一種應力擴散裝置及其安裝方法
2023-05-24 13:53:16 1
一種應力擴散裝置及其安裝方法
【專利摘要】本發明一種應力擴散裝置及其安裝方法，涉及地下管線形變監測【技術領域】，用於解決形變監測裝置中張緊機構對雨水管管口破壞的問題。應力擴散裝置，包括依次固定連接的應力擴散架、外掛架以及U型壓杆；外掛架掛設於凸出部上；一對應力擴散架對稱設置於外掛架上方，且分別與雨水井的井壁固定連接；一對U型壓杆對稱設置於水平監測基準線的上下兩側，U型壓杆一側的翼緣與外掛架的一端緊撐連接，U型壓杆的另一端與張緊機構貼緊連接。安裝方法：一、提供所述應力擴散裝置；二、在凸出部上掛設外掛架；三、在外掛架上方的雨水井井壁上固定安裝應力擴散架；四、將一對U型壓杆設置於水平監測基準線的兩側，U型壓杆的兩端分別緊撐外掛架和張緊機構。
【專利說明】_種應力擴散裝置及其安裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地下管線形變監測【技術領域】，特別涉及一種應力擴散裝置及其安裝方法。
【背景技術】
[0002]在新建地下工程穿越既有地下設施施工過程中，為了保證下穿節點施工的順利進行，需要對隱蔽性的深埋既有雨水管線進行安全狀態掌控。通常採用人工間接監測法進行監測，即通過布置於地表的深埋間接點的形變來間接表徵雨水管線的變形，從而進一步評價既有雨水管線的安全狀態。人工間接監測法，準確性和實時性都不高，難以滿足地下工程中穿越施工中安全監控的需要。在改進的監測方法中，提供了一種直接監測方法，即通過在深埋雨水管內設置監測裝置，能夠實時、準確地監測該深埋雨水管的形變情況。然而，在深埋雨水管內直接進行形變監測需要在雨水管內設置水平監測基準線作為監測基準，通常水平監測基準線的兩端分別穿過貼緊設置於雨水管兩端管口上的橫杆固定於雨水管的管口上，該橫杆與水平面平行。考慮水平監測的精度要求，基準線的豎向位移應當有所限制，故通過張緊機構對基準線進行一定程度的張緊可以有效控制基準線在自重條件下的豎向位移。但是，在張緊機構的壓力作用下，會導致雨水管管口的損壞，影響雨水管的安全運行。
[0003]因此，如何提供一種應力擴散裝置及其安裝方法，既滿足直接監測方法中水平監測所需要的張緊力要求，又確保雨水管管口的安全，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0004]針對直接監測深埋雨水管形變的監測方法中，水平監測時張緊機構對雨水管管口的破壞，本發明的目的是提供一種應力擴散裝置及其安裝方法，通過在深埋雨水管外壁安裝該應力擴散裝置，保證採用直接監測方法監測雨水管形變時，雨水管的安全運行。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案:
[0006]一種應力擴散裝置，分別設置於雨水管內水平監測基準線的兩端，所述水平監測基準線通過張緊機構固定於所述雨水管管口兩端的橫杆上，雨水管管口深入雨水井內並形成一凸出部，包括依次固定連接的應力擴散架、外掛架以及U型壓杆；所述外掛架掛設於所述凸出部上；一對應力擴散架對稱設置於所述外掛架上方，且分別與所述雨水井的井壁固定連接；一對所述U型壓杆對稱設置於所述水平監測基準線的上下兩側，且二者的腹板互相平行，所述U型壓杆一側的翼緣與所述外掛架的一端緊撐連接，所述U型壓杆另一側的翼緣與所述張緊機構貼緊連接。
[0007]進一步地，所述應力擴散架包括至少兩個應力擴散塊，豎向相鄰的兩個擴散塊之間通過螺栓固定連接，所述應力擴散塊由木塊製作而成。
[0008]進一步地，所述應力擴散架的高度範圍為400mm-500mm。
[0009]進一步地，所述應力擴散架豎向每隔200mm-300mm設置一 U型連接杆，每個所述U型連接杆的腹板貼合於所述應力擴散架上，所述U型連接杆、所述應力擴散架以及所述雨水井井壁螺栓連接。
