CN208201917U - 一种轴向位移补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种轴向位移补偿装置，涉及地下工程施工设备技术领域。针对现有钢格构式形式的临时支撑柱存在形变不易控制、施工效率低下问题。它包括外套筒，其底端固定于临时支撑柱的顶部；内套筒组件，通过多组卡扣件嵌设于外套筒内腔；所述内套筒组件包括，内套筒，其外径与外套筒的内径相匹配，内套筒嵌设于外套筒内腔，内套筒内腔设有内螺纹；承压板，其固接于内套筒的顶部；螺杆，其外壁设有与内套筒的内螺纹相匹配的外螺纹，且螺杆与内套筒螺纹连接；转盘，其固接于螺杆底部，及动力系统，其固定于转盘，用于驱动螺杆旋转。

Description

一种轴向位移补偿装置

技术领域

本实用新型涉及地下工程施工设备技术领域，特别涉及一种轴向位移补偿装置。

背景技术

暗挖法即不开挖地面，而是利用施工通道在地下开挖、支护、衬砌的方式修筑地下工程的施工方法，其中，利用临时支撑柱对结构顶板进行临时支护是较为常见的施工工艺，安全牢固的临时支撑柱可以确保周边结构受力稳定，方便施工人员进行土体开挖及旧支撑拆除等施工工序。

然而，临时支撑柱作为一种暂时性受力结构，在结构柱施工完毕后需进行拆除，故为方便拆除考虑，往往采用钢格构柱形式的临时支撑柱，钢格构柱设计方法明确，施工简单快捷，但存在以下不足：

1、相比混凝土支撑，钢格构柱抗压刚度小，在外界荷载发生一定变化时，钢格构柱会发生明显形变，不利于周边结构的位移控制；

2、钢格构柱温度效应显著，热胀冷缩明显，一旦外界温度发生显著变化，钢格构柱会对两端土体施加或减少较大应力；

3、需要搭建人工平台高位实施钢格构柱拆除施工，工作效率低。

发明内容

针对现有钢格构式形式的临时支撑柱存在形变不易控制、施工效率低下的问题。本实用新型的目的是提供一种轴向位移补偿装置，由外套筒及嵌设于其内腔的内套筒组件构成，通过控制内套筒组件的提升或下降，能够弥补现有临时支撑柱由于荷载变化、温度变化等各类因素导致的长度变化不易控制的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轴向位移补偿装置包括：

