一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法技术

本发明专利技术属于建筑工程领域，尤其涉及一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，通过在围檩挂板的板面和钢支撑的两端端面上画出中心位置，并将中心位置相互对齐的方式进行钢支撑的安装，以及参照钢支撑上设置的静力水准装置调整钢支撑处于水平位置，确保了钢支撑安装在同一条轴线上，使得钢支撑处于轴心受压状态；在每一个钢支撑的活动端和围檩挂板之间均布置上反向推进器，实现了每个钢支撑处预应力的实时监控以及预应力加载或卸载的远程实时控制；采用先将钢支撑处预应力增加到80％再增加到100％的方式，逐级依次将所有的钢支撑处的预应力加到设计值的100％。本发明专利技术将预应力的施加对基坑侧壁的损害程度降低到最低，同时大大提高了基坑的安全系数。

A method of prestressing on-line control for steel support of deep foundation pit

The invention belongs to the field of construction engineering, in particular to a method of prestressing on-line control for steel support of deep foundation pit, which draws the central position on the plate surface of purlin hanging plate and the two ends of steel support, and installs the steel support by aligning the central position with each other, and adjusts the horizontal position of the steel support by referring to the static leveling device installed on the steel support to ensure that the steel support is in a horizontal position. The steel support is installed on the same axis, so that the steel support is in the state of axial compression; the reverse thruster is arranged between the movable end of each steel support and the purlin hanging plate, which realizes the real-time monitoring of prestress at each steel support and the remote real-time control of prestress loading or unloading; the prestress at the steel support is increased to 80% first and then to 100%. The prestressing force of all steel supports is added to 100% of the design value step by step. The invention reduces the damage degree of the side wall of the foundation pit caused by the prestressing force to the minimum, and greatly improves the safety factor of the foundation pit.

