CN217380654U - 一种多自由度土压力盒安装固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度土压力盒安装固定装置，包括托盘，在托盘上设置有弹簧支撑杆，在弹簧支撑杆上连接有强力弹簧，强力弹簧另一侧设置有弧形箍，在托盘的下方设置有铰球连接杆，在铰球连接杆下端连接着铰球，铰球活动连接在铰球槽中，铰球槽上设置有铰球调节螺栓，在铰球槽的下方连接外套筒和内套筒，外套筒和内套筒通过套筒调节螺栓伸缩，在内套筒的下部连接固定端，在固定端的左右两侧设置左挂钩和右挂钩，通过挂钩调节螺栓调整间距。土压力盒在托盘上固定完毕后，调整内外套管的伸缩长度以及铰球连接杆的转动角度，保证土压力盒接触围岩且受力膜面与拟测压力方向垂直。该实用新型可使土压力盒适应不同岩层的倾向，且位置可调。

Description

一种多自由度土压力盒安装固定装置

技术领域

本实用新型涉及一种隧道工程土压力监测领域，尤其涉及一种多自由度土压力盒安装固定装置。

背景技术

围岩压力指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力，它包括由地应力引起的围岩力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用力。根据新奥法施工的各山岭公路隧道，监测岩土体压力，对隧道施工安全和施工控制都起着至关重要的作用。土压力盒适用于测量隧道支护与岩土体之间或支护结构之间的压应力，是获取被测建筑物内部压力变化量的有效监测设备。

传统钻爆法施工的隧道现场土压力盒的安装固定，多受制于监测位置以及施工进度的影响。仰拱部位多采用直接放置的方式，拱腰、拱顶等部位采用的是焊接或强力胶粘接在拱架上，但围岩和钢拱架间的空隙宽度并不是完全等于压力盒厚度，因此焊接和粘接之后可能出现压力盒脱空等情况，导致后续监测过程中出现仪器失效。目前关于土压力盒安装固定装置的专利较少，且存在着明显的缺陷。例如：中国实用新型专利(公开号：CN207567743 U)提出的土压力盒固定装置，紧固装置安装完毕后不可移动调节，固定爪的固定空间并不完全契合仪器尺寸，在部分工况下可能出现土压力盒掉落等情况。再如：中国实用新型专利(公开号：CN211646322U)提出的一种土压力盒安装固定装置，支撑杆完全垂直于固定端，且不能在固定端上移动，难以适应现场开挖断面岩土体参差不齐的状况。