[0010]進一步地，所述外掛架呈L形結構。
[0011 ] 進一步地，所述外掛架的一端呈弓形結構且緊貼所述雨水管管口，所述弓形結構的直線邊與所述U型壓杆一側的翼緣齊平並焊接固定，外掛架的另一端呈弧形結構，所述弧形結構緊貼所述凸出部上表面，使得所述外掛架掛設於所述凸出部上。
[0012]一種應力擴散裝置的安裝方法，步驟如下:
[0013]步驟一:提供如權利要求1至6任一項所述的應力擴散裝置；
[0014]步驟二:在所述凸出部上掛設所述外掛架；
[0015]步驟三:在所述外掛架上方的所述雨水井井壁上固定安裝所述應力擴散架；
[0016]步驟四:將一對所述U型壓杆設置於所述水平監測基準線的兩側，所述U型壓杆的一端緊撐設置於所述外掛架靠近所述雨水管的一端，所述U型壓杆的另一端緊撐所述張緊機構，所述U型壓杆的腹板朝向所述水平監測基準線設置。
[0017]本發明的效果在於:
[0018]一、本發明的應力擴散裝置，分別設置於雨水管內水平監測基準線的兩端，水平監測基準線通過張緊機構固定於雨水管管口兩端的橫杆上，雨水管管口深入雨水井內並形成一凸出部，它包括依次固定連接的應力擴散架、外掛架以及U型壓杆；外掛架掛設於凸出部上；一對應力擴散架對稱設置於外掛架上方，且分別與雨水井的井壁固定連接；一對U型壓杆對稱設置於水平監測基準線的上下兩側，且二者的腹板互相平行，U型壓杆一側的翼緣與外掛架的一端緊撐連接，U型壓杆的另一端與張緊機構貼緊連接。通過在水平監測基準線的兩側對稱設置兩個U型壓杆，U型壓杆的兩翼緣分別緊撐張緊機構和外掛架，外掛架與固定於雨水井井壁上的應力擴散架貼緊連接，於是張緊機構產生的反作用力通過U型壓杆傳遞到外掛架上，該反作用力進一步地通過外掛架傳遞到應力擴散架上並形成有效擴散，以保護雨水管管口的完整性。
[0019]二、本發明應力擴散裝置的安裝方法，首先，提供所述應力擴散裝置；然後，在凸出部上掛設外掛架；接著，在外掛架上方的雨水井井壁上固定安裝應力擴散架；最後，將一對U型壓杆設置於水平監測基準線的兩側，U型壓杆的一端緊撐設置於外掛架靠近雨水管的一端，U型壓杆的另一端緊撐張緊機構，U型壓杆的腹板朝向水平監測基準線設置。該安裝方法簡單，易操作，能有效降低施工成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例一中應力擴散裝置的結構示意圖；
[0021]圖2為本發明實施例一中應力擴散裝置的剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的一種應力擴散裝置及其安裝方法作進一步詳細說明。根據下面的說明和權利要求書，本發明的優點和特徵將更清楚。以下將由所列舉之實施例結合附圖，詳細說明本發明的技術內容及特徵。需另外說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。為敘述方便，下文中所述的「上」、「下」與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本發明技術方案的限制。
[0023]實施例一
[0024]下面結合圖1和圖2詳細說明本實施例的應力擴散裝置的結構。
[0025]在本實施例中，深埋雨水管中安裝有形變監測裝置，與該形變監測裝置水平位移傳感器配套使用的水平監測基準線套設於該雨水管內部，水平監測基準線的兩端分別穿過貼緊設置於雨水管管口的橫杆固定於雨水管管口上，該橫杆與水平面平行，為防止水平監測基準線發生形變，其端部還設有張緊機構。如圖1和圖2所示，一種應力擴散裝置，分別設置於雨水管I內水平監測基準線2的兩端，水平監測基準線2通過張緊機構3固定於雨水管管口兩端的橫杆上，雨水管I管口深入雨水井內並形成一凸出部(即深入雨水井內的一段雨水管I與雨水井井壁4共同形成中空圓柱形的凸出部)，該應力擴散裝置包括依次固定連接的應力擴散架5、外掛架6以及U型壓杆7 ;外掛架6掛設於凸出部上；一對應力擴散架5對稱設置於外掛架6上方，且分別與雨水井的井壁4固定連接；一對U型壓杆7對稱設置於水平監測基準線2的上下兩側，且二者的腹板互相平行，U型壓杆7 —側的翼緣與外掛架6的一端緊撐連接，U型壓杆7的另一端與張緊機構3貼緊連接。