【技术实现步骤摘要】
一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法
本专利技术属于建筑工程领域，尤其涉及一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法。
技术介绍
现在基坑工程现场采用千斤顶进行施加预应力，当施加到预应力值时，采用楔子来填补进行施加预应力后钢支撑活动端出现的空隙，这种技术存在以下缺点：(1)采用楔子填钢支撑活动端的空隙，很难达到密实，因此，千斤顶卸掉后，预应力损失明显；比如中国已公开专利“一种深基坑施加钢支撑预应力的调控装置”(公开号：CN106381875B)，主要解决的是采用一种微调装置对钢支撑进行预应力施加微调技术，该技术也是通过楔子来填活动端空隙，改变了传统采用锤子砸楔子进行填空隙方法。该方法采用微调装置让楔子固定，实际上在现场当千斤顶卸掉时还是出现钢支撑预应力达不到设计值现象，同时不能实时反映钢支撑受力情况，需要事先安装轴力计才能够知道钢支撑受力情况，如果事先没有安放轴力计，是无法知道钢支撑受力情况的；再有中国已公开专利“一种变频控制的钢支撑应力分级施加系统及其加载方法”(公开号：CN107965483A)，该方法为了解决油压千斤顶卸掉后的预应力损失，通过伺服液压器同时对8个钢支撑进行施加预应力，避免了钢支撑施加预应力的时候同一层上相邻钢支撑施加预应力的相互影响，但是，该方法并没有解决钢支撑上下层钢支撑施加预应力损失问题，同时，该方法也没有解决受基坑施工影响钢支撑预应力信息变化实时信息反馈，因此就不知道在基坑施工中是否对钢支撑补充加压等关键问题。(2)根据规范要求，每隔20m要进行钢支撑预应力监测，但是，相邻20m之间的钢支撑受力情况并不清晰，增加了基坑的风险系数；(3)现有技术中一般采用高于预应力1.2-1.5倍加压的方式，该种方式很容易造成侧壁损害。此外，现有技术中钢支撑在安装时，因为坑壁的不平整，导致钢支撑的轴心与围檩挂板是不垂直的，这就很容易导致钢支撑不是轴心受压，进而存在施加设计的预应力存在剪应力，一方面会引起预应力损失，另一方面存在给围檩挂板造成损坏的危险。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术提供了深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，其能有效解决现有技术中预应力过度加载损害基坑侧壁或者因预应力无法被实时监测和调整进而导致预应力损失得不到及时发现和补充的问题，以及由于坑壁的不平整易导致钢支撑安装时非轴心受压进而存在巨大安全隐患和预应力施加不准确的问题。本专利技术解决的技术问题采用的技术方案为：一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，包括下述步骤：(1)围檩挂板安装前，在承载钢支撑两端的围檩挂板表面均采用墨线弹出轴线，定位出围檩挂板的中心位置A，同时将钢支撑的两端端面也用墨线弹出中轴线，定位出中心位置B；(2)安装围檩挂板，将钢支撑吊放到所需支撑位置，保证中心位置A和中心位置B相重合；(3)将在钢支撑上吸附静力水准装置，参照静力水准装置，调节钢支撑的位置使之处于水平；这样可以保证钢支撑安装在同一条轴线上，钢支撑处于是轴心受力状态，确保了预应力施加的准确性以及减少钢支撑的变形。围檩挂板的下方还可以设置有三角支撑架。(4)在钢支撑的活动端一端端面和围檩挂板之间放置一反向推进器，所述反向推进器能够提供结构所需预应力，并能够实时监控预应力大小，且将监控结果远程发送给监控中心，所述监控中心能够实时控制反向推进器调整预应力的大小；每一个钢支撑处的预应力都能够得到实时监测，这样对于基坑中施加预应力的各处都有很好的把握，相比于现有技术中隔20米布置一个监测点的方式，更清楚基坑所处的危险级别，而且当监测到预应力存在损失时，监控中心能实时控制反向推进器增加预应力，大大增加了基坑的安全系数。(5)将与钢支撑对应的反向推进器从前到后依次排序标号为(6)监控中心远程控制第i号反向推进器，使其施加的所在处钢支撑预应力达到设计值的80％，再控制停止预应力的继续施加，其中i＝1,2,3,...,N；(7)监控中心远程控制与第i号反向推进器相邻的第i+1号和第i-1号反向推进器同时施加预应力至均达到钢支撑预应力设计值的80％时，遥控停止预应力的继续施加；(8)远程遥控第i号反向推进器，控制其施加给其所在处钢支撑预应力达到设计值的100％，遥控停止预应力的继续施加；(9)远程遥控第i+2号和第i-2号反向推进器同时施加预应力至均达到钢支撑预应力设计值的80％时，遥控停止预应力的继续施加；(10)远程遥控第i+1号和第i-1号反向推进器同时施加预应力至均达到钢支撑预应力设计值的100％，停止其预应力的继续施加；(11)依次类推，逐步把所有钢支撑预应力施加到设计值的100％。通过依次逐步将钢支撑预应力增加到设计值的100％的方式，不仅可以减少预应力施加过程中对基坑侧壁的损害，进一步增加了基坑的安全系数，而且可以通过逐步施加预应力，避免快速施加预应力的过程中给围檩挂板等一些构件带来的损伤。进一步地，若N为单数，则最先施加预应力的反向推进器优选为第号；若N为双数，则最先施加预应力的反向推进器优选为第号和第号。从位于较中间的反向推进器开始向外依次施加预应力，能够缩短整个工程预应力施加的过程。进一步地，所述反向推进器包括外壳、露于外壳的活塞杆和反向推杆，以及设置于外壳内部的驱动组件，所述驱动组件能够通过不同的驱动模式控制活塞杆的伸出或缩回以完成预应力的加载或卸载；压力传感器，所述压力传感器设置于反向推杆上远离活塞杆的一端，反向推杆能够将预应力的反作用力传递给压力传感器进行预应力的实时检测；预应力控制组件，所述预应力控制组件包括电源模块、信号收发组件，所述信号收发组件能够接收监控中心发出的变换驱动组件驱动模式的控制信号，并能够将压力传感器的数据实时发送至监控中心。进一步地，所述驱动组件包括电机、换向传动组件、传动轴和反向传动轴，所述电机的传动输出轴固定连接换向传动组件，所述换向传动组件分别连接到传动轴和反向传动轴，所述传动轴的另一端螺纹连接活塞杆的一端，所述活塞杆的另一端不可旋转地间隙套置于外壳上的活塞杆限位孔内，所述反向传动轴的另一端螺纹连接反向推杆的一端，所述反向推杆的另一端不可旋转地穿过间隙套置于外壳上的推杆限位孔内，所述反向推杆的中心轴线和活塞杆的中心轴线的延长线相重合；所述换向传动组件包括中心锥齿轮、左侧锥齿轮和右侧锥齿轮，所述中心锥齿轮的中心与电机的传动输出轴垂直固定连接，所述中心锥齿轮两侧分别与左侧锥齿轮、右侧锥齿轮相啮合，所述左侧锥齿轮的中心向左固定连接于反向传动轴的一端，所述右侧锥齿轮的中心向右固定连接于传动轴的一端。反向推进器放置于围檩挂板和钢支撑的活动端之间，使得钢支撑的侧面与活塞杆靠近或者相抵，反向推杆与围檩挂板靠近或者相抵，通过活塞杆与钢支撑侧面相抵以及反向推杆与围檩挂板相抵，实现预应力的加载。反向推进器内还包括电源触控器、信号调制解调器，监控中心包括设置在基坑外部的中控机，其内存储着相关设计标准，中控机与信号收发组件之间通过无线方式连接，能够接收信号收发组件发射来的信号，根据存储的设计标准判断施加的预应力信息是否符合设计标准，进一步判断是否继续发出施加预应力指令，如需要发送施加预应力的指令，则向信号收发组件发射指令；信号调制解调器主要对信号收发组件要发射的信号进行解译，并把解译后的预应力信息传递给监控中心的中控机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，其特征在于：包括下述步骤：(1)围檩挂板安装前，在承载钢支撑两端的围檩挂板表面均采用墨线弹出轴线，定位出围檩挂板的中心位置A，同时将钢支撑的两端端面也用墨线弹出中轴线，定位出中心位置B；(2)安装围檩挂板，将钢支撑吊放到所需支撑位置，保证中心位置A和中心位置B相重合；(3)将在钢支撑上吸附静力水准装置，参照静力水准装置，调节钢支撑的位置使之处于水平；(4)在钢支撑的活动端一端端面和围檩挂板之间放置一反向推进器，所述反向推进器能够提供结构所需预应力，并能够实时监控预应力大小，且将监控结果远程发送给监控中心，所述监控中心能够实时控制反向推进器调整预应力的大小；(5)将与钢支撑对应的反向推进器从前到后依次排序标号为

