CN219931746U - 一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，属于工程施工设备领域。成套回顶加固设备包括回顶装置和压力监测装置，其中回顶装置从上到下依次为顶部模块、中间节模块、伸缩调节模块和底座模块。伸缩调节模块包括套筒和套设在套筒外的丝扣套管，通过丝扣套管加插销的方式调节伸缩调节模块的高度。压力监测装置包括压力传感器和倾角传感器，以及用于接收并传输压力传感器和倾角传感器中信息的数据传输设备。该回顶加固设备可适用于不同的建筑高度，同时配合传感器，对回顶措施受力情况进行实时监测并予以显示，判定结构安全稳定性。

Description

一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备

技术领域

本实用新型属于工程施工设备领域，具体涉及一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备。

背景技术

现在的建筑多以钢筋混凝土作为建筑的主体结构，为了保证混凝土不因自重、荷载等因素发生形变，导致结构受力变化、造成开裂，需要进行回顶加固。现有技术中，常采用脚手架、型钢或构造柱的方式进行回顶加固，但以上方式均存在一定劣势。申请号为202110757371.4的中国发明专利公开了一种建筑回顶支撑架，具体公开了用于支撑横梁的两个立柱，立柱从下到上依次包括底板、可拆卸固定在底板上的立柱本体，立柱本体的顶部安装升降装置。该现有技术公开了采用脚手架回顶，会占用较大的施工面积，阻碍后期的二次结构、水电管线及消防等施工。采用型钢或构造柱的方式回顶加固，需要在现场根据实际层高进行加工，属于定制化产品，无法周转使用，使用结束后期的拆除工作量较大，并且拆除后的材料往往当成废料处理，成本相对较大。

此外，现有技术中的回顶加固技术尚未形成安全性监测体系，在实际施工中往往以目测、手测或水平仪配合测量为主，但其支撑构件的内力是否已临界或已超过杆件自身的抗压强度却不得而知。据统计，在结构坍塌事故(件)中，自身的承载能力小于上部荷载导致的事故(件)占较大部分，意味上部荷载已远超回顶措施的受力极限，结构发生变形破坏，若在回顶设备中纳入自身监测体系，可实时动态监测支架内力，可有效避免事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于现有技术中的不足，并提供一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备。该回顶加固设备可适用于不同的建筑高度，同时配合传感器，对回顶措施受力情况进行实时监测并予以显示，判定结构安全稳定性。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

本实用新型提供一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，回顶加固设备包括回顶装置和压力监测装置；回顶装置从上至下依次为顶部模块、中间节模块、伸缩调节模块和底座模块；压力监测装置包括压力传感器和倾角传感器，倾角传感器通过紧固件固定于回顶装置上。

顶部模块的顶部设置有上托板，上托板上设置有与拟加固结构下部直接接触的垫板；垫板下方固定有用于接收拟加固结构下部作用于垫板的压力传感器；上托板和垫板之间设置防滑柱，压力传感器嵌入防滑柱中。

中间节模块包括多个中间节；顶部模块的底部通过连接件与最顶部的中间节上表面固定连接，且相邻中间节之间均通过连接件固定连接；最底部中间节的下方设置伸缩调节模块。

伸缩调节模块中套筒的顶部通过连接件与中间节模块的底部固定连接，套筒外套设有可伸缩调节高度的丝扣套管，且丝扣套管的外壁上设有外螺纹；套筒的外表面上间隔设有多个插销孔，且多个插销孔沿套筒的轴向分布；丝扣套管上套设有定位件，且定位件的内表面设置有与丝扣套管上外螺纹相匹配的内螺纹；定位件上设有便于调节和固定定位件的卡扣；丝扣套管上纵向开设有供插销上下移动的孔；丝扣套管的底部通过连接件与底座模块的顶部固定连接；底座模块的底部设置有增大接触面积的下托板。