[0026]具體來說，在張緊機構3的作用下，水平監測基準線2處於正常的工作狀態，從而滿足水平位移傳感器的監測要求。然而，由於本實施例中相鄰兩個雨水井間的雨水管I的長度約為20m-30m，該水平監測基準線2的長度也為20m_30m，故張緊機構3會承受較大的張拉力。張緊機構3產生的張拉力會通過橫杆傳遞到雨水管I管口處的管壁上，從而有可能壓碎雨水管管口 I的管壁，導致雨水管I管口的損壞。因此，本實施例中通過設置應力擴散裝置，能夠將集中在雨水管I管口處的張拉力進行有效擴散，以保證雨水管I管口的受力安全性。該應力擴散具體是這樣實現的:U型壓杆7的腹板互相平行，兩個U型壓杆7—上一下對稱設置於水平監測基準線2的兩側，U型壓杆7的兩翼緣分別緊撐張緊機構3和外掛架6的一端。於是張緊機構3的反作用力通過U型壓杆7傳遞到外掛架6上。外掛架6的一端掛設在凸出部上，外掛架6的另一端豎向緊靠雨水管I管口，這樣使得集中於雨水管I管口與橫杆的兩端部交匯處的反作用力分散到外掛架6的另一端與雨水管I管口的交匯處，從而擴大了管口的受力面積，有效避免了應力集中。然而，該反作用力仍然集中在雨水管I管口上，會給雨水管I管口帶來較大的壓力，不利於雨水管I管口的保護，故外掛架6掛設在凸出部上的一端還連接有一對應力擴散架5。應力擴散架5通過螺栓與雨水井井壁4錨固連接，從而該反作用力通過外掛架6傳遞到應力擴散架5上，以保護雨水管I管口的完整性。另外，為了使得U型壓杆7更好地傳遞張緊機構3產生的反作用力，U型壓杆7可以選擇槽鋼等。
[0027]特別地，應力擴散架5包括至少兩個應力擴散塊，豎向相鄰的兩個擴散塊之間通過螺栓固定連接，應力擴散塊由木塊製作而成，從而木塊組合構成的應力擴散架5能夠有效分散該反作用力。
[0028]繼續參考圖2，為了保證較好的應力擴散效果，應力擴散架5的高度範圍為400_-500_。當然應力擴散架5的寬度與雨水管I管口深入雨水井的凸出部的深度一致。同時，考慮到該反作用力最後是通過應力擴散架5分散開的，應力擴散架5承受並分散的反作用力較大，故應力擴散架5豎向每隔200mm-300mm設置一 U型連接杆8，每個U型連接杆8的腹板貼合於應力擴散架5，U型連接杆8、應力擴散架5以及雨水井井壁4螺栓連接。考慮到取材的方便性和節省成本，U型連接杆8可以選擇槽鋼、方鋼或者其他能夠實現類似功能的結構，本發明在此不做限制。
[0029]具體來說，為了達到較好地傳遞反作用力效果，外掛架6呈L形結構。當然，考慮到外掛架6的安裝方便，外掛架6的一端呈弓形結構且緊貼雨水管I管口，弓形結構的直線邊與U型壓杆7 —側的翼緣齊平並焊接固定，外掛架6的另一端呈弧形結構，所述弧形結構緊貼凸出部上表面，使得外掛架6掛設於凸出部上。通過這樣的設計，能夠將集中在雨水管I管口處的應力傳遞到弓形結構上，增大了雨水管I管口的受力面積，並且進一步將應力傳遞到與弧形結構緊撐連接的應力擴散塊5上，從而達到分散雨水管I管口集中應力的效果。
[0030]下面繼續參考圖1和圖2詳細說明本發明應力擴散裝置的安裝方法。
[0031]一種應力擴散裝置的安裝方法，步驟如下:
[0032]步驟一:提供應力擴散裝置。
[0033]步驟二:在凸出部上掛設外掛架6。
[0034]具體來說，外掛架6呈弧形結構的一端緊貼凸出部上表面，外掛架6呈弓形結構的一端緊貼雨水管I管口，弓形結構的直線邊與U型壓杆7—側的翼緣齊平並焊接固定，使得外掛架6與雨水管I管口固定連接。
[0035]步驟三:在外掛架6上方的雨水井井壁4上固定安裝應力擴散架5。