【技术特征摘要】
1.一种深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，其特征在于：包括下述步骤：(1)围檩挂板安装前，在承载钢支撑两端的围檩挂板表面均采用墨线弹出轴线，定位出围檩挂板的中心位置A，同时将钢支撑的两端端面也用墨线弹出中轴线，定位出中心位置B；(2)安装围檩挂板，将钢支撑吊放到所需支撑位置，保证中心位置A和中心位置B相重合；(3)将在钢支撑上吸附静力水准装置，参照静力水准装置，调节钢支撑的位置使之处于水平；(4)在钢支撑的活动端一端端面和围檩挂板之间放置一反向推进器，所述反向推进器能够提供结构所需预应力，并能够实时监控预应力大小，且将监控结果远程发送给监控中心，所述监控中心能够实时控制反向推进器调整预应力的大小；(5)将与钢支撑对应的反向推进器从前到后依次排序标号为(6)监控中心远程控制第i号反向推进器，使其施加给所在处钢支撑预应力达到设计值的80％，再控制停止预应力的继续施加，其中i＝1,2,3,...,N；(7)监控中心远程控制与第i号反向推进器相邻的第i+1号和第i-1号反向推进器同时施加预应力至均达到钢支撑预应力设计值的80％时，遥控停止预应力的继续施加；(8)远程遥控第i号反向推进器，控制其施加的其所在处钢支撑预应力达到设计值的100％，遥控停止预应力的继续施加；(9)远程遥控第i+2号和第i-2号反向推进器同时施加预应力至均达到钢支撑预应力设计值的80％时，遥控停止预应力的继续施加；(10)远程遥控第i+1号和第i-1号反向推进器同时施加预应力至均达到钢支撑预应力设计值的100％，停止其预应力的继续施加；(11)依次类推，逐步把所有钢支撑预应力施加到设计值的100％。2.根据权利要求1所述的深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，其特征在于：若N为单数，则最先施加预应力的反向推进器优选为第号；若N为双数，则最先施加预应力的反向推进器优选为第号和第号。3.根据权利要求1所述的深基坑钢支撑在线控制施加预应力方法，其特征在于：所述反向推进器包括外壳、露于外壳的活塞杆和反向推杆，以及设置于外壳内部的驱动组件，所述驱动组件能够通过不同的驱动模式控制活塞杆的伸出或缩回以完成预应力的加载或卸载；压力传感器，所述压力传感器设置于反向推杆上远离活塞杆的一端，反向推杆能够将预...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁长丰，袁子晋，于浩杰，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37