作为优选，上述压力监测装置还包括用于接收并传输压力传感器和倾角传感器中信息的数据传输设备。数据传输设备通过紧固件固定于回顶装置上。

进一步的，上述紧固件为卡箍。

作为优选，上述顶部模块的高度为0.5～0.8m。

作为优选，上述顶底座模块的高度为1.5～2m。

作为优选，上述顶连接件为法兰连接件或丝扣连接件。

作为优选，上述顶中间节的长度为0.5m或1m。

作为优选，上述顶伸缩调节模块可调节的范围为0.1～0.5m。

作为优选，上述顶紧固件为卡箍。

作为优选，上述顶上托板和下托板上均设有加劲肋。

作为优选，上述顶回顶装置上还设有播报设备。

作为优选，上述顶顶部模块、中间节模块、伸缩调节模块中的套筒和底座模块均采用Q355钢材。

本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的回顶加固设备，相较于现有技术中的脚手架回顶，本设备占地面积更小、不影响施工，同时搭设更便捷；相较于现有技术中的型钢回顶，本设备可通过各类高度的圆管进行搭配使用，结合伸缩调节模块进行间隙微调，适用于不同高度区域的搭设，避免钢管裁切加工，非定制产品通用性强，可重复使用；相较于现有技术中的构造柱回顶，可免去拆除时的工期和经济成本。

(2)本实用新型提供的回顶加固设备中采用了压力传感器和倾角传感器，直接测量压力大小、垂直度等数据，相较于传统人工、手测等方法，减少了数据换算导致的测量误差，监测过程不再需要派专人定时进行复测，减少人工投入，实时采集数据避免遗漏关键信号。

(3)本实用新型提供的回顶加固设备中采用了数据传输设备，采用多个竖向受力点布置DTU设备，数据中心远程接收并分别下达控制指令，数据多维对比降低测量误差；可对回顶措施的安全性进行及时评判并采取增减措施，当本实用新型中的数据传输设备中测量数据超过回顶措施的承载力或垂直度监测数据超限时，可通过报警、弹窗或短信等方式，及时告知管理人员，对回顶措施进行检查，对承压区进行及时卸载，保证主体结构的安全。

附图说明

图1为本实施例提供的回顶加固设备各构件分布图；

图2为本实施例提供的伸缩调节模块的示意图；

图中：顶部模块1、中间节模块2、伸缩调节模块3、丝扣套管301、插销302、插销孔303、定位件304、套筒305、卡扣306、底座模块4、加劲肋5、上托板601、下托板602、防滑柱7、连接件8、压力传感器9、垫板10、紧固件11、倾角传感器12、数据传输设备13、播报设备14。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。本实用新型各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

如图1所示，本实施例提供了一种成套回顶加固设备，具体包括回顶装置和压力监测装置。其中回顶装置从上至下依次为顶部模块1、中间节模块2、伸缩调节模块3和底座模块4。

顶部模块1的高度为0.5m，采用外径为200mm，壁厚为5mm的Q355钢材。顶部模块1的顶部通过法兰连接的方式，与上托板601进行固定连接。上托板601上设置有与拟加固结构下部直接接触的垫板10，垫板10下方固定有用于接收拟加固结构下部作用于垫板10的压力传感器9。并且，上托板601和垫板10之间设置了防滑柱7，压力传感器9嵌入防滑柱7中，防滑柱7主要用于承托顶部压力传感器9。

中间节模块2可由多个中间节组成，适用于不同高度的建筑。本实施例中，采用长度为1m的中间节。中间节的外径为200mm，壁厚为5mm，材质为Q355的钢材。该中间节的顶部通过法兰连接件与顶部模块1的底部固定连接，底部也通过法兰连接件与下方的伸缩调节模块3固定连接。