鉴于现存的土压力盒安装固定装置存在上述缺陷，难以满足土压力盒安装的要求。因此，开发出可以满足土压力盒的安装规定，又可在复杂的隧道现场迅速安装，不影响施工进度的土压力盒安装固定装置就显得尤为重要。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型提供了一种多自由度土压力盒安装固定装置，该装置可根据支护结构的不同灵活调整，同时可适应不同岩土体的倾向，安装简便，适用范围广。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种多自由度土压力盒安装固定装置，包括托盘、压力盒角度调节装置和底部固定装置，压力盒角度调节装置连接在托盘底面，所述压力盒角度调节装置通过球铰组件调节角度，底部固定装置连接在压力盒角度调节装置底部。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述球铰组件包括铰球连接杆，铰球，铰球槽，所述的铰球连接杆上端连接托盘，下端连接铰球，铰球连接杆能随铰球转动，所述的铰球活动连接在铰球槽中，可在一定范围内转动。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，还包括连接在托盘上表面相对的若干组调节式压力盒夹持装置，从外到内依次包括弹簧支撑杆，弹簧，弧形箍，所述的弹簧支撑杆连接在托盘上，所述的弹簧一端连接在弹簧支撑杆上，所述的弧形箍连接在弹簧另一端，若干组调节式压力盒夹持装置围成的形状与土压力盒形状相适应，用以夹住土压力盒。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述压力盒角度调节装置还包括铰球调节螺栓，所述的铰球槽内部空间大于铰球，铰球槽侧面螺纹连接有铰球调节螺栓。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，还包括压力盒高度调节装置，所述压力盒高度调节装置包括外套筒，内套筒，套筒调节螺栓。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的外套筒上端连接铰球槽的下部，下端套在内套筒的外部，且外套筒的下端侧面螺纹连接有套筒调节螺栓。通过套筒调节螺栓可实现内外套筒的伸缩。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述底部固定装置宽度可调节。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述底部固定装置包括左挂钩，固定端，挂钩调节螺栓和右挂钩，所述的固定端为一个空心且无左右侧面的盒体，且固定在内套筒的下端，左挂钩和右挂钩分别插接在固定端的左侧、右侧，固定端的顶面左右两侧螺纹连接有挂钩调节螺栓，通过挂钩调节螺栓能调整左挂钩和右挂钩的位置。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的托盘上开有出线槽。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的弧形箍内侧连接有防滑垫，配合强力弹簧的挤压作用可牢牢固定好压力盒的侧边。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述铰球槽左右两侧均连接有铰球调节螺栓。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的弹簧支撑杆有左右对称的两根，且沿托盘某一直径方向固定在托盘上。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的托盘为一钢制圆板，尺寸可根据土压力盒大小确定，托盘上开有出线槽，用于接出土压力盒的线缆。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的弹簧为强力弹簧，所述的强力弹簧有左右对称两根，一端连接弹簧支撑杆，一端连接弧形箍。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的铰球槽内部空间稍大于铰球，铰球槽左右两边螺纹连接有铰球调节螺栓，通过铰球调节螺栓可实现铰球及上部装置的转动和固定。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的盒体为钢制铁盒。

上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的左挂钩和右挂钩尺寸一致，且连接部位的截面尺寸略小于固定端，左右挂钩通过挂钩调节螺栓进行间距调节，挂钩内侧的宽度稍大于钢拱架翼缘的厚度或钢筋的直径，保证挂钩可以牢牢固定在钢拱架的翼缘或钢筋网上。

本实用新型的有益效果是：土压力盒通过弧形箍和强力弹簧固定，可以避免固定装置对压力盒产生应力集中从而影响测量精度，且无须焊接等工序，可迅速完成；球铰组件的存在使得压力盒工作面可适应不同岩层的倾向，从而保证其与拟测压力方向垂直；内套筒和外套筒通过套筒调节螺栓进行伸缩，从而满足待侧面与结构物的距离要求；左挂钩和右挂钩通过挂钩调节螺栓可以固定在钢拱架或钢筋网架上，且安装简便、随装随用、位置可调。

附图说明

图1为本实用新型的一种多自由度土压力盒安装固定装置的整体结构示意图；

图2为底部固定装置的结构示意图；

图3为调节式压力盒夹持装置的结构示意图。

图中，1、弹簧支撑杆；2、弧形箍；3、托盘；4、弹簧；5、出线槽；6、铰球连接杆；7、铰球；8、铰球槽；9、铰球调节螺栓；10、外套筒；11、内套筒；12、套筒调节螺栓；13、左挂钩；14、固定端；15、挂钩调节螺栓；16、右挂钩；17、防滑垫；18；土压力盒；19、线缆。

具体实施方式

实施例1

一种多自由度土压力盒安装固定装置，包括托盘3、压力盒角度调节装置和底部固定装置，压力盒角度调节装置连接在托盘3底面，所述压力盒角度调节装置通过球铰组件调节角度，底部固定装置连接在压力盒角度调节装置底部。

