[发明专利]钢支撑轴力松弛压力和温度双控自动报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及支撑力松弛报警系统，特别是隧道或深基坑支护体系中以钢支撑作为主要横向支撑构件，当钢支撑轴力松弛时压力和温度双控自动报警系统。

背景技术

钢支撑是城市明挖或半盖挖施工隧道和深基坑一种常见的支护结构体系的重要组成部分。这种支撑结构体系的构成通常包括：基坑开挖前通过钻孔施工浇筑的围护排桩、横向钢管水平支撑，将围护桩顶部固结一体共同受力的冠梁、提供施工操作面的栈桥板、提供竖向支撑力的格构柱、供钢支撑两端支撑受力的钢围檩、格构柱下部桩基础、供钢支撑就位平行于系梁方向的支架、平行于冠梁方向的混凝土系梁。钢支撑设活动端头以便施加预压力。

这种支护体系整体稳定性好，在工程实践中采用非常多。钢支撑对维护基坑稳定性、减小基坑围护桩向内发生水平位移、保证主体施工的尺寸空间具有重要作用。基坑围护桩向内侧的水平位移在架设钢支撑后保持稳定。为了确保钢支撑轴力不超过设计规定，防止支撑变形失稳，保证围护结构在基坑开挖过程中的变形及位移控制在基准值范围内，从而保证车站施工安全正常进行。

基坑形变过大或者温度变化是引起钢支撑轴力变化最直接的原因。当温度骤降时，热胀冷缩会引起钢支撑原有轴向长度的缩短，改变的原有几何长度势必引起轴力的松弛，这将使原有支撑作用减低。而支撑两侧的土体的侧向压力失去了原有的支撑而导致发生位移，可能导致基坑结构的危险发生。故对钢支撑轴力进行安全监测是基坑施工监测的主要内容。轴力传感器安装在钢支撑的端部，用配套的轴力传感器安装架固定。钢支撑轴力监测通常采用振弦式轴力传感器读数仪来进行。在每个断面上支撑安放一组轴力传感器。监测基坑在施工过程中支承轴力的变化，避免支承轴力超过设计强度导致支承破坏引起整个支护体系失稳。事实证明昼夜温差过大和基坑变形过大是引起轴力突变的两大最主要原因。当夜间温度骤降，钢支撑轴力势必会出现松弛情况，容易引起支撑失效，出现这种两情况都必须立刻采取措施处理。当采取人工监测时，这种情况很难及时发现，往往是不可想象的，但也是实实在在的。如某地铁基坑工程，支撑轴力发生了突变。钢支撑当时当地中午气温高达37度，而夜间暴雨时气温只有16度，一天的变幅达到了21度，这意味着暴雨时段所有钢支撑60％以上的轴力将消失。如果在暴雨来临前能够预知这种情况，及时对支撑轴力进行必要的补充和调整，则事故在很大程度是能够避免发生。当前预知温差变化的方法主要是依据气象部门天气预报，来掌握当地气温变化、反常及恶劣天气和季节及昼夜温差的变化规律来估算支撑轴力的变化，特别是对气温骤降导致的轴力松弛反应不够及时，极易引发事故。

针对隧道或深基坑支护体系中以钢支撑作为主要横向支撑构件，当轴力出现松弛不能及时发现的情况，采取在钢支撑端部放置一个能够实时监测到轴力变化的检测装置，当达到一定限值时立即自动发出警示声音，并配以彩色灯光显示的报警装置，由此采取相应的预案措施，从而避免工程事故的发生。

发明内容

发明目的：

为了解决上述存在的技术问题，发明一种钢支撑轴力松弛压力和温度双控自动报警系统。采取在钢支撑端部放置一个能够实时监测到构件轴力变化和温度变化，当感应到的轴力和构件温度变化达到一定限值时立即自动发出警示声音，并配以彩色灯光显示的报警系统。

技术方案：

一种钢支撑轴力松弛压力和温度双控自动报警系统，其特征在于：

包括钢支撑、轴力温度开关和报警器三部分组成；

所述钢支撑横向设置在两根竖直的围护桩之间；

所述报警器包括：

触片板以支撑柱为支点成杠杆结构；触片板的其中一端通过弹簧连接底座，另一端与底座之间有电磁铁，电磁铁与触片板之间有空隙；

所述电磁铁与轴力温度开关和电磁铁回路电源组成闭合回路；

触片板上的触片与绿灯接线柱常闭并且使回路电源和绿灯组成回路；

在电磁铁通电吸附触片板的状态下，触片与红灯接线柱接触，使红灯、PLC组、电铃及回路电源形成闭合回路；

所述轴力温度开关由温控开关和压力控制开关组成，设置在所述钢支撑的端部。

所述的钢支撑轴力松弛压力和温度双控自动报警系统，其特征在于：所述各压力控制开关的结构为两片承压板之间通过承压弹簧隔开，两片承压板内侧相对设置有触点和压力开关接线柱。