CN209923997U - 支撑轴力伺服系统 - Google Patents

Abstract

支撑轴力伺服系统,钢支撑(1)前端连接支撑头(3)，支撑头(3)采用分离式结构，支撑头(3)内轴向安装千斤顶(2)，千斤顶(2)与数控泵站(4)通过液压管线连接，同时，数控泵站(4)与主机(5)和控制室(6)无线通讯连接。支撑头采用与千斤顶分离的双机械锁自锁装置。螺纹机械锁位于千斤顶的两侧。系统失效可能性减小。安全冗余度高于市场同类产品。泵站实施无线传输分布式结构；很好的控制了基坑的侧向变形。泵站分布均衡，液压管路布设合理，更大限度地减少液压管路长度；便于安装，不易损坏，系统可靠性强。避免数据线路损坏影响其他油路的风险。

Description

支撑轴力伺服系统

技术领域

本实用新型涉及应用于基坑施工中地连墙结构压力监测和维护装置的结构改进技术，尤其是支撑轴力伺服系统。

背景技术

钢支撑轴力作为基坑监测的重要项目之一,其作用主要是分析受力变化,及时采取措施。对于基坑，选择部分典型支撑进行轴力变化观测，以掌握支撑系统的正常受力。按照施工设计图纸要求，测点布置于基坑各主测断面钢支撑端部，在同一竖直面内每道支撑均应布设测点，上下保持一致。

传统钢支撑支护方案存在的问题包括：

1)、钢支撑在受到地连墙挤压时无法保证轴力的稳定，需要人工进行逐个测量，在轴力不足时需要打入钢楔块进行补偿，耗时又费力。

2)、钢支撑补偿具有滞后性，补偿时地连墙的位移无法得到控制。

3)、市场同类产品，液压泵不断输出液压油，当压力超过系统设定值时，多余油液通过比例溢流阀控制重新流回油箱。电磁比例溢流阀在施工环境中易于损坏，从而导致系统失效。

4)、市场同类产品，机械锁均位于千斤顶上，当千斤顶出现损坏时需整根钢支撑卸压进行更换，危险性较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供支撑轴力伺服系统，克服现有技术缺陷。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括钢支撑、千斤顶、支撑头、数控泵站、主机和控制室；钢支撑前端连接支撑头，支撑头采用分离式结构，支撑头内轴向安装千斤顶，千斤顶与数控泵站通过液压管线连接，同时，数控泵站与主机和控制室无线通讯连接。

尤其是，钢支撑、支撑头与千斤顶同轴安装。

尤其是，支撑头前部的前加强板和后部的支撑框架两部分之间通过左右二根水平平行设置的梯形螺纹杆连接；其中，支撑框架由底板和后立板以及中部支架构成；梯形螺纹杆为螺纹伸缩结构，梯形螺纹杆前端通过锁紧螺母连接螺杆球头顶装在前加强板后壁，梯形螺纹杆后端固定在支撑框架后立板前壁，梯形螺纹杆中段固定在中部支架上；中部支架前壁上安装超声波传感器和反射板，反射板上安装磁座；支撑框架顶部边缘安装吊环螺钉并覆盖安装上盖板组件，前加强板顶部覆盖安装移动盖板。千斤顶居中平行安装在二根梯形螺纹杆之间，其中，千斤顶后端抵紧支撑框架的后立板，千斤顶前端的活塞抵紧前加强板后壁中部。

本实用新型的优点和效果：支撑头采用与千斤顶分离的双机械锁自锁装置。螺纹机械锁位于千斤顶的两侧。通过控制变频电机的转速直接调整液压泵输出系统设定的液压油流量。采用变频电机调整液压油流量，无需安装比例溢流阀，系统失效可能性减小。安全冗余度高于市场同类产品。泵站实施无线传输分布式结构；很好的控制了基坑的侧向变形。泵站分布均衡，液压管路布设合理，更大限度地减少液压管路长度；便于安装，不易损坏，系统可靠性强。避免数据线路损坏影响其他油路的风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中系统连接结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中钢支撑、千斤顶、支撑头安装结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中支撑头结构示意图。

附图标记包括：

钢支撑1、千斤顶2、支撑头3、数控泵站4、主机5、控制室6；钻孔灌注桩7、预埋钢板8、钢牛腿9；活塞201、上盖板组件301、吊环螺钉302、支撑框架303、梯形螺纹杆304、锁紧螺母305、前加强板306、磁座307、移动盖板308、螺杆球头309、反射板310、超声波传感器311。

