方面,描述了如何可以提供和处理可用于构造补偿装置中的敏感元件的管,以为了获得预定的抗峰值负载的阻力(即,抵抗“屈曲”的阻力)。为此,管可以包括以平行于管的轴线的方式沿着纵向方向的多个细长狭槽,所述细长狭槽可以构成该管相对于同一整体管的抗峰值负载的阻力的预定削弱部。
有利地,描述了狭槽如何可以在管的侧向壁上沿周向方向规则地分布。通过这种方式,保持了管相对于各个纵向轴线的特定的对称性,从而使管在超过阈值峰值负载值时以有序且可能对称的方式塌缩。
根据不必从属于或依赖于上文所指示内容的特定方面,描述了补偿装置如何包括伸缩组,在所述伸缩组中可以接收上面指出类型的一个或多个可压缩构件。该伸缩组也很容易在金属车间中制造,具有经济性且可靠。此外,接收在该伸缩组中的任何可压缩构件仍然受到保护,并且例如在将所述伸缩组安装在基坑中的过程中不会因为喷射在定心装置上的混凝土而被削弱或受到损害。
附图说明
从下面参考以非限制性示例的方式给出的附图对优选实施例的详细描述中将会认识到附加的特征和优点,在所述附图中:
-图1是基坑的横剖面的示意图,其中定位了结合本发明的元件的处于最终安装之前的构型中的定心装置的第一示例;
-图2是图1的基坑的相同横剖面的示意图,其中定心装置处于几乎最终构型中,这产生了基坑整个断面的整体支护,
-图3是定心装置的支脚的实施例的透视图;
-图4是定心装置的支脚的另一实施例的正视图;
-图5是按照图4中箭头V的侧视图;
-图6是定心装置的两个结构元件之间的铰接连接的示例的透视图;
-图7是沿图6的VII-VII线的平面的剖面;
-图8是定心装置的两个结构元件的两个非铰接端部之间的连接的示例的透视图,例如,支柱的端部和定心装置的侧向元件的端部之间的连接的示例的透视图;
-图9是处于连接构型的图8的连接的视图,其中定心装置的结构元件的两个端部相互锁定;
-图10是图8和图9的结构元件中的一个结构元件的端部(例如支柱的端部)的细节图;
-图11和图12分别是处于尚未连接构型和处于对应于图9的连接构型的连接构型中的图8和图9的两个结构元件之间的连接的两个步骤的侧视图;
-图13示出了定心装置的结构元件的两个区段之间的弹性接头的示例,所述弹性接头旨在随着时间的推移吸收和抵抗隧道壁的变形;
-图14是图13的弹性接头的纵向剖面;
-图15是定心装置的两个结构元件之间的铰接连接变型的透视图,其可用作图6的铰接连接的替代方案;
-图16和图17分别是处于图15的尚未连接构型和连接构型中的铰接连接的两种构型的侧视图;
-图18是处于连接构型的定心装置的两个结构元件之间的另一种铰接连接变型的透视图;
-图19是两个相邻定心装置之间的连接的示例的透视图,在该部分中也称为“链条”;
-图20是两个相邻定心装置之间的连接的另一示例的透视图,在该部分中也称为“链条”;
-图21是结合了本发明的元件的定心装置的另一示例的示意性正视图,该定心装置实现了基坑的整个断面的整体支护;
-图22是图21的定心装置的两个结构元件之间的连接的透视图,例如,下支柱的端部和侧向结构元件的端部之间的连接的透视图;
-图23是图22的两个结构元件之一的端部的透视图,例如下支柱的端部的透视图;
-图24是图21的定心装置的两个结构元件之间的连接的变型的透视图,例如,下支柱的端部和侧向结构元件的端部之间的连接的变型的透视图;
-图25是结合了本发明的元件的定心装置的另一示例的示意性正视图,该定心装置实现了基坑的整个断面的整体支护;
-图26是图1的定心装置的区段的放大比例的透视图,包括在液压控制和调节推进器旁边的铰接接头;
-图27是图26的液压控制推进器的纵向剖面;
-图28是基坑的横剖面的示意图,其中定位了图2所示的定心装置的变型;
-图29是以部分剖开以示出其内部的方式的图28的定心装置的剖面的放大比例的透视图,包括位于针对由基坑的壁施加的推力的补偿装置旁边的铰接接头;和
-图30是也以部分剖开以显示其内部的方式的类似于图29的透视图,其示出了针对由基坑的壁施加的推力的补偿装置的另一实施例。
具体实施方式
在以下实施例中,描述了允许实施本发明的特征。所描述的特征可以以各种方式相互组合,并且不一定限于附图和相关描述所参考的精确实施例。换句话说,阅读以下描述的本领域技术人员将了解如何获得有用信息,以为了了解如何通过将其与所描述的其他特征中的一个或多个其他特征相组合来实现所描述的特征中的一个或多个,而说明书、段落、短语或附图的特定表述并不限制将所描述和说明的一个或多个特征分离出来以为了与所描述和说明的其他特征中的任意一个相组合的可能性。更详细地说,在本说明书中,明确描述的任何两个特征的任何组合必须被理解为被明确描述,包括如果这些特征是从特定上下文中单独提取的,在所述上下文中它们可以与其他不同特征并列或组合,同时考虑到领域技术人员的能力和知识,他们理解在功能上组合这些特征而同时又无需在功能上提供其他不同特征的可能性。除非另有说明,否则本说明书中所描述和说明的每个和任何元件、构件、手段、系统、部件、对象都必须被理解为单独地描述并且能够自主地修改而且能够与所描述和说明的每个以及任何其他元件、构件、手段、系统、部件、对象分离和/或组合。所描述和说明的材料、形式和功能并不限制本发明,而只是为了让本领域技术人员能够理解并且根据优选但非排他性的实施例实施本发明。
现在参考图1和图2,示意性地示出了基坑S的横剖面,例如道路隧道或铁路隧道的剖面。基坑包括拱顶V和基部F。基部F可以由旨在支护定心装置结构的两个侧向平面区域M和形成所谓的“仰拱”的中央拱形区域C构成。
在基坑S内部,示出了结合本发明各方面的支护和加固定心装置10。图1示出了处于最终安装之前的构型中的定心装置10。
图2示出了定心装置10,其构型类似于最终安装,除了侧向支脚的最终伸出之外。特别地,在图2中,定心装置10完全伸展,以便占据并且支护基坑S的整个周向发展部。然而,本发明的原理同样适用于任何类型的定心装置,包括具有开放拱或倒U形的构型的开放类型。定心装置的侧向支脚中的一个侧向支脚,特别是图2中左侧所示的支脚已经伸出,以便移动成抵靠在左侧上的对应侧向平面区域M上。然而,图2右侧所示的定心装置的支脚仍然处于缩回位置。在图2右侧上的定心装置的支脚的伸出被支撑在右侧上对应的侧向平面区域M上之后,也获得了用于支护基坑S的断面的定心装置的定位的最终构型。
定心装置10由多个结构元件形成,例如四个结构元件11、12、13、14。结构元件11、12、13、14优选地由金属材料制成,例如建筑钢(铁430等)。根据优选实施例,每个结构元件11、12、13、14均由主体形成,所述主体由具有开口横截面的型材构成,例如H形或C形或双T形,例如,欧洲标准型材(诸如HEA、HEB、HEM、IPE等)。然而,不排除结构元件11、12、13、14中的一个或多个结构元件由不同型材构造而成,所述不同型材例如是具有圆形、椭圆形、正方形、矩形截面等的管状型材。特别地,不排除形成定心装置10的基部(或“仰拱”)的结构元件14的截面与其他结构元件11、12、13的截面不同,所述其他结构元件形成定心装置10的侧部和顶部并且优选地(即使不一定)具有彼此相同的轮廓。