伸缩调节模块3包括丝扣套管301、插销302、定位件304和套筒305。套筒305的外径为200mm，壁厚为5mm，材质为Q355的钢材。套筒305的顶部通过法兰连接件与上方中间节的底部固定连接。套筒305的外表面上间隔设置有若干个插销孔303，插销孔303沿套筒305的轴向分布。套筒305外围套设有可伸缩调节高度的丝扣套管301，且丝扣套管301的外壁上设有外螺纹。丝扣套管301上纵向开设有供插销302上下移动的孔。

丝扣套管301上套设有定位件304，且定位件304的内表面设置有与丝扣套管301上外螺纹相匹配的内螺纹。定位件304上还设置有两个便于调节和固定定位件304的卡扣306。可以通过旋转调节定位件304在丝扣套管301上的位置，然后通过插销302插入套筒305上的插销孔303，完成套筒305和丝扣套管301之间的上下位置关系，从而调节伸缩调节模块3的高度。本实施例中，伸缩调节模块3调节的高度范围在0.5m之内，但该调节范围可以根据施工现场实际需要设计。

丝扣套管301的底部通过法兰连接件与底座模块4的顶部固定连接。本实施例中，底座模块4的高度为1.5m，采用外径为200mm，壁厚为5mm的Q355钢材。底座模块4的底部固定有下托板602，下托板602的面积大于底座模块4的底部，因此可以增大接触面积，使回顶装置更加稳定。为保证局部稳定并传递集中力，在下托板602和底部模块4之间，以及上托板601和顶部模块1之间设置若干条加劲肋，提高稳定性和抗扭性能。

压力监测装置包括压力传感器9和倾角传感器12，以及用于接收并传输压力传感器9和倾角传感器12中信息的数据传输设备13。倾角传感器12和数据传输设备13通过紧固件11固定于回顶装置上。回顶装置上还设置有播报设备14，播报设备14可以为高音喇叭。

本实施例还提供一种针对上述成套回顶加固设备的安装方式，具体如下：

采用外径为200mm，壁厚围5mm的Q355钢材作为顶部模块1、中间节模块2、伸缩调节模块3和底座模块4的材料。

第一步：根据现场实际层高配置回顶装置，顶部模块1的高度为0.5m。顶部模块1的顶部通过法兰连接的方式，与上托板601固定连接。在上托板601和顶部模块1的连接处设置4个加劲肋。上托板601上设置垫板10，垫板10下方固定压力传感器9。并且，在上托板601和垫板10之间设置防滑柱7，将压力传感器9嵌入防滑柱7中，防滑柱7主要用于承托顶部压力传感器9。

第二步：考虑到需要回顶加固的建筑高度，在顶部模块1的底部通过法兰连接的方式连接一个长度为1m的中间节。中间节的底部通过法兰连接的方式与伸缩调节模块3中的套筒305顶部固定连接。套筒305外围套设有丝扣套管301。上下移动丝扣套管301，调节伸缩调节模块3的高度，然后调整丝扣套管301上定位件304的位置，将插销插入定位件304上方对应的插销孔，完成伸缩调节模块3高度的固定。在调整伸缩调节模块3高度时，首先使压力传感器9贴近拟加固结构的底面，顶紧后还需继续拧紧定位件，拧紧圈数不小于0.5圈，保证压力传导的准确性。

第三步：在丝扣套管301的底部通过法兰连接件与底部模块4固定连接，底部模块4的高度为1.5m。底部模块4的底部焊接有下托板602，并在下托板602和底部模块4之间设置4个加劲肋。

第四步：用卡箍将倾角传感器12、数据传输设备13、播报设备14固定在回顶装置上，用数据线连接并通电，测试其与数据中心服务器的连接状态，进行数据初始化。

第五步：将回顶区域内的各数据通讯信息进行在数据中心进行分布式架构组织，形成整体数据分析包，录入预警条件及预警信息接收人员，整套设备开始运行直至回顶结束。

需要说明的是，本实施例中各模块的高度以及选择的材料可以根据实际施工现场的需求进行调整。本实施例中各模块之间均通过法兰连接件进行连接，在实际施工中，也可采用开设有螺纹的连接件，通过旋入的方式进行丝扣连接。