具体实施方式

本实用新型的原理包括，建立区域内钢支撑1轴力自补偿系统，通过在千斤顶2端头加装超声波位移传感器来测量千斤顶2的位移变化量；并通过在地连墙两侧加装激光位移传感器，采用“双侧地连墙收敛法”来测量两端地连墙之间的位移变化，通过以上两种方式来测量位移，进行数据相互校验，消除钢支撑1变形误差。为土木工程深基坑开挖施工提供的一套系统化的安全控制及解决方案。而且，易于实现基于W e b技术的网络化轴力与位移数据物联网平台化管理，将钢支撑的轴力与位移数据统一管理，系统化分析施工工程安全性，提供全方位全天候管理，确保工程风险快速展现，并进行及时应急处理，防患于未然。

本实用新型包括：钢支撑1、千斤顶2、支撑头3、数控泵站4、主机5和控制室6。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，钢支撑1前端连接支撑头3，支撑头3采用分离式结构，支撑头3内轴向安装千斤顶2，千斤顶2与数控泵站4通过液压管线连接，同时，数控泵站4与主机5和控制室6无线通讯连接。

前述中，支撑头3一端连接钢支撑1前端，另一端抵紧基坑内地连墙壁上的钻孔灌注桩7上竖立安装的预埋钢板8。

前述中，钢支撑1、支撑头3与千斤顶2同轴安装。

本实用新型实施例中，如附图2所示，支撑头3与钢支撑1连接好后，吊装到位并架设在基坑内地连墙壁上的钻孔灌注桩7上竖立安装的预埋钢板8底沿水平固定的钢牛腿9上。

本实用新型实施例中，如附图3所示，支撑头3前部的前加强板306和后部的支撑框架303两部分之间通过左右二根水平平行设置的梯形螺纹杆304连接；其中，支撑框架303由底板和后立板以及中部支架构成；梯形螺纹杆304为螺纹伸缩结构，梯形螺纹杆304前端通过锁紧螺母305连接螺杆球头309顶装在前加强板306后壁，梯形螺纹杆304后端固定在支撑框架303后立板前壁，梯形螺纹杆304中段固定在中部支架上；中部支架前壁上安装超声波传感器311和反射板310，反射板310上安装磁座307；支撑框架303顶部边缘安装吊环螺钉302并覆盖安装上盖板组件301，前加强板306顶部覆盖安装移动盖板308。千斤顶2居中平行安装在二根梯形螺纹杆304之间，其中，千斤顶2后端抵紧支撑框架303的后立板，千斤顶2前端的活塞201抵紧前加强板306后壁中部。

本实用新型实施例中，支撑头3与千斤顶2分离，支撑头3和千斤顶2独立工作，故在千斤顶2损坏需更换时，不会引起钢支撑1的失压，降低了系统失效的可能性。支撑头3采用梯形螺纹杆304结构的分离式双机械锁受力点分散，由于加设前端板，使受面积增大，降低冲切破坏的可能性，而且，双机械锁提供双重保障，安全性能更高。机械锁工作的两种情况，支撑轴力伺服系统通过增加机械锁来预防系统失效导致轴力突然下降的风险。在地连墙作用力增大的情况下，液压系统的压力不足以支撑千斤顶2，导致活塞201回缩，机械锁锁止功能生效，并与千斤顶2紧密接触。机械锁与千斤顶2脱开时，由于钢支撑1自身的特性，温度变化会导致其长度伸缩，系统失效后无法保持力。假设白天安装完成，晚上温度降低时，钢支撑1会缩短，机械锁片与千斤顶之间会产生间隙。

本实用新型实施例中，数控泵站4上安装液压泵、交流接触器、变频器和PLC控制器，PLC控制器控制液压泵的液压阀门，变频器采用变频电机调整控制液压泵的液压油量，支撑头3上安装的压力传感器和位移传感器与交流接触器一起协同控制PLC控制器，主机5与PLC控制器通讯连接。千斤顶2通过位移传感器控制PLC控制器，数控泵站4通过液压泵控制千斤顶2。

本实用新型实施例，温度变化引起的钢支撑1伸缩量为2.70mm。在温度降低时，钢支撑受冷收缩2.70mm，此时为补偿收缩量，千斤顶活塞杆伸出，伸出长度为2.70mm。此时压应力值为30MPa，假设未及时旋紧机械锁，突然发生液压系统失效，活塞杆将回缩2.14mm，锁止功能失效，此时钢支撑即刻松弛，轴力随即降为0。