定心装置10具有相对于对称平面P基本对称的拱顶状或拱状构型。定心装置10可以由多个结构元件形成,例如四个结构元件:第一侧向结构元件11、中央结构元件12(也称为上部或顶部结构元件并且连接到第一侧向结构元件11)、连接到中央结构元件12的第二侧向结构元件13、以及底部或基部结构元件14(其也称为“支柱”并且连接至第二侧向结构元件)。三个结构元件11、12、13形成定心装置10的侧部和顶部。底部处的仰拱可以由一个或多个结构元件所限定,例如由单个结构元件14限定,或者如下面参考图25所示由两个结构元件14a、14b所限定。在图2所示的实际上最终构型中,定心装置10的对称拱顶状构型大体再现了基坑部分S的断面,所述基坑部分的断面旨在经由定心装置本身来加固。
图中所示的定心装置10包括第一侧向结构元件11、连接到第一侧向结构元件11的中央结构元件12、连接到中央结构元件12的第二侧向结构元件13、以及连接到第二侧向结构元件13的底部结构元件14。如图所示,第一侧向结构元件11和第二侧向结构元件13按照相对于定心装置10的对称平面P基本成镜面的位置布置。换句话说,在定心装置10的该示例性构型中,第一侧向结构元件11和第二侧向结构元件13是定心装置10的侧向结构元件。中央结构元件12和底部结构元件14优选地在相对于与第一结构元件11和第二侧向结构元件13交叉的水平面T对置的两侧处在第一侧向结构元件11和第二侧向结构元件13之间相对于同一对称平面对称地发展。在定心装置10的示例中,中央结构元件12是上部结构元件(也称为上部或顶部结构元件),而底部结构元件14是下部结构元件(也称为基部或“仰拱”结构元件)。
第一侧向结构元件11具有第一端部111,所述第一端部可操作地连接至中央结构元件12的第一端部121。经由第一连结构件151实现第一侧向结构元件11的第一端部111与中央结构元件12的第一端部121之间的连接。在第一侧向结构元件11的第二端部112附近,设置有定心装置10的第一支承元件161,所述第一支承元件结合并且限定了定心装置的支脚。
与第一侧向结构元件11类似,第二侧向结构元件13具有第一端部131,所述第一端部可操作地连接到中央结构元件12的第二端部122。经由第二连结构件152实现第二侧向结构元件13的第一端部131与中央结构元件12的第二端部122之间的连接。在第二侧向结构元件13的第二端部132附近,设置有用于定心装置10的第二支承元件162,所述第二支承元件结合并且限定定心装置的另一个支脚。
第二侧向元件13的第二端部132可操作地连接到底部结构元件14的第一端部141。经由第三连结构件153实现第二侧向结构元件13的第二端部132与底部结构元件14的第一端部141之间的连接。
基部结构元件14具有第二端部142,所述第二端部旨在在安装期间在图2所示的定心装置10的最终构型中连接在第一侧向结构元件11的第二端部112处。经由第四连结构件154实现基部结构元件14的第二端部142和第一侧向结构元件11的第二端部112之间的连接。
有利地,第一连结构件151、第二连结构件152和/或第三连结构件152是可移动连结构件并且包括例如铰接式、摆动式或可旋转连接,在适用但不是必须的情况下,连结构件可以被最终且不可逆地锁定在图2所示的定心装置的最终构型中。在未示出的一些变型中,连结构件可以是固定的并且可以包括例如带螺栓凸缘的连接。
优选地,第一连结构件151、第二连结构件152和/或第三连结构件152是铰链。因此,借助于这些连结构件连接的结构元件可以从定心装置10的第一安装位置(如图1所示)移动到定心装置10的第二最终位置(如图2所示),在所述第一安装位置中,结构元件基本上一个折叠在另一个上,在所述定心装置的第二最终位置中,结构元件布置成以便形成定心装置的至少一个基本连续部分。以优选但非限制性的方式,在定心装置10的安装构型中,基部结构元件14的第二端部142以滑动地连接到第一侧向结构元件11的主体这样的方式构造而成。以这种方式,在图1所示的呈折叠安装形式的定心装置10的结构元件之间也获得了组装的连续性。由此,特别容易且有利地在基坑S内部运送呈安装构型的围绕其自身折叠的定心装置10,其中结构元件11、12、13、14连续地连结在一起,而且所述结构元件的任何端部都不会自由地变化。
一般而言,在图2所示的定心装置的最终或实际上最终形式中,当从前面观察时,结构元件11、12、13、14形成闭合图形。在该构型中,第一支承元件161和第二支承元件162从定心装置10的闭合图形向外且侧向地突出,即,两个支脚。支承元件161、162优选地可以伸出并且可以伸出可调整的量以被支承在地面上,特别地支承在基坑S的相应侧向平面区域M上。如图2所示,在定心装置10的最终构型中,图中左侧的支承元件161是细长的并且被支承在地面上,而图中右侧的支承元件162示出为处于在伸出以被支承在地面上之前的缩回位置中。
图3示出了支承元件161或支承元件162中的一个支承元件的实施例,即,定心装置10的支脚中的一个支脚的实施例。支承元件161或支承元件162包括固定结构16和可移动结构17,所述可移动结构以相对于固定结构16可伸出的方式安装。固定结构16固定到对应的侧向结构元件11或侧向结构元件13,优选地固定在侧向结构元件的第二端部112或第二端部132附近。固定结构16可以借助于已知类型的任何系统,例如借助于焊接或利用螺栓或铆钉或该类型的其他连接构件固定到侧向结构元件11或侧向结构元件13。固定结构16优选但不一定由与侧向结构元件11或侧向结构元件13相同的金属材料制成,诸如,例如建筑钢(Fe430等)。优选地,固定结构16由具有开放横截面的型材构成,例如,H形或C形或双T形,例如欧洲标准型材(如HEA、HEB、HEM、IPE等)。优选地,固定结构16由其截面和尺寸与侧向结构元件11或侧向结构元件13的轮廓截面和尺寸相同的型材构造而成,如在图3的示例中可以清楚看见的那样。
可移动结构17可以优选地由管状体构成,所述管状体例如具有正方形或矩形截面,并且在任何情况下该可移动结构均被配置和定尺寸为以便相对于固定体16线性滑动,优选地可伸缩地滑动,但没有任何旋转的可能性。在可移动结构17的旨在被支承在地面上的下端部处固定有支承板18。支承板18的尺寸大于可移动结构17的截面,以为了形成支承基座,所述支承基座的扩展范围足以将重量分布在基坑S的侧向平面区域M的相对较大的表面上。支承板18优选地主要朝向定心装置10的内部延伸,即,朝向结构元件11或结构元件13的各自的端部112或端部132延伸,在所述端部112或端部132处所述支承板形成翼状件19。将优选地为平面金属片的一些加强件20(也称为连接板)固定,优选地焊接在支承板18和可移动结构17之间,以为了加强这两个元件之间的连接并且加强支承板18。
从图1所示的安装构型或参考图2中右侧的支脚,可移动结构17可以相对于固定结构16伸出直至参考图2中左侧的支脚示出的最终构型。可移动结构17的伸出可以利用正向运动来实现,同时防止向后运动的可能性,即,支脚被缩短。为此,可以有利地设置棘轮21,所述棘轮包括例如具有锯齿的齿条22。在齿条22的齿中,定向有充当闩锁的柔性金属舌片23的端部23a。齿条22可以通过例如焊接或螺钉固定到可移动结构16的一侧。金属舌片23的另一端部23b可以固定到可移动结构17的上部分。