本实施例中的压力传感器可根据实际工况选择量程。伸缩调节模块也可替换成机械式千斤顶结构，用于承受重型荷载。

本实用新型提供的成套回顶装置采用模块化设计，可通过伸缩调节段的精调与节段之间的拼配对任意高度的区域均适用。并且通过物联网智能采集收集传感器信息，可形成人工复测难以企及的回顶全过程监测大数据，为后续类似方案的计算论证及过程中超限加固提供数据支撑。也可通过临近点数据反推测点数据准确性，及时排除数据噪声。

当本装置测量数据超过回顶措施的承载力或垂直度监测数据超限时，通过报警、弹窗或短信等方式，及时告知管理人员，对回顶措施进行检查，对承压区进行及时卸载，保证主体结构的安全。还可以通过数据采集反推实际的回顶布置是否合理，为后续项目提供技术基础。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，回顶加固设备包括回顶装置和压力监测装置；所述回顶装置从上至下依次为顶部模块（1）、中间节模块（2）、伸缩调节模块（3）和底座模块（4）；所述压力监测装置包括压力传感器（9）和倾角传感器（12）；所述倾角传感器（12）和数据传输设备（13）通过紧固件（11）固定于回顶装置上；

所述顶部模块（1）的顶部设置有上托板（601），所述上托板（601）上设置有与拟加固结构下部直接接触的垫板（10）；所述垫板（10）下方固定有用于接收拟加固结构下部作用于垫板（10）的压力传感器（9）；所述上托板（601）和垫板（10）之间设置防滑柱（7），所述压力传感器（9）嵌入防滑柱（7）中；

所述中间节模块（2）包括多个中间节；所述顶部模块（1）的底部通过连接件（8）与最顶部的中间节上表面固定连接，且相邻中间节之间均通过连接件（8）固定连接；所述中间节模块（2）中最底部中间节的下方设置伸缩调节模块（3）；

伸缩调节模块（3）中套筒（305）的顶部通过连接件（8）与中间节模块（2）的底部固定连接，套筒（305）外套设有可伸缩调节高度的丝扣套管（301），且丝扣套管（301）的外壁上设有外螺纹；所述套筒（305）的外表面上间隔设有多个插销孔（303），且多个插销孔（303）沿套筒（305）的轴向分布；所述丝扣套管（301）上套设有定位件（304），且定位件（304）的内表面设置有与丝扣套管（301）上外螺纹相匹配的内螺纹；所述定位件（304）上设有便于调节和固定定位件（304）的卡扣（306）；所述丝扣套管（301）上纵向开设有供插销（302）上下移动的孔；所述丝扣套管（301）的底部通过连接件（8）与底座模块（4）的顶部固定连接；所述底座模块（4）的底部设置有增大接触面积的下托板（602）。

2.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述压力监测装置还包括用于接收并传输压力传感器（9）和倾角传感器（12）中信息的数据传输设备（13）；所述数据传输设备（13）通过紧固件（11）固定于回顶装置上。

3.根据权利要求2所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述紧固件（11）为卡箍。

4.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述顶部模块（1）的高度为0.5~0.8m；所述底座模块（4）的高度为1.5~2m。

5.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述连接件（8）为法兰连接件或丝扣连接件。

6.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述中间节的长度为0.5m或1m。

7.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述伸缩调节模块（3）可调节的范围为0.1~0.5m。

8.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述上托板（601）和下托板（602）上均设有加劲肋（5）。

9.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述回顶装置上还设有播报设备（14）。

10.根据权利要求1所述的基于分布式物联网监测的成套回顶加固设备，其特征在于，所述顶部模块（1）、中间节模块（2）、伸缩调节模块（3）中的套筒（305）和底座模块（4）均采用Q355钢材。