一外套筒，其底端固定于临时支撑柱的顶部；

一内套筒组件，通过多组卡扣件嵌设于所述外套筒内腔，使得所述内套筒组件仅能沿所述外套筒轴线竖向滑动；

所述内套筒组件包括，

一内套筒，所述内套筒的外径与所述外套筒的内径相匹配，所述内套筒嵌设于所述外套筒内腔，所述内套筒内腔设有内螺纹；

一承压板，其固接于所述内套筒的顶部；

一螺杆，其外壁设有与所述内套筒的内螺纹相匹配的外螺纹，且所述螺杆与所述内套筒螺纹连接；

一转盘，其固接于所述螺杆底部，且所述转盘的外径大于所述内套筒内径并小于所述外套筒内径；以及，

动力系统，其固定于所述转盘，用于驱动所述螺杆旋转。

优选的，所述卡扣件至少为两组，每组所述卡扣件包括相配合的凸条和凹槽，所述凸条或凹槽均布于所述外套筒内壁或所述内套管外壁。

优选的，所述凹槽和凸条的横截面可为矩形、三角形或半圆形。

优选的，所述动力系统包括电机、电源及信号接收器，所述电源分别与所述电机、所述信号接收器连接，所述信号接收器与所述电机信号连接，所述电机的转轴与所述螺杆固接。

优选的，所述电源为蓄电池。

优选的，它还包括垂直固接于所述外套筒底部的底座，所述底座螺栓连接于所述临时支撑柱的顶部。

优选的，它还包括设置于所述外套筒外壁的水准标靶。

本实用新型的效果在于：本实用新型的轴向位移补偿装置，它包括外套筒及嵌设于其内腔的内套筒组件，内套筒组件由螺纹连接的内套筒及螺杆组成，在动力系统的推动下，螺杆带动内套筒旋转，由于外套筒与内套筒之间通过多组卡扣件竖向卡接，对内套筒起到了水平限位的作用，因此，内套筒仅能够沿外套筒轴线上、下滑动，通过控制内套筒组件的提升或下降，能够弥补现有临时支撑柱由于荷载变化、温度变化等各类因素导致的长度变化不易控制的不足；由于临时支撑柱顶部通过轴向位移补偿装置与结构顶板相抵而非连接，轴向位移补偿装置的内套筒组件下降后，拆除临时支撑柱无需进行高位施工，只需要拆除底部螺栓即能快速安全地拆除整个临时支撑柱；另外，轴向位移补偿装置是螺栓连接于临时支撑柱上，其体型较小，不易损坏，拆装方便，提高了后期拆撑的工作效率，而且拆除后的轴向位移补偿装置可以反复使用，降低了施工成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的轴向位移补偿装置的外套筒和内套筒组件的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本实用新型一实施例的轴向位移补偿装置中螺杆的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的轴向位移补偿装置安装于临时支撑柱上的示意图。

图中标号如下：

钢格构柱1；外套筒10；底座11；凹槽12；

内套筒20；承压板21；凸条22；螺杆24；转盘25；电机26；电源27；信号接收器28。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本实用新型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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本实用新型技术方案的限制。

结合图1至图4说明本实用新型的轴向位移补偿装置，本实施例提及的临时支撑柱仍以钢格构柱1为例进行说明，轴向位移补偿装置包括一外套筒10，其底端固定于钢格构柱1的顶部，且外套筒10与钢格构柱1同轴；一内套筒组件，通过多组卡扣件嵌设于外套筒10内腔，使得内套筒组件仅能够沿外套筒1 0轴线竖向滑动；所述内套筒组件包括，内套筒20，内套筒20的外径与外套筒 10的内径相匹配，内套筒20嵌设于外套筒10内腔，内套筒20内腔设有内螺纹；承压板21，其固接于内套筒20的顶部；螺杆24，其外壁设有与内套筒20的内螺纹相匹配的外螺纹，且螺杆24与内套筒20螺纹连接；转盘25，其固接于螺杆24底部，且转盘25的外径大于内套筒20内径并小于外套筒10内径；动力系统，固定于转盘25，用于驱动螺杆24旋转。本实施例的外套筒10及内套筒20均由钢材制成，外套筒10外径为20～25cm，内径为16～21cm，高度为40cm，内套筒20高度为30cm，螺杆24高度25～30cm，内、外套筒10、承压板21及转盘25的厚度均为3cm。

本实用新型的轴向位移补偿装置，它包括外套筒10及嵌设于其内腔的内套筒组件，内套筒组件由螺纹连接的内套筒20及螺杆24组成，在动力系统的推动下，螺杆24带动内套筒20旋转，由于外套筒10与内套筒20之间通过多组卡扣件竖向卡接，对内套筒20起到了水平限位的作用，因此，内套筒20仅能够沿外套筒10轴线上、下滑动，通过控制内套筒组件的提升或下降，能够弥补现有临时支撑柱由于荷载变化、温度变化等各类因素导致的长度变化不易控制的不足；由于临时支撑柱顶部通过轴向位移补偿装置与结构顶板相抵而非连接，轴向位移补偿装置的内套筒组件下降后，拆除临时支撑柱无需进行高位施工，只需要拆除底部螺栓即能快速安全地拆除整个临时支撑柱；另外，轴向位移补偿装置是螺栓连接于临时支撑柱上，其体型较小，不易损坏，拆装方便，提高了后期拆撑的工作效率，而且拆除后的轴向位移补偿装置可以反复使用，降低了施工成本。

如图2所示，卡扣件至少为两组，每组卡扣件包括相配合的凸条22和凹槽 12，凸条22或凹槽12均布于外套筒10内壁或内套管外壁，本实施例设置四组卡扣件，分别在外套筒10内壁均布四个凹槽12，在内套筒20外壁均布四个凸条22，使得内套筒20能够嵌设并卡扣于外套筒10内腔，达到限制内套筒20水平位移的目的，本实施例仅是一个示例，也可在外套筒10内壁设置凸条22，在内套筒20外壁设置凹槽12，均可实现本实用新型的技术方案。

上述凹槽12和凸条22的横截面可为矩形、三角形或半圆形等，本实施例优选半圆形，且半圆形的直径为2cm，采用横截面呈半圆形的凹槽12和凸条22，两者之间的摩擦力更小，有利于外套筒10与内套筒20之间的相对滑动。