图4和图5示出了定心装置10的支承元件中的一个支承元件的另一实施例。在这种情况下,支承元件161’或支承元件162’包括结构25,所述结构以围绕水平旋转轴线摆动的方式借助于销26铰链式连接在侧向结构元件11或侧向结构元件13上。结构25优选地但不是必须地由与侧向结构元件11或侧向结构元件13相同的金属材料制成,所述金属材料诸如为建筑钢(Fe430等)。结构25包括通过横梁27连接的两面壁25a、25b。每面壁25a、25b均包括两个分支28a、28b,所述分支从销26的铰链式连接区域延伸直至圆弧状元件29。在圆弧状元件29中的一个或两个圆弧状元件的最外侧边缘处具有锯齿的齿装置30有助于棘轮31的构造。用作闩锁并且固定到结构元件11或结构元件13的柔性金属舌片32的端部被引导到齿装置30中。
从图4中用虚线描绘的安装构型来看,结构25可以围绕销26的水平轴线旋转直至图4中用实线示出的最终构型。由于棘轮31的存在,允许结构25的旋转为正向运动(即,沿图4中的顺时针方向),同时防止沿图4中的逆时针方向向后运动的可能性。
有利地,用于连接结构元件11、12、13、14的连结构件151、152、153可以包括与至少一个弹性构件相关联的至少一个接合元件。连结构件151、152、153的弹性构件允许在安装定心装置期间在最终位置中构造卡扣配合连结。卡扣配合连接确定每个结构元件相对于相邻结构元件的精确相对位置,以便构造出具有这样几何和尺寸构型的定心装置,所述几何和尺寸构型基本上按照预期预先确定并且稳定而且抵抗由基坑S的壁施加到所述定心装置上的推力。
图6和图7示出了连结构件151的示例,其也类似地适用于以铰接方式将结构元件11、12、13、14连接至彼此的其他连结构件152和/或153之一,如上所述。
图6和图7所示的连结构件151包括两个部分151a、151b,所述两个部分例如借助于销40铰链式连接至彼此并且固定到结构元件11的待连接的端部111和结构元件12的待连接的端部121中的一个和另一个端部。第一部分151a包括两面壁42a、42b,所述两面壁通过底壁43与两个带钻孔的延伸件44连结,销40插入所述两个带钻孔的延伸件中。第一部分151a具有大致U形或矩形盒状截面,如图7所示。第二部分151b可以被接收在第一部分151a中。第二部分151b可以借助于从结构元件12的端部121突出的管状延伸件48构造而成。管状延伸件48优选地具有带有两面侧向壁49a、49b的正方形或四边形截面,在图6和图7所示的最终构型中,所述两面侧向壁位于第一部分151a的壁42a、42b的内表面旁边。
两个相应的孔50形成在第一部分151a的壁42a、42b中,所述两个相应的孔在图6和图7所示的最终构型中与形成在管状延伸件48的侧向壁49a、49b中的两个对应的孔51对准。两个栓钉52穿过这些孔50、51,所述两个栓钉被接收在管状延伸件48内部并且被容纳在导管55中的弹簧54向外推压。最初,当定心装置10处于图1的安装构型时,可以例如借助于两块薄金属板(未示出)将栓钉52保持在第二部分151b内,所述两块薄金属板在外部焊接至两面侧向壁49a、49b,以便覆盖孔51。通过将第二部分151b推入第一部分151a内,保持栓钉52的金属板被从壁42a、42b上扯下,使得由弹簧54向外推动的栓钉52最初移动成抵靠在壁42a、42b的内表面上,并且随后通过两个部分151a、151b继续相对旋转而使所述栓钉与壁42a、42b中的孔50相接合,从而利用卡扣配合并且以基本上不可逆的方式将结构元件11、12最终锁定在定心装置10的最终构型中。
用于将基部结构元件14连接到第一侧向结构元件11的连结构件154还可以包括与至少一个弹性构件相关联的至少一个接合元件。该弹性构件允许在安装定心装置期间在最终位置中构造卡扣配合连结。卡扣配合连接确定了基部结构元件14相对于相邻侧向结构元件的精确相对位置,以便构造具有这样几何和尺寸构型的定心装置,所述几何和尺寸构型基本按预期预先确定并且是稳定的且抵抗由基坑S的壁施加到该定心装置的推力。
如图8所示,用于将基部结构元件14连接到第一侧向结构元件11的连结构件154的示例包括分别固定到结构元件11的待连接的端部112和结构元件14的待连接的端部142中的一个和另一个端部的两个部分154a、154b。第一部分154a包括由底壁63连结的两面相对的壁62。优选地同轴对准的两个相应的孔64形成在壁62中。因此,一般来说,第一部分154a具有U形横截面。如图9所示,其示出了处于连接状态的连结构件154,两个凹陷部61从壁62向内突出。
第二部分154b可以被接收在第一部分154a中。还可以在图10中看到,所述图10仅示出了当从相对于图8的视图的相对侧观察时的第二部分154b,第二部分154b可以包括从结构元件14的端部142突出的两面相对的壁66。壁66由端壁65连结,所述端壁固定至基部结构元件14的端部142。优选地同轴对准的两个相应的孔67形成在壁66中。接合体68安装在两面壁66之间。接合体68包括两面壁69。上壁72连结两面壁69。在与上壁72相对的一侧处,两面壁具有拱形边缘69a,如图11和图12中清晰所示。两个相应的孔70形成在壁69中,所述两个相应的孔优选地轴向对准并且其中的每一个孔均与形成在面向壁69的相应壁66中的孔67轴向对准。在孔70周围的区域中,壁69包括具有较大厚度的部分71,所述较大厚度的部分限定台阶部73,在图9所示的连接位置中,连结构件154的第一部分154a的凹陷部61移动抵靠在所述台阶部上,以便防止该第一部分移动分开并且防止与第二部分154b脱离。
两个栓钉77穿过孔70,所述两个栓钉被接收在接合体68内部并且被弹簧74向外推压,所述弹簧可以以优选但非限制性的方式容纳在导管75中,其方式基本上类似于上面已经参照连接构件151看到的方式。
最初,当定心装置10处于图1的安装构型中时,可以例如借助于在外部焊接到两面壁69的两块薄金属板76将栓钉77保持在接合体68内部,以便覆盖孔70。通过将第二部分154b推入第一部分154a内部,保持栓钉77的金属板76以使得由弹簧74向外推动的栓钉77最初移动成抵靠在第一部分154a的壁62的内表面上这样的方式被从壁69上扯下,并且随后通过将第二部分154b继续插入到第一部分154a中,所述栓钉与壁62中的孔64相接合,从而利用卡扣配合以及以基本不可逆的方式最终将结构元件11、14锁定在定心装置10的最终构型中。可以经由通过第二部分154b的壁66中的孔67目视检查栓钉77处于壁62中的孔64中的正确接合位置来控制抵达图9和图11中示出的该最终位置。
如上所述,基部结构元件14可以滑动地连接到侧向结构元件11,然后进入图9的阻挡构型。图11和图12以侧视图示出了由这两个结构元件在借助于连结构件154锁定的状态下在达到最终构型之前和之后不久所占据的两个位置。在附图的示例中,侧向结构元件11由包括两个平面部分80、81的H形梁构成,所述两个平面部分通过中央腹板82连接。可选地,可以将两个钉84固定至第二部分154b的壁66,所述两个钉向内突出并且保持接合在构成侧向结构元件11的梁的平面部分81的下方。壁69的拱形边缘69a替代地在平面部分8的外表面上滑动。以这种方式,平面部分81充当基部结构元件14的端部142并且特别是连结构件154的第二部分154b的一种线性引导件。因此,第二部分154b可以在平面部分81上滑动,与此同时定心装置10从安装构型移动到图12所示的最终构型。钉84的可选存在有助于防止第二部分154b在平面部分81上滑动,而不存在任何从平面部分移开的风险。