实施例2

基于实施例1，实施例2列举出多个优选技术特征，实施例1可择一或择多与其组合，从而形成多个新的不同的技术方案。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述球铰组件包括铰球连接杆6，铰球7，铰球槽8，所述的铰球连接杆6上端连接托盘3，下端连接铰球7，铰球连接杆6能随铰球7转动，所述的铰球7活动连接在铰球槽8中。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，还包括连接在托盘3上表面相对的若干组调节式压力盒夹持装置，从外到内依次包括弹簧支撑杆1，弹簧4，弧形箍2，所述的弹簧支撑杆1连接在托盘3上，所述的弹簧4一端连接在弹簧支撑杆1上，所述的弧形箍2连接在弹簧4另一端，若干组调节式压力盒夹持装置围成的形状与土压力盒形状相适应，用以夹住土压力盒18。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述压力盒角度调节装置还包括铰球调节螺栓9，所述的铰球槽8内部空间稍大于铰球，铰球槽8侧面螺纹连接有铰球调节螺栓9。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，还包括压力盒高度调节装置，所述压力盒高度调节装置包括外套筒10，内套筒11，套筒调节螺栓12。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的外套筒10上端连接铰球槽8的下部，下端套在内套筒11的外部，且外套筒10的下端侧面螺纹连接有套筒调节螺栓12。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述底部固定装置宽度可调节。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述底部固定装置包括左挂钩13，固定端14，挂钩调节螺栓15和右挂钩16，所述的固定端14为一个空心且无左右侧面的盒体，且固定在内套筒11的下端，左挂钩13和右挂钩16分别插接在固定端14的左侧、右侧，固定端14的顶面左右两侧螺纹连接有挂钩调节螺栓15，通过挂钩调节螺栓15能调整左挂钩13和右挂钩16的位置。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的托盘3上开有出线槽5。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，弧形箍2内侧连接有防滑垫17。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述的左挂钩13和右挂钩16尺寸一致，且连接部位的截面尺寸略小于固定端14，通过挂钩调节螺栓15能对左挂钩13和右挂钩16的间距进行调整。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述铰球槽8左右两侧均连接有铰球调节螺栓9。

优选地，上述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，所述盒体为钢制铁盒。

实施例3

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型作进一步具体的说明。

参见图1-图3所示，本实用新型装置用于固定安装隧道初期支护和围岩之间或者二次衬砌和初期支护之间的土压力盒，包括弹簧支撑杆1，弧形箍2，托盘3，强力弹簧4，出线槽5，铰球连接杆6，铰球7，铰球槽8，铰球调节螺栓9，外套筒10，内套筒11，套筒调节螺栓12，左挂钩13，固定端14，挂钩调节螺栓15，右挂钩16，防滑垫17。

进一步地，参见图1所示，弹簧支撑杆1有左右对称的两根，且沿托盘3某一直径方向固定在托盘3上。

进一步地，参见图1所示，强力弹簧4有左右对称的两根，一端连接弹簧支撑杆1，一端连接弧形箍3。

进一步地，参见图3所示，弧形箍2的内壁连接有防滑垫17，用于防止土压力盒滑落。

进一步地，参见图1、图3所示，托盘3为一钢制圆板，尺寸可根据土压力盒18的大小确定，托盘3上开有出线槽5，用于接出土压力盒18的线缆19。

进一步地，参见图1所示，铰球连接杆6上部连接托盘3，下部连接铰球7，铰球7活动连接在铰球槽8中，可在一定范围内转动。

进一步地，参见图1所示，铰球槽8的内部空间稍大于铰球7，铰球槽8的左右两侧设置有铰球调节螺栓9，通过铰球调节螺栓9可实现铰球7及上部装置的转动和固定。

进一步地，参见图1所示，外套筒10的上端与铰球槽8的下部相连接，外套筒10的下端套在内套筒11的外边，外套筒10的下端的左右两侧设置有套筒调节螺栓12，通过套筒调节螺栓12可实现内套筒11和外套筒10的伸缩。

进一步地，参见图1所示，固定端14为一个空心且无左右侧面的钢制铁盒，固定端14的顶面与内套筒11的下端连接，且在固定端14的顶面左右两侧螺纹连接有挂钩调节螺栓15，固定端14可通过挂钩调节螺栓15进行位置调整。

进一步地，参见图1所示，左挂钩13和右挂钩16尺寸一致，且连接部位的截面尺寸略小于固定端14，左挂钩13和右挂钩16通过挂钩调节螺栓15进行间距调整，挂钩端部内侧的宽度稍大于钢拱架翼缘的厚度或钢筋的直径，保证挂钩可以牢牢固定在钢拱架的翼缘或钢筋网上。