本实用新型实施例，主机5设备配置为Intel Pentium G2030双核处理器，主频3.0GHZ；.DDR3-1333/1600 4GB内存，mSATA 64G电子盘；Intel HD Graphics集成显卡，支持DVI和VGA双显示；2个10/100/1000Mbps自适应以太网口；4个RS232和2个RS232/485串口，采用浪涌和静电保护；AC220V宽温工业级开关电源，具有过流、过压和浪涌保护；I/O：DVI/VGA/2GLAN/6USB/6COM/AUDIO1*PCIe×16/1*PCIe×4/1*PCIe×1/4*PCI；采用高强度合金和钢板结构，4U高度和19英寸标准，采用机架式安装。

本实用新型实施例，在某项目中实施采用。此项目北区基坑边缘距离地铁运行线路仅为5.4米。第一阶段，支撑轴力伺服系统的应用很好的控制了基坑的侧向变形。缺点：泵站集中，液压管路较长，安装不便，且在工地的恶劣环境条件下容易导致管路损坏，单个油路损坏或泵头等液压动力源出现故障，会影响到其它油路。系统可靠性差。第二阶段，经应用改进技术后获得良好效果包括：缩短了液压管路的长度，安装布设方便，且个别油路损坏不会影响其他油路。缺点：中央控制室与控制站为有线连接，存在传输线路故障导致系统损坏的风险。并且第3阶段实施无线传输分布式泵站；进一步取得良好效果包括：更大限度地减少了液压管路长度；无线传输方式免去数据线路铺设的麻烦；无需担心数据线路损坏的风险。

本实用新型实施例中，300T支撑头3尺寸770×770×670(mm)，重量955kg，最大可承受荷载450t；500T支撑头3尺寸970×970×800(mm)，重量1500kg，最大可承受荷载750t。数控泵站4油泵功率2.2kW，单个支撑能力300t～600t，最大独立控制8通道，油泵流量2L/min，油泵容量155L，额定工作压力70MPa，压力测量范围0～70MPa，压力测量精度0.5％FS，轴力控制精度1％，空旷场地可靠传输距离1.0km。主机5位于监控室内，数控泵站4一般放置在基坑边不影响施工的位置，支撑头3与钢支撑1连接并安装于基坑内设计指定的位置。主机5与数控泵站4通过无线通讯方式进行数据传输，数控泵站4与各个支撑头3通过有线方式连接，千斤顶2轴向安装于支撑头3内部，而且，千斤顶2与数控泵站4内置的油缸用油管连接，包括压力传感器和位移传感器在内的位移测控装置由数据线与数控泵站4连接。电控系统失效或者系统断电时，或者，油缸内泄露时，系统直接失压。电控系统失效或者系统断电时，双重保压功效不变液控单向阀不需供电照常工作；三位四通中位截止电磁阀处于中位截止状态。油缸内泄露时，系统压力不变。

Claims (6)

1.支撑轴力伺服系统,包括钢支撑(1)、千斤顶(2)、支撑头(3)、数控泵站(4)、主机(5)和控制室(6)；其特征在于，钢支撑(1)前端连接支撑头(3)，支撑头(3)采用分离式结构，支撑头(3)内轴向安装千斤顶(2)，千斤顶(2)与数控泵站(4)通过液压管线连接，同时，数控泵站(4)与主机(5)和控制室(6)无线通讯连接。

2.如权利要求1所述的支撑轴力伺服系统，其特征在于，钢支撑(1)、支撑头(3)与千斤顶(2)同轴安装。

3.如权利要求1所述的支撑轴力伺服系统，其特征在于，支撑头(3)前部的前加强板(306)和后部的支撑框架(303)两部分之间通过左右二根水平平行设置的梯形螺纹杆(304)连接；其中，支撑框架(303)由底板和后立板以及中部支架构成；梯形螺纹杆(304)为螺纹伸缩结构，梯形螺纹杆(304)前端通过锁紧螺母(305)连接螺杆球头(309)顶装在前加强板(306)后壁，梯形螺纹杆(304)后端固定在支撑框架(303)后立板前壁，梯形螺纹杆(304)中段固定在中部支架上。

4.如权利要求3所述的支撑轴力伺服系统，其特征在于，中部支架前壁上安装超声波传感器(311)和反射板(310)，反射板(310)上安装磁座(307)。

5.如权利要求3所述的支撑轴力伺服系统，其特征在于，支撑框架(303)顶部边缘安装吊环螺钉(302)并覆盖安装上盖板组件(301)，前加强板(306)顶部覆盖安装移动盖板(308)。

6.如权利要求3所述的支撑轴力伺服系统，其特征在于，千斤顶(2)居中平行安装在二根梯形螺纹杆(304)之间，其中，千斤顶(2)后端抵紧支撑框架(303)的后立板，千斤顶(2)前端的活塞(201)抵紧前加强板(306)后壁中部。

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