图13和图14示出了弹性接头90的示例,所述弹性接头可以插置在定心装置10的结构元件11、12、13和/或结构元件14的两个区段之间。具体地,通过使用一个或多个弹性接头90允许通过弹性反作用来吸收推力,随着时间的推移,所述推力可以由基坑S的壁施加到定心装置10上。弹性接头90可以被引入到结构元件11、12、13、14中的一个或多个结构元件中,即使所述弹性接头更优选地被预先引入到中央结构元件12和/或两个侧向结构元件11、13中。多个弹性接头90也可以被引入到结构元件中的一个或多个结构元件中。
以中央结构元件12作为非限制性示例(如上所述,可以参照其他结构元件进行类似的考虑),在所述中央结构元件的两个部分12a、12b之间插入弹性接头90,所述弹性接头包括两个部分90a、90b。两个部分90a、90b沿着纵向轴线以滑动方式,优选地以伸缩方式连接至彼此,并且优选地阻止围绕该纵向轴线的相互旋转。两个部分90a、90b优选地呈两个圆柱形套筒的形式,所述两个圆柱形套筒一个插入另一个的内部。为了阻止部分90a、90b相互旋转,可以设置至少一个接合在对应狭槽92中的钉91。优选地设置一对钉91,所述一对钉优选地沿着直径方向相对地布置并且一对钉中的每一个钉均接合在对应的狭槽92中。至少一个钉91可以安装在最外侧的套筒90b上,同时至少一个狭槽92形成在最内侧的套筒90a上,如图13中所示。被支承抵靠在套筒90a、90b的相应端壁94a、94b上的第一弹簧93插入到套筒90a、90b的内部。比第一弹簧93短的第二弹簧95安装在管状壳体96内,所述管状壳体固定到套筒90a、90b的两个端壁94a、94b中的一个端壁。在弹性接头90的伸出状态下,该伸出状态通常对应于刚刚安装在基坑S中的定心装置10的最终构型,第一弹簧93被支承抵靠在套筒90a、90b的相应端壁94a、94b上并且一旦中央结构元件12的两个部分12a、12b在基坑S的壁将压缩推力施加到定心装置10之后而朝向彼此移动,该第一弹簧就被压缩。随着压缩逐渐增强,端壁94a、94b一起移动,从而压缩第一弹簧93,所述第一弹簧施加越来越大的弹性力。如果压缩进一步增强,则两面壁94a、94b一起移动直至使得第二弹簧95也起作用,所述第二弹簧的弹性推力被添加到第一弹簧93的推力,以便支承由基坑S的壁施加在定心装置10上的更大的压缩推力。
图15示出了连结构件180的透视图,作为图6所示的连结构件的替代方案,所述连结构件可以用作定心装置的两个结构元件之间的铰接式连接变型。因此,连结构件180可以用于连接定心装置10的结构元件11、12、13和/或结构元件14。在图中,例如采用了侧向结构元件11和中央结构元件12之间的铰接式连接。在侧向结构元件11的第一端部111处,固定有横向板181,一对相互平行的外壁182从所述横向板正交地突出。类似地,在中央结构元件12的第一端部121处固定有横向板183,一对相互平行的内壁184从所述横向板正交地突出。内壁184相互间隔开,以便插入外壁182之间。以这种方式,每面内壁184的外表面均位于对应外壁182的内表面旁边。销185横向延伸穿过外壁182和内壁184两者,用于铰接式连结侧向结构元件11和中央结构元件12。一方面,销185可以具有扩大的头部,另一方面,该销可以通过已知器件(例如开口销、弹性环和其他众所周知的系统)固定就位。
连结构件180的弹性阻挡构件固定至两个结构元件之一,例如固定至图15的非限制性示例中的中央结构元件12,所述弹性阻挡构件用于将结构元件锁定在定心装置10的最终位置中。在图15的示例中,弹性元件由金属板186形成,所述金属板在一侧例如通过焊接固定至两个结构元件之一,在该示例中固定至中央结构元件12。
如图16所示,在连结构件180的非阻挡安装构型中,板186被强制弯曲,以使得自由端部压在连结构件180的外壁182上。具体地,由于往往采取平面构型的板186的弹性,两个端齿187压靠在外壁182的边缘182’上。在外壁182的边缘182’中形成有两个相应的凹口188,在侧向结构元件11和中央结构元件12相互旋转之后,齿187将以卡扣配合的方式接合在所述凹口中,从而将连结构件180锁定在图17所示的定心装置10的最终构型中。
图18示出了连结构件190的透视图,作为图6或图15中所示的连结构件的替代方案,所述连结构件可以用作定心装置的两个结构元件之间的铰接式连接的变型。连结构件190因此可以用于连接定心装置10的结构元件11、12、13和/或结构元件14。连结构件190包括第一横向板191,所述第一横向板固定到定心装置10的结构元件的端部。两面相互平行的外壁192从第一板191正交地突出。连结构件190包括第二横向板193,所述第二横向板固定到定心装置10的另一结构元件的端部。两面相互平行的内壁194从第二板193正交地突出。内壁194彼此间隔开,以便插入两面外壁192之间。以这种方式,每面内壁194的外表面位于对应外壁192的内表面旁边。销195横向延伸穿过外壁192和内壁194,用于铰接式连结两个结构元件,第一板191和第二板193被固定到所述两个结构元件。一方面,销195可以具有扩大的头部,另一方面,所述销可以通过已知的器件(例如开口销、弹性环和其他众所周知的系统)固定就位。
在外壁192和内壁194中形成有通孔196,优选地但以非限制性的方式,每面壁中四个通孔196。每面外壁192中的孔196均与每面内壁194中的孔轴向对准,所述内壁中的孔仅在由连结构件190连接的结构元件的最终构型中相邻。该位置对应于图18中所示的位置。在该位置中,每面壁192、194中的对准孔196由对应的栓钉197接合,所述栓钉被弹簧198向外推压,所述弹簧插入管199中,所述管安装在两面内壁194之间,这类似于上面参照安装在基部结构元件的端部处并且在图7中示出的卡扣配合锁所看到的那样。为了防止栓钉197将连结构件190锁定在与图18所示的最终位置不同的角度位置,每个壁中的四个孔196各个均布置成与由销195所限定的外壁192和内壁194的相互旋转的中心相距不同的径向距离。以这种方式,在内壁和外壁的任何相互角度位置均不是最终位置时,接收在内壁194中的孔196中的栓钉197撞击外壁192的内表面。只有当连结构件190达到最终构型时,内壁和外壁中的孔196才变得同轴对准,并且销197在弹簧198的推力作用下可以与外壁192中的对应孔196相接合,从而阻止固定到连结构件190的结构元件相互旋转。
定心装置10借助于连接构件(在本领域中也称为“链条”)就地连接至彼此。图19示出了定心装置10和相邻定心装置10’之间的连接构件200的示例。连接构件200包括杆201,所述杆的一端202固定到定心装置10。在定心装置10上设置有例如壳体203,杆201的被销、钉或螺栓204阻挡的端部202插入所述壳体中。杆201从定心装置10沿大致横向方向突出,并且在具有折叠区段205的另一侧处终止,所述折叠区段旨在插入固定到另一定心装置10’的孔眼206中。折叠区段205设置有弹性锁定构件207,所述弹性锁定构件以卡扣配合的方式将所述折叠区段锁定在孔眼206中,从而防止其向后运动离开。弹性锁定构件207例如由柔性金属舌片形成,所述柔性金属舌片以箭头的形式固定到折叠区段205的端部,如图19示意性清晰所示。
