一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成

摘要

本发明涉及基坑开挖过程中对围护结构的变形控制领域，特别涉及一种对基坑围护结构进行位移控制的支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成。主要解决现有支撑头的千斤顶损坏更换时需要拆下整个支撑头框架的技术问题。本发明技术方案为：一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成，包括支撑头框架，其特征在于：支撑头框架内部设有千斤顶顶身，千斤顶顶身两侧设置梯形螺纹杆，梯形螺纹杆端头设置锁紧螺母，梯形螺纹杆端及千斤顶活塞端头各自连接球头，两侧螺杆球头由前加强板连接。本发明提出的支撑头总成与支撑轴力伺服系统共同工作可以在基坑工程中应用，对基坑围护结构的变形进行控制从而保证基坑工程的安全。

权利要求

1.一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成，包括支撑头框架，支撑头框架为组合件，其特征在于：支撑头框架内部设有千斤顶顶身，千斤顶顶身两侧设置梯形螺纹杆，梯形螺纹杆端头设置锁紧螺母，梯形螺纹杆端头及千斤顶活塞端头各自连接球头，两侧螺杆球头由前加强板连接，所述支撑头框架设有上盖板，前加强板上反扣移动盖板，所述螺杆球头及千斤顶球头在墙面不平整时可以自动调整角度，支撑头框架的后侧板与钢支撑通过法兰连接后，通过支撑头框架上的吊环螺钉吊至指定位置并支撑于基坑围护结构的两侧，前加强板与基坑围护结构预埋钢板紧密接触，当基坑围护结构发生向基坑内侧的位移时，所述千斤顶活塞伸出，带动所述前加强板及两侧梯形螺纹杆共同向前发生位移，对钢支撑的轴力进行补偿；千斤顶上方安装超声波传感器，千斤顶活塞上安装磁座，反射板吸在磁座上，当所述千斤顶活塞伸缩发生位移时，所述超声波传感器将通过发射超声波至所述反射板来测量活塞的行程，得到基坑围护结构的位移；若支撑轴力伺服系统失效且基坑围护结构压力增大时，会导致所述前加强板带动所述梯形螺纹杆回退，而所述梯形螺纹杆由于被所述锁紧螺母锁紧而保持在原位置无法回退，限制了围护结构的水平位移。

说明书

一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成

技术领域

[0001] 本发明涉及基坑工程中对围护结构的变形控制领域，特别涉及一种对基坑围护结构进行位移控制的支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成。

背景技术

[0002] 基坑是临时性结构物，是为建筑物基础或者地下结构提供施工空间的一种地下坑井，基坑在开挖时需要对其侧壁进行支护，来防止基坑变形导致邻近建筑物的地下构成部件破坏。混凝土支撑由于施工工期长，且支护工作完成后拆除困难，浪费材料，已经逐步被钢支撑所代替，目前多数工程仅在基坑首道支撑中采用混凝土支撑，其余采用钢支撑。

[0003] 支撑轴力伺服技术已经普遍地运用于各基坑工程的支护中，该技术是将普通钢支撑与数控支撑头连接智能地进行基坑侧壁的位移控制的一种工作方式。该类支撑头框架中内置的千斤顶，是通过油管与油泵连接，并由主机按照设定的测控逻辑指挥进行工作的。整个系统通过千斤顶对基坑围护结构施加轴力来达到位移控制的目的。千斤顶大多安装在支撑头框架里，与支撑头框架成为整体，在千斤顶损坏等情况下需要更换时，必须将整个支撑框架拆下，停止钢支撑的轴力补偿工作，从而导致了系统的短时失压，存在一定的风险。

[0004] 支撑轴力伺服系统中的千斤顶端头上设置螺纹机械锁，可以作为系统失压时的一道安全保障。然而千斤顶端头受力面积较小，在机械锁锁紧时，如果基坑侧壁压力增大，可能引发基坑围护结构的冲切破坏。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提出一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成，主要解决现有支撑头千斤顶损坏更换时需要拆下整个支撑头框架、以及千斤顶端头受力面积较小，在机械锁锁紧时，如果基坑侧壁压力增大，可能引发基坑围护结构的冲切破坏的技术问题。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明是采用这样的技术方案来实现的：一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成，包括支撑头框架，其特征在于：支撑头框架内部设有千斤顶顶身，千斤顶顶身两侧设置梯形螺纹杆，梯形螺纹杆端头设置锁紧螺母，作为机械锁定装置。梯形螺纹杆端头及千斤顶活塞端头各自连接球头，螺杆球头及千斤顶球头在墙面不平整时可以自动调整角度。两侧螺杆球头由前加强板连接，在千斤顶活塞伸出时，带动前加强板一起伸出，前加强板带动两侧梯形螺纹杆共同向前发生位移，而当外力增大且千斤顶活塞回退时，锁紧螺母锁住，梯形螺纹杆无法回退，作为压力保障。