如图3和图4所示，动力系统包括电机26、电源27及信号接收器28，电源27分别与电机26、信号接收器28连接，信号接收器28与电机26信号连接，电机26的转轴与螺杆24固接，信号接收器28接收施工人员发出的控制指令并转换为电信号，进而驱动螺杆24转动，信号接收器28可安装于转盘25，也可设置于轴向位移补偿装置之外，此处不作限定。

上述电源27优选小型蓄电池，体积小质量轻，便于安装于转盘25。

请继续参考图1，轴向位移补偿装置还包括垂直固接于外套筒10底部的底座11，底座11边缘均布四个螺栓孔，底座11螺栓连接于钢格构柱1的顶部，底座11的设置不但增强了外套筒10的结构强度，还更便于外套筒10与钢格构柱1的连接。本实施例的底座11采用外径为35cm～40cm，厚度为3cm的圆柱形钢构件制成。

另外，轴向位移补偿装置还包括设置于外套筒10外壁的水准标靶(图中未示出)，便于施工人员监测轴向位移补偿装置的高程。

下面结合图4说明本实用新型轴向位移补偿装置的使用方法：

安装步骤：准备轴向位移补偿装置并使其内套筒组件下降至外套筒10内腔，在结构顶板下方搭建钢格构柱1，在钢格构柱1顶部与结构顶板之间预留40～6 0cm的间距，将轴向位移补偿装置竖向放置于钢格构柱1顶部，利用角钢将轴向位移补偿装置螺栓连接于钢格构柱1顶部，并在外套筒10外壁粘贴水准标靶，施工人员发送控制指令将轴向位移补偿装置的内套筒组件提升至结构顶板，使承压板21上表面与结构顶板下表面相抵。

调节步骤：用水准仪测量轴向位移补偿装置的水准标靶，记录初始高程，施工过程中再次利用水准仪测量轴向位移补偿装置水准标靶的高程，并与初始高程进行比较，如果前后两次高程出现较大变化则需调节轴向位移补偿装置，施工人员发送控制信号遥控轴向位移补偿装置的内套筒组件提升或下降，测量轴向位移补偿装置的水准标靶的高程是否达到预计高程，达到则调节结束，未达到则继续调节。

拆除步骤：控制轴向位移补偿装置的内套筒组件下降，使得内套筒组件进入外套筒10内腔，松开钢格构柱1与轴向位移补偿装置之间的螺栓连接，拆除轴向位移补偿装置。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。

Claims (7)

1.一种轴向位移补偿装置，其特征在于，包括：

一外套筒，其底端固定于临时支撑柱的顶部；

一内套筒组件，通过多组卡扣件嵌设于所述外套筒内腔，使得所述内套筒组件仅能沿所述外套筒轴线竖向滑动；

所述内套筒组件包括，

一内套筒，所述内套筒的外径与所述外套筒的内径相匹配，所述内套筒嵌设于所述外套筒内腔，所述内套筒内腔设有内螺纹；

一承压板，其固接于所述内套筒的顶部；

一螺杆，其外壁设有与所述内套筒的内螺纹相匹配的外螺纹，且所述螺杆与所述内套筒螺纹连接；

一转盘，其固接于所述螺杆底部，且所述转盘的外径大于所述内套筒内径并小于所述外套筒内径；以及，

动力系统，其固定于所述转盘，用于驱动所述螺杆旋转。

2.根据权利要求1所述的轴向位移补偿装置，其特征在于：所述卡扣件至少为两组，每组所述卡扣件包括相配合的凸条和凹槽，所述凸条或凹槽均布于所述外套筒内壁或所述内套管外壁。

3.根据权利要求2所述的轴向位移补偿装置，其特征在于：所述凹槽和凸条的横截面可为矩形、三角形或半圆形。

4.根据权利要求1所述的轴向位移补偿装置，其特征在于：所述动力系统包括电机、电源及信号接收器，所述电源分别与所述电机、所述信号接收器连接，所述信号接收器与所述电机信号连接，所述电机的转轴与所述螺杆固接。

5.根据权利要求4所述的轴向位移补偿装置，其特征在于：所述电源为蓄电池。

6.根据权利要求1所述的轴向位移补偿装置，其特征在于：还包括垂直固接于所述外套筒底部的底座，所述底座螺栓连接于所述临时支撑柱的顶部。

7.根据权利要求1所述的轴向位移补偿装置，其特征在于：还包括设置于所述外套筒外壁的水准标靶。