图20示出了定心装置10和相邻定心装置10’之间的连接构件400的另一示例。连接构件400包括杆401,例如但以非限制性方式,所述杆是如图所示的四边形管状杆。杆401在其一端402处以摆动方式固定至定心装置10。为此,可以在定心装置10上设置例如两面壁403,杆401的端部402插入在所述两面壁之间,所述杆的端部被销、钉或螺栓404穿过。杆401沿大致横向方向从定心装置10突出,并且在另一侧处终止于钩状区段405,所述钩状区段旨在插入狭槽406中,所述狭槽固定到另一定心装置10’。钩状区段405设有端齿407,所述端齿以卡扣配合的方式锁定在摆动板408上,所述摆动板由弹簧409推动,为清楚起见,参照处于设置有用于与前述定心装置相接合的类似狭槽的状态中的定心装置10在图中示出了所述弹簧。金属板410沿着与端齿407插入狭槽406中的方向相反的方向推动杆401。
为了使定心装置10与定心装置10’相接合,杆401的钩状区段405被推入狭槽406中,从而反作用于由金属片410施加到杆401的推力。端齿407升高反作用于弹簧409的推力的摆动板408,直到越过端齿407时摆动板408卡扣配合在端齿407的下方,由此将钩状区段405锁定在狭槽406中。金属片410作用在杆401上的推力确保保持定心装置10和定心装置10’之间的连接。
图21示出了定心装置210的变型,所述定心装置与上述定心装置的不同之处在于,基部结构元件214最初与侧向结构元件211、213分离,并且仅在该侧向结构元件已经采取基本上最终构型之后才固定至所述侧向结构元件上。侧向结构元件211、213以与先前描述的方式类似的方式经由连结构件151、152铰接到中央结构元件212。借助于接合在座部221中的端部连接件220固定基部结构元件214,所述座部形成在侧向结构元件211、213中并且位于支承元件161、162附近。
图22更详细地示出了设置有端部连接件220的基部结构元件214的端部214’与侧向结构元件(例如,侧向结构元件211)的连接的示例。侧向结构元件211的端部配置成限定端部连接件220的座部221。具体地,座部221包括两面侧向壁222。相对于横向轴线轴向对准的两个相应通孔223形成在侧向壁222中。在侧向壁222的端部处,设置有两个相应的翻返唇缘224,所述翻返唇缘限定凹口225。
也在图23中示出的端部连接件220包括从基部结构元件214的端部214’突出的颈部228。球形接头229固定到颈部228。球形接头的球形件230承载两个相对的栓钉231,所述栓钉被接收在球形件230内部的弹簧(不可见)向外推动。球形接头229允许补偿结构元件211并且特别是座部221相对于基部结构元件214的旋转和扭转。在端部连接件220被锁定在座部221中的锁定构型中,颈部228插入凹口225中,并且栓钉231以卡扣配合的方式插入侧向壁222中的通孔223中。端部连接件220和座部221的结构以基本上镜面的方式在结构元件214的另一端处重复,用于连接到另一侧向结构元件213。
图24更详细地示出了设置有端部连接件240的基部结构元件214的端部214’与侧向结构元件(例如,侧向结构元件211)的连接的另一示例。侧向结构元件211的端部配置成限定端部连接件240的座部241。座部241包括两面侧向壁242。在侧向壁242中形成有两个相应的通孔243,所述两个相应的通孔相对于横向轴线轴向对准。侧向壁242具有端部边缘244,所述端部边缘优选地被配置成以便相对于侧向结构元件211的最终位置基本上竖直。端部连接件240包括板245,所述板限定与侧向壁242的端部边缘244基本平行定向的两个表面246。由壁248连接的两面壁247从板245正交地突出。在与壁248相对的一侧,壁具有拱形边缘247a,所述拱形边缘有利于在侧向结构元件211的上部分上滑动,这类似于上面关于图11和图12中所示的连接构件所看到的那样。沿着横向轴线轴向对准的两个孔249形成在壁247中。在孔249中插入两个对应的栓钉250,所述栓钉被布置在壁247内的弹簧251向外推动。在端部连接件240与座部241相接合之前,栓钉250由一次性板或杆252保持,当壁247被引入到壁242内部时,所述一次性板或杆被移除或丢弃。在该引入之后,栓钉250自由地与孔243相接合并且从而锁定连接。有利地,壁242的边缘244在表面246上的滑动动作,优选地沿竖直方向的滑动动作显着地促进连接并且使连接容易、经济且易于生产和付诸实践。
当然,图22、图23和图24中所示的连接可以同样适用于如图1所示基部结构元件在一侧铰接至侧向结构元件的情况,或者适用于其中所述基部结构元件与所述侧向结构元件分离的情况,如图21的情况。在一种情况中,这涉及在基部结构元件的单个端部或两个端部处产生连接。
图25示出了定心装置310的变型,该定心装置与上述定心装置的不同之处在于基部结构元件14被分成两个部分14a、14b。在图25所示的示例中,基部结构元件14的两个部分14a、14b均以铰接方式连接至侧向结构元件11的第二端部112和侧向结构元件13的第二端部132。因此,在图25所示的示例中,存在四个铰接式连结构件151、152、153、153’,而基部结构元件14的两个部分14a、14b可以借助于与上文参照图8和图12所描述和所示出的连结构件基本相同的连结构件353连接。替代地,两个部分14a、14b可以借助于连结构件连接至彼此,所述连结构件与参照图21和图22描述和所示的连结构件基本相同。当然,不排除可以以任何其他方式,例如利用传统的螺栓连接系统实现两个部分14a、14b的连接。图25示出了定心装置310,所述定心装置处于结构元件折叠的安装构型和用于支护基坑S的壁的最终开放构型中。
现在参考图26和图27,可以沿着定心装置10的发展布置一个或多个监测和控制装置。优选地,定心装置10可以包括这些监测和控制装置中的多于一个的监测和控制装置。优选地,监测和控制装置可以相对于对称平面P对称地布置。优选地,但以非限制性方式,监测和控制装置可以布置为邻近定心装置10的结构元件之间的连结构件中的一个或多个连结构件。图26和图27中所示的这些装置的实施例是具有布置在定心装置结构元件的两个区段之间的液压推进器的装置。
图26示出了定心装置10的细节,其示出了监测和控制装置416,所述监测和控制装置能够插置在连结构件152’和结构元件中的一个结构元件的端部(例如结构元件13的端部131)之间。在与监测和控制装置416相对的一侧处,连结构件152’固定到另一结构元件,例如固定到结构元件12。连结构件152’可以包括一对壁418,所述一对壁固定到结构元件12的端部。两面壁418借助于铰链420铰接至连结构件的锁定机构422。壁418中形成有两个孔,在所述两个孔中锁定机构的两个相应的钉或销424被弹性构件(未示出)向外推动。锁定机构422具有用于连接到相邻结构元件的凸缘425或者在如图26所示的情况,所述凸缘直接连接到监测和控制装置416。当然,例如,遵循已经引用的WO 2015/186029的教导,大量变型可以用于构造两个结构元件12、13之间的连结构件152’。