参见图1、图3所示，先通过弧形箍2挤压强力弹簧4，释放足够的安装空间，将土压力盒18的受力膜面朝上并放置在托盘3上，释放强力弹簧4，利用弧形箍2配合防滑垫17将土压力盒18牢牢固定在托盘3上。

进一步地，参见图1、图2所示，松开挂钩调节螺栓15，将左挂钩13和右挂钩16挂在钢拱架的翼缘或钢筋网架的钢筋上边，并调整好间距，使其能够固定。

进一步地，参见图1、图2所示，根据土压力盒18的安装位置，调整固定端14在挂钩上的位置，调整完毕后拧紧挂钩调节螺栓15，此时固定端14、左挂钩13和右挂钩16已固定在钢拱架或钢筋网架上。

进一步地，参见图1所示，同时松开铰球调节螺栓9和套筒调节螺栓12，根据安装距离调整内套管11和外套管10的伸缩长度，根据安装角度转动铰球7和铰球连接杆6，保证土压力盒18接触围岩，且受力膜面与拟测压力方向垂直，最后拧紧铰球调节螺栓9和套筒调节螺栓12。安装完成后，测定土压力盒压力数据，并将该数据作为基准。

该固定安装装置可适应不同岩层的倾向，保证土压力盒工作面与拟测压力方向垂直，且安装简便，随装随用，位置可调。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的部分实施例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型范围内所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (5)

1.一种多自由度土压力盒安装固定装置，其特征在于，包括托盘(3)、压力盒角度调节装置、调节式压力盒夹持装置、压力盒高度调节装置、底部固定装置，压力盒角度调节装置连接在托盘(3)底面，所述压力盒角度调节装置通过球铰组件调节角度，底部固定装置连接在压力盒角度调节装置底部；

所述球铰组件包括铰球连接杆(6)，铰球(7)，铰球槽(8)，所述的铰球连接杆(6)上端连接托盘(3)，下端连接铰球(7)，铰球连接杆(6)能随铰球(7)转动，所述的铰球(7)活动连接在铰球槽(8)中；

连接在托盘(3)上表面相对的若干组所述调节式压力盒夹持装置，从外到内依次包括弹簧支撑杆(1)，弹簧(4)，弧形箍(2)，所述的弹簧支撑杆(1)连接在托盘(3)上，所述的弹簧(4)一端连接在弹簧支撑杆(1)上，所述的弧形箍(2)连接在弹簧(4)另一端，若干组调节式压力盒夹持装置围成的形状与土压力盒形状相适应，用以夹住土压力盒；

所述压力盒高度调节装置，所述压力盒高度调节装置包括外套筒(10)，内套筒(11)，套筒调节螺栓(12)；

所述底部固定装置宽度能调节，包括左挂钩(13)，固定端(14)，挂钩调节螺栓(15)和右挂钩(16)，所述的固定端(14)为一个空心且无左右侧面的盒体，且固定在内套筒(11)的下端，左挂钩(13)和右挂钩(16)分别插接在固定端(14)的左侧、右侧，固定端(14)的顶面左右两侧螺纹连接有挂钩调节螺栓(15)，通过挂钩调节螺栓(15)能调整左挂钩(13)和右挂钩(16)的位置。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，其特征在于，所述压力盒角度调节装置还包括铰球调节螺栓(9)，所述的铰球槽(8)内部空间大于铰球，铰球槽(8)侧面螺纹连接有铰球调节螺栓(9)。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，其特征在于，所述的外套筒(10)上端连接铰球槽(8)的下部，下端套在内套筒(11)的外部，且外套筒(10)的下端侧面螺纹连接有套筒调节螺栓(12)。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，其特征在于，所述的弹簧(4)为强力弹簧，所述的托盘(3)上开有出线槽(5)。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度土压力盒安装固定装置，其特征在于，弧形箍(2)内侧连接有防滑垫(17)。

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