[0007] 支撑头框架为组合件，支撑头框架设有上盖板，前加强板上反扣移动盖板，起到保护内部组件的作用。千斤顶上方安装超声波传感器，千斤顶活塞上安装磁座，反射板吸在磁座上。当千斤顶活塞伸出发生位移时，超声波传感器可以测量出千斤顶的行程。

[0008] 本发明实现的有益效果：本发明解决了普通支撑头在进行千斤顶更换时，需要将整个支撑头框架拆下的问题，从而降低了更换千斤顶时伺服工作暂停引起系统失效的可能性；本发明提出的支撑头采用与千斤顶并联设置的双侧机械锁，增大了机械锁工作时的受力面积，降低了基坑围护结构发生冲切破坏的可能性；本发明通过超声波传感器测量千斤顶的行程，来对基坑围护结构的位移进行控制。

附图说明

[0009] 图1为本发明立体结构示意图。

[0010] 图2为本发明结构示意左视图。

[0011] 图中：1、支撑头框架；2、千斤顶顶身；3、千斤顶活塞（含千斤顶球头）；4、梯形螺纹杆；5、锁紧螺母；6、前加强板；7、螺杆球头；8、移动盖板；9、上盖板；10、吊环螺钉；11、超声波传感器；12、反射板；13、磁座。

具体实施方式

[0012] 为使本发明的目的及工作原理表达更为清楚，下面结合图1、2和实例对本发明进行具体实施方式的详细论述。

[0013] 一种支撑轴力伺服系统的并联双机械锁支撑头总成，包括：支撑头框架1、千斤顶顶身2、千斤顶活塞（含千斤顶球头）3、梯形螺纹杆4、锁紧螺母5、前加强板6、螺杆球头7、移动盖板8、上盖板9、吊环螺钉10、超声波传感器11、反射板12、磁座13。支撑头框架1内部设有千斤顶顶身2，千斤顶顶身2两侧设置梯形螺纹杆4，梯形螺纹杆4端头设置锁紧螺母5，作为机械锁定装置。梯形螺纹杆端头及千斤顶活塞端头各自连接球头，两侧螺杆球头7由前加强板6连接，支撑头框架1设有上盖板9，前加强板6上反扣移动盖板8，所述支撑头框架1的后侧板与钢支撑通过法兰连接后，通过支撑头框架1上的吊环螺钉10吊至设计指定位置并支撑于基坑围护结构的两侧，所述前加强板6与基坑围护结构预埋钢板紧密接触。当基坑围护结构发生向基坑内侧的位移时，所述千斤顶活塞（含千斤顶球头）3伸出，带动所述前加强板6及所述梯形螺纹杆4共同伸出，对钢支撑的轴力进行补偿。若支撑轴力伺服系统失效且基坑围护结构压力增大时，会导致所述前加强板6带动所述梯形螺纹杆4回退，而所述梯形螺纹杆4由于被所述锁紧螺母5锁紧，故保持在原位置，限制围护结构的水平位移。当墙面不平整局部倾斜时，所述螺杆球头7及所述千斤顶活塞（含千斤顶球头）3可以自动调整所述前加强板与围护结构的贴合程度。所述移动盖板8与所述上盖板9共同进行支撑头框架内部组件的保护，防止基坑内泥土杂质等进入框架内部。所述超声波传感器11安装在千斤顶上方，所述磁座13安装在所述千斤顶活塞（含千斤顶球头）3上，所述反射板12吸在所述磁座13上，当所述千斤顶活塞（含千斤顶球头）3发生位移时，所述超声波传感器11将通过发射超声波至所述反射板12来测量行程，得到基坑围护结构的位移，系统根据测得的位移自动调整轴力，以维持围护结构两端位移变化值在设计指定的范围内。

[0014] 本发明提出的支撑头总成，千斤顶与支撑头框架拆分方便，在更换千斤顶时无需拆除整个支撑头框架，不会中断轴力伺服工作；且千斤顶与双机械锁并联，相互之间独立工作，在更换千斤顶时机械锁依然发挥作用；采用双侧机械锁提供了双重安全保障；通过超声波传感器进行千斤顶行程的量测，用以指导基坑围护结构位移的控制。