图26的监测和控制装置416采用液压推进器的形式,如在图27的纵截面中可以更好地看出。活塞430固定到结构元件13的端部417。活塞430包括圆柱形构件432,所述圆柱形构件优选地为中空的并且由其直径略大于圆柱形构件432的直径的头部434封闭。在活塞的外表面上,以滑动方式安装密封环436。密封环436包括凸缘部分437,所述凸缘部分固定至衬套440的端部处的凸缘438,活塞430在所述衬套中滑动。凸缘437、438具有正方形形式或者在任何情况下具有除了圆形形式之外的形式,以为了以形状贴合的方式连接至盖442,所述盖具有正方形的横截面或者在任何情况下所述盖的横截面都类似于凸缘437、438的横截面。盖442以这样的方式固定到结构元件13的端部417:使得关于凸缘437、438的形状配合连接防止活塞430和衬套440围绕纵向轴线X-X的相互旋转,从而防止定心装置的固定到液压推进器的两个头部的结构元件相互旋转。液压推进器的有用行程,即,活塞430在衬套440中的行程可以根据设计要求、定心装置10的尺寸、安装在定心装置上的液压推进器的总数以及基坑S的特征而变化,所述基坑的特征例如为正在挖掘的基坑的岩石的地貌特征。举例来说,在用于加固道路或铁路隧道的基坑的定心装置中所使用的液压推进器的合理有用行程估计约为200mm。
在衬套440和活塞430之间限定有腔室444,所述腔室经由管446与喷嘴448连通,用于连接到液压回路450,以为了向液压推进器供应加压流体,例如水。测量液压推进器中的流体压力的压力计452插入液压回路450中,如图27示意性地示出。阀454允许将加压流体,例如水供应到腔室444内或者相反地从腔室444中移除流体,从而导致元件12、13缩短并且一起运动,由此改变定心装置的总直径。当然,可以提供液压回路450及其部件的变型,例如作为压力计452的附加方案或代替方案通过提供压力传感器,以便将压力数据传输到电子系统,例如,数据处理中心或服务器。阀454又可以是电磁阀,所述电磁阀例如由处理压力数据的同一电子系统控制。
图28示出了定心装置10”,所述定心装置是上面示出和描述的定心装置10的变型。相同的附图标记对应于与之前描述的元件相同的元件,并且为了简洁起见,将不再赘述。
沿着定心装置10”的发展针对由基坑的壁所施加的推力布置一个或多个补偿装置516。这些补偿装置可以是弹性接头,例如上述类型以及图13和图14所示的弹性接头,所述弹性接头可以插入在定心装置的结构元件的两个区段之间。使用一个或多个弹性接头允许通过弹性反作用来吸收推力,随着时间的推移,所述推力可以由基坑的壁施加到定心装置。
优选地,定心装置10”包括这些补偿装置中的多于一个补偿装置。优选地,补偿装置516相对于对称平面P对称地布置。以一种优选但非限制性的方式,补偿装置516布置为邻近定心装置10”的结构元件之间的连结构件151、152、153、154中的一个或多个连结构件。图28至图30中所示的这些补偿装置516的实施例是布置在定心装置的结构元件的两个区段之间的可压缩构件中的一个可压缩构件。
补偿装置516通常包括沿纵向方向(即,沿定心装置10”的结构元件的伸展方向)的一个或多个可压缩元件,所述可压缩元件允许缩短定心装置的纵向伸展并且减小或消除由基坑S施加到该定心装置上的力。在下文的示例中示出的可压缩元件可以包括一个或多个可弹性或塑性压缩的元件。在弹性可压缩性的情况下,补偿装置在由周围的岩壁施加到定心装置的负载的作用下逐渐缩短,从而反作用于与缩短成比例的弹性力。然而,在塑性可压缩性的情况下,补偿装置不可逆地屈服,当负载达到预定阈值时,所述补偿装置在由岩壁施加到定心装置的负载的作用下塌缩。当然,补偿装置可以具有组合的弹性/塑性行为或在某一负载值之前基本具有弹性,但超过该负载值则变为基本塑性的行为。
图29示出了定心装置10”的细节,其示出了补偿装置516’的第一示例,所述补偿装置能够以基本弹性或弹性/塑性方式压缩。
补偿装置516’插置在连结构件153和结构元件之一(例如结构元件14)的端部之间。连结构件153包括锁定机构522的两个相对的钉或销524,所述钉或销被弹性构件(未示出)向外推动。在图29所示的情况下,钉或销524被两个捕获件520(例如,两个杆,所述两个杆焊接到锁定机构522的主体并且当一对壁(未示出)与锁定机构522相接合时移除所述两个杆)保持在缩回位置,所述两个捕获件固定至定心装置的结构元件的一个端部并且其中形成有两个孔,两个钉或销524接合在所述两个孔中。锁定机构522具有用于连接到相邻结构元件的结构525,或者在如图29所示的情况中,所述结构直接连接到补偿装置516’。当然,如上所述,就在定心装置的两个结构元件之间构造连结构件153而言可以存在多种变型,例如,所述变型可以是铰接类型并且在任何情况下可以是遵循已经引用的WO 2015/186029的教导构造的类型。
图29的补偿装置516’呈可压缩构件的形式,特别是基本上弹性方式的可压缩构件。优选地,可压缩构件具有棱柱形式,特别是平行六面体或圆柱形并且形成可压缩块体530,例如由具有所需弹性特性的工业聚合物制成。这种可压缩块体530被接收在伸缩组531中。伸缩组531具体地包括固定至结构525的管状体532。固定至结构元件14的端部的推压构件534可以在管状体532中伸缩地滑动。管状体532和推压构件534优选地具有多边形横截面,例如正方形,这防止所述管状体和所述推压构件围绕平行于伸缩滑动的方向的纵向轴线相互旋转。可压缩块体530在一侧被支撑抵靠在管状体532的基部536上,而在另一侧被支撑抵靠在推压构件534的头部538上。在未示出的变型中,推压构件不具有任何头部而且也是管状的,并且可压缩块体530被支撑抵靠在推压构件的基部上。
形成在管状体532的基部536上的突出部540可以接合在可压缩块体530中的相关座部中,以为了保持其相对于管状体532居中。为此,还可以设置多于一个的突出部,所述突出部与可压缩块体530的端部中的一个端部或两个端部相接合。
图30示出了补偿装置的一种变型,其整体用516”表示。相同的附图标记对应于图29和图30中的相同元件。伸缩组551包括第一管状构件552,第二管状构件554可以在所述第一管状构件中伸缩地滑动。在伸缩组551内部布置有可塌缩构件560,所述可塌缩构件形成为以便超过预定负载时屈服,从而缩小可塌缩构件的自身长度,所述预定负载施加到所述可塌缩构件的分别被支承在第一管状构件552的基部552a和第二管状构件554的基部554a上的两个相对端部上。第二管状构件的基部554a向外延伸形成凸缘556,当伸缩组551达到伸缩组的最小伸展构型时,所述凸缘充当第一管状构件552的边缘558的抵接部。
可塌缩构件560由管561形成,所述管优选地由钢制成。在可塌缩构件的侧向壁上形成有多个沿纵向方向伸长且与管561的轴线平行的狭槽562。狭槽562在管561的侧向壁上周向规则地分布并且构成管561的抗峰值负载阻力的预定弱化部。
当定心装置10”以结构元件连接至彼此的方式被布置在定心装置的最终构型中而且被喷射的预涂混凝土覆盖时,补偿装置516处于最小压缩的构型。如果基坑S的岩壁使定心装置10”承受负载,则一个或多个补偿装置516的反应是根据构造和所使用的材料发生弹性和/或塑性压缩。
在图29的补偿装置516’的示例中,可压缩块体530被示出为处于最小压缩的构型中,其中伸缩组531处于伸展构型中。当连接到补偿装置516’的端部的结构元件上的负载增大时,管状构件532和推压构件534在它们之间压缩可压缩块体530,所述可压缩块体弹性变短,从而允许伸缩组531缩短,由此减小定心装置10”在其纵向范围方向上的伸展。
在图30的补偿装置516”的示例中,管561示出为处于最小压缩的构型中,其中伸缩组551处于伸展构型中。当超过管561端部上的给定压缩值时,侧向壁位于狭槽562之间的部分完全或部分塌缩,从而导致管561缩短并且因此导致可以达到最小伸展的构型的伸缩组551缩短,其中第一管状构件552的边缘558移动成抵靠在第二管状构件554的凸缘556上。
上述定心装置,无论是图1、图21、图25还是图28中所示的类型均以其中结构元件被折叠成呈紧凑构型的构型运送到基坑S的现场,所述紧凑构型在包含结构元件的平面中的范围小于基坑S的截面的范围。如果定心装置没有任何基部结构元件,如图21的示例所示,所述基部结构元件则可以与定心装置210一起被运送到基坑S的现场或者在定心装置210的定位和最终安装之后提供该基部结构元件。在图1的定心装置10的情况下,以基部结构元件14的第二端部部分142远离侧向结构元件11的第二端部部112的方式进行运送和安装。
定心装置161、162的支承元件优选地被升高。因此,运送很容易进行,并且构成定心装置的元件已经被提供用于在最终构型中正确定位。
当定心装置处于基坑S内部提供的位置时,中央结构元件被升高,使得其他结构元件在铰接接头处旋转,以为了进入开放构型,例如如图2所示。在中央结构元件布置在基坑的上壁的区域中时,与中央结构元件相邻的侧向结构元件位于基坑的侧向壁旁边。基部结构元件,无论其是如图1的示例中的一件式的还是如图25的示例中的两件式都被降低直到被布置在基坑的基部的区域中。
如果如图1的示例那样基部结构元件滑动地固定至侧向结构元件,则有助于基部结构元件14的降低。在该位置,可以将基部结构元件14的第二端部连接至侧向结构元件11的第二端部,以便稳定定心装置的整体结构连续性。通过促使定心装置的侧向结构元件彼此远离,能够有助于基部结构元件14的降低。相反,在必要时,通过向下推动基部结构元件14,可以向侧向结构元件施加不断扩大的推力。类似地,图25的示例中的基部结构元件14的两个部分14a、14b的连接或者在图21的示例中基部元件214插入两个侧向结构元件的下端之间也会对两个侧向结构元件产生不断扩大的推力。
在相对旋转结束时,结构元件借助于上述连结构件固定在安装位置。卡扣配合连结构件的构造确保结构元件牢固地保持在用于完整安装所需的预定位置,而不会出现一个结构构件靠近另一结构构件的风险。支承元件侧向布置并且相对于基坑的侧向壁较低,并且伸出或旋转直到所述支承元件接触地面为止。因此,定心装置的安装快速且基本上自动地进行。
然后,每个定心装置借助于被称为“链条”的连接构件连接到相邻的定心装置,连接构件的两个示例已经参照图19和图20进行了描述。连接构件被构造成优选地允许将一个定心装置自动连接到另一定心装置。
如果提供了上面参考图26和图27通过示例的方式描述的监测和控制装置416中的一个或多个监测和控制装置,则当定心装置10布置在其最终构型中,其中结构元件连接至彼此并且被喷射的预涂混凝土覆盖时,监测和控制装置416允许检查基坑S的支护条件以及对可能使定心装置10承受过大负载的岩壁的任何变形做出反应。以上述液压推进器为例,首先经由单独的液压回路450向每个推进器的腔室444供应加压流体,例如水。液压推进器的致动引起定心装置10的周向伸展,从而这将压靠在基坑S的壁上。当流体的压力达到预定水平时,中断向液压推进器供应流体。
在适用的情况下使用电子系统持续监测液压推进器中的压力。如果基坑的壁承受这样的变形以致压在定心装置10上,则由压力计452测量的压力值增加。在该值达到临界极限之前,可以对定心装置的液压推进器进行干预,以为了恢复基坑S的正确且安全的支护条件,从而防止定心装置变形到有塌缩危险的程度。事实上,可以打开阀454以为了从腔室444排出少量流体。以这种方式,推进器缩短,直到其用于减小由基坑S的壁施加到定心装置的压力。实际中,对定心装置半径稍加修改,以适应基坑断面的限制。以这种方式,安全支护定心装置10的功能得以恢复。
可以布置定心装置以便远程控制。为此,可以使用电子压力传感器,所述电子压力传感器例如经由有线或无线方式连接到本地电子控制单元。本地电子控制单元可以将消息传输到远程节点,所述远程节点例如但以非限制性方式为服务器、服务器集群、云服务,以便立即控制被以远程方式定位的所有定心装置。
当然,在不改变所要求保护的发明构思的前提下,可以具有关于上述内容的变型。例如,在定心装置的某些构型中,根据基坑的地质构造,侧向支护构件可能不是必需的,即,定心装置的支脚,或者可能只需要使用侧向支护构件中的一个而不是两个侧向支护构件。
本发明的主要发明构思不取决于用于结构元件的横截面的轮廓类型。尽管上面已经提到具有开放横截面的型材是优选的,但是不排除本发明可以与管状型材一起使用,用所述管状型材来完全或部分地构造定心装置和/或定心装置的结构元件中的一个或多个结构元件的整体轮廓。一般而言,在任何情况下都可以对定心装置的不同部分使用不同的轮廓,不排除对结构元件的部分也使用不同轮廓的可能性,其中开放和/或封闭/管状轮廓(例如,通过上述的弹性接头或补偿装置)相互分离。
当然,在本发明的原理保持不变的情况下,实施例的形式和构造的细节可以相对于所描述和图示的那些进行广泛地改变,而不会因此脱离本发明的范围。

Claims (30)

1.一种用于支护和加固基坑的定心装置,所述定心装置包括多个可移动结构元件(11,12,13,14),所述多个可移动结构元件以使得所述定心装置能够从安装之前至少部分折叠的预组装构型移动到最终安装构型这样的方式连接至彼此,在所述最终安装构型中,所述结构元件相对于彼此锁定在大体限定至少以拱形方式形成的定心装置的相互位置中。
2.根据权利要求1所述的定心装置,其特征在于,所述结构元件以结构连续性相对于彼此锁定在大体限定具有闭合几何轮廓的定心装置的相互位置中,所述具有闭合几何轮廓的定心装置包括由作为支柱或仰拱的结构元件在底部形成有闭合拱形轮廓的定心装置。
3.根据权利要求1或2所述的定心装置,其特征在于,所述结构元件被安装成以便借助于铰链铰接至彼此。
4.根据前述权利要求中任一项所述的定心装置,其特征在于,作为支柱或仰拱的结构元件具有滑动地安装在所述定心装置的另一不同结构元件上的端部。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的定心装置,其特征在于,用作支柱或仰拱的结构元件具有用于连接在座部中的两个端部连接件,所述座部构造在所述定心装置的两个相对的侧向结构元件中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的定心装置,其特征在于,用作支柱或仰拱的结构元件包括:两个部分,所述两个部分分别铰接至两个侧向结构元件;连结构件,所述连结构件设置成为了连结所述定心装置的处于所述最终安装构型中的所述两个部分。
7.根据前述权利要求中任一项所述的定心装置,所述定心装置包括至少三个结构元件或至少四个结构元件或至少五个结构元件。
8.一种用于支护和加固基坑的定心装置,所述定心装置包括至少两个细长结构元件(11,12,13,14),在细长结构元件的范围方向上连续地连结所述至少两个细长结构元件,以为了限定所述基坑(S)的壁的支护拱的至少一个部分,所述定心装置(10”)还包括针对由所述基坑的所述壁所施加的推力的至少一个补偿装置(90,516),补偿装置(516)可以沿着所述结构元件的所述范围方向在所述补偿装置的伸展构型和所述补偿装置的缩小构型之间移动,至少一个可压缩构件(530,560)设置在所述补偿装置中,以为了对所述补偿装置(516)从所述伸展构型向所述缩小构型的运动提供阻力。
9.根据前述权利要求中任一项所述的定心装置,所述定心装置包括针对由所述基坑(S)的所述壁所施加的所述推力的至少一个补偿装置(90,516),所述补偿装置插置在所述同一结构元件的两个区段之间或两个连续结构元件之间。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的定心装置,其特征在于,所述补偿装置(516)包括伸缩组(531,551),所述至少一个可压缩构件(530,560)被接收在所述伸缩组中。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的定心装置,其特征在于,所述可压缩构件是弹性可压缩构件,所述弹性可压缩构件对所述补偿装置(516)从所述伸展构型向所述缩小构型的所述运动的阻力与所述弹性可压缩构件的压缩程度成比例。
12.根据权利要求11所述的定心装置,其特征在于,所述可压缩构件是棱柱形或圆柱形块体(530),所述棱柱形或圆柱形块体是能够弹性压缩的并且由弹性材料、优选地工业聚合物制成。
13.根据权利要求11所述的定心装置,其特征在于,所述可压缩构件包括至少一个弹簧(93,95)。
14.根据权利要求13所述的定心装置,所述定心装置包括第一弹簧(93)和第二弹簧(95),所述第二弹簧(95)用于达到施加到所述第一弹簧(93)的预定压缩,以为了将两个所述弹簧(93,95)的弹性推力加在一起,以便支承由所述基坑(S)的所述壁施加在所述定心装置(10)上的更大的压缩推力。
15.根据权利要求8至10中任一项所述的定心装置,其特征在于,所述可压缩构件是塑性可压缩构件或可塌缩构件,所述塑性可压缩构件或可塌缩构件反作用于所述补偿装置(516)从所述伸展构型向所述缩小构型的所述运动,直到超过阈值压缩值,超过所述阈值压缩值,所述塑性可压缩构件或可塌缩构件发生塑性变形或塌缩,从而对所述补偿装置(516)的所述运动提供最小的阻力。
16.根据权利要求15所述的定心装置,其特征在于,所述可压缩构件是布置在所述补偿装置(16)中以便承受轴向压缩负载的管。
17.根据权利要求16所述的定心装置,其特征在于,所述管(561)包括多条狭槽(562),所述狭槽以平行于所述管(561)的轴线的方式沿着纵向方向伸长并且构成所述管(561)的抗峰值负载阻力的预定弱化部。
18.根据权利要求17所述的支护定心装置,其特征在于,所述狭槽(562)周向规则地分布在所述管(561)的所述侧向壁上。
19.一种用于支护和加固基坑的定心装置,所述定心装置包括至少两个细长结构元件(11,12,13,14),在细长结构元件的范围方向上连续地连结所述至少两个细长结构元件,以为了限定所述基坑(S)的壁的支护拱的至少一个部分,所述定心装置(10)还包括针对由所述基坑的所述壁所施加的推力的至少一个控制装置(416),所述控制装置(416)连接到至少一个压力传感器(452),所述压力传感器被配置成测量压力值,所述压力值代表在由所述基坑的所述壁向所述拱部分施加所述推力之后由所述结构元件向所述监测和控制装置(416)所施加的力。
20.根据前述权利要求中任一项所述的定心装置,所述定心装置包括针对由所述基坑(S)的所述壁所施加的所述推力的至少一个控制装置(416),所述控制装置(416)插置在所述同一结构元件的两个区段之间或者两个连续结构元件之间。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的定心装置,其特征在于,所述监测和控制装置(416)包括液压推进器,所述液压推进器连接至加压流体源并且构造成借助于由所述压力传感器(452)测量的液压以能够调节的方式反作用于由所述结构元件中的元件施加到所述控制装置(416)的力。
22.根据权利要求21所述的定心装置,其特征在于,所述液压推进器包括活塞(430),所述活塞连接到所述细长结构元件(13)中的一个细长结构元件的端部或细长结构元件的一部分并且能够以流体密封的方式在衬套(430)内部滑动,所述衬套连接至另一细长结构元件(12)的端部或者所述细长结构元件(13)中的一个细长结构元件的另一部分。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的定心装置,所述定心装置包括至少两个控制装置(416),优选为四个或偶数个控制装置,所述控制装置相对于所述定心装置(10)的竖直对称面(P)对称地布置。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的定心装置,所述定心装置包括位于至少两个细长结构元件(12,13)之间的连接接头(415),所述控制装置(416)在一侧直接连接到所述连接接头(415)并且在另一侧直接连接到所述两个细长结构元件(13)中的一个细长结构元件的端部。
25.一种用于将根据前述权利要求中任一项所述的定心装置安装在基坑(S)内的方法,所述方法包括以下步骤:
-提供定心装置(10)的多个结构元件(11,12,13,14);
-将所述结构元件可移动地连接至彼此,以为了获得预组装的定心装置;
-在安装所述定心装置之前至少部分地折叠所述定心装置;
-在所述基坑内部运送至少部分折叠的所述定心装置;
-将所述定心装置安装在最终安装构型中,将相对于彼此具有结构连续性的所述结构元件锁定在大体限定拱形定心装置的相互位置中。
26.根据权利要求25所述的方法,所述方法包括最后步骤:将相对于彼此具有结构连续性的所述结构元件锁定在大体限定具有闭合几何轮廓的定心装置的相互位置中。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的方法,其特征在于,所述结构元件以不可逆的方式相对于彼此锁定。
28.一种用于控制由基坑的壁施加到根据权利要求19至24中任一项所述的定心装置的推力的方法,所述方法包括以下步骤:
-限定阈值压力值;
-监测由连接到所述控制装置(416)的所述至少一个压力传感器(452)测量的压力值;
-如果所述测量的压力值超过所述阈值压力值,则激活控制信号。
29.一种用于控制由基坑的壁施加到根据权利要求21或权利要求22所述的定心装置的推力的方法,所述方法包括以下步骤:
-限定最小阈值压力值和最大阈值压力值;
-将所述定心装置安装在所述基坑的所述壁的后方;
-连续地或以预定间隔监测由连接到所述控制装置(416)的所述至少一个压力传感器(452)测量的所述压力值;
-如果所述测量的压力值小于所述最小阈值压力值,则将加压流体供应到所述控制装置(416)的所述液压推进器;
-如果所述测量的压力值超过所述最大阈值压力值,则启动从所述液压推进器排放流体。
30.根据权利要求28或权利要求29所述的方法,其特征在于,所述压力值被传输到远程节点,用于远程控制由所述基坑的所述壁施加到一个或多个定心装置的所述推力。
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