[0036]具體來說，應力擴散架5是通過豎向螺栓連接的木質擴散塊拼接組成的結構整體，為了減少對雨水管I管口的損害，儘可能均勻分散應力，同時結合雨水管I管壁所能承受的壓力大小，應力擴散架6的高度範圍為400mm-500mm。同時，考慮到對每個擴散塊均勻分散應力，達到較佳的分散應力效果，應力擴散架5豎向每隔200mm-300mm設置一 U型連接杆8，每個U型連接杆的8腹板貼合於應力擴散架5上，再通過螺栓將U型連接杆、應力擴散架以及雨水井井壁4固定連接。這樣，使得集中於外掛架6上的應力傳遞到應力擴散架5上，從而完成該應力的有效擴散。
[0037]步驟四:將一對U型壓杆7設置於水平監測基準線2的兩側，U型壓杆7的一端緊撐設置於外掛架6靠近雨水管I的一端，U型壓杆7的另一端緊撐張緊機構3，U型壓杆7的腹板朝向水平監測基準線2設置。
[0038]通過在水平監測基準線2的豎向對稱設置一對U型壓杆7，U型壓杆7的一側的翼緣緊撐外掛架6的弓形結構，U型壓杆7另一側的翼緣與張緊結構3緊成連接，實現集中於雨水管I處橫杆上的反作用力傳遞到外掛架6上，然後通過與外掛架6連接的應力擴散架5，將該反作用力均勻擴散，達到對雨水管I管口的有效保護。
[0039]綜上所述，本發明的應力擴散裝置，分別設置於雨水管內水平監測基準線的兩端，水平監測基準線通過張緊機構固定於雨水管管口兩端的橫杆上，雨水管管口深入雨水井內並形成一凸出部，它包括依次固定連接的應力擴散架、外掛架以及U型壓杆；外掛架掛設於凸出部上；一對應力擴散架對稱設置於外掛架上方，且分別與雨水井的井壁固定連接；一對U型壓杆對稱設置於水平監測基準線的上下兩側，且二者的腹板互相平行，U型壓杆一側的翼緣與外掛架的一端緊撐連接，U型壓杆的另一端與張緊機構貼緊連接。為有效解決張緊機構產生的反作用力通過橫杆傳遞到雨水管管口上造成雨水管管口的損壞，水平監測基準線的兩側對稱設置兩個U型壓杆，U型壓杆的兩翼緣分別緊撐張緊機構和外掛架，外掛架與固定於雨水井井壁上的應力擴散架貼緊連接，於是張緊機構產生的反作用力通過U型壓杆傳遞到外掛架上，該反作用力進一步地通過外掛架傳遞到應力擴散架上並形成有效擴散，以保護雨水管管口的完整性。而且應力擴散架是由木質擴散塊固定連接而成，具有較好的應力分散效果。因此，本發明通過應力擴散裝置各組成結構的作用，實現應力的傳遞，並最終形成有效的應力擴散，達到保護雨水管管口的效果，具有較好的推廣意義。本發明的應力擴散裝置的安裝方法為，首先，提供所述應力擴散裝置；然後，在凸出部上掛設外掛架；接著，在外掛架上方的雨水井井壁上固定安裝應力擴散架；最後，將一對U型壓杆設置於水平監測基準線的兩側，U型壓杆的一端緊撐設置於外掛架靠近雨水管的一端，U型壓杆的另一端緊撐張緊機構，U型壓杆的腹板朝向水平監測基準線設置。該安裝方法簡單，易操作，能有效降低施工成本。
[0040]上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，並非對本發明範圍的任何限定，本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種應力擴散裝置，分別設置於雨水管內水平監測基準線的兩端，所述水平監測基準線通過張緊機構固定於所述雨水管管口兩端的橫杆上，雨水管管口深入雨水井內並形成一凸出部，其特徵在於，包括依次固定連接的應力擴散架、外掛架以及U型壓杆；所述外掛架掛設於所述凸出部上；一對應力擴散架對稱設置於所述外掛架上方，且分別與所述雨水井的井壁固定連接；一對所述U型壓杆對稱設置於所述水平監測基準線的上下兩側，且二者的腹板互相平行，所述U型壓杆一側的翼緣與所述外掛架的一端緊撐連接，所述U型壓杆另一側的翼緣與所述張緊機構貼緊連接。
2.如權利要求1所述的應力擴散裝置，其特徵在於，所述應力擴散架包括至少兩個應力擴散塊，豎向相鄰的兩個擴散塊之間通過螺栓固定連接，所述應力擴散塊由木塊製作而成。
3.如權利要求2所述的應力擴散裝置，其特徵在於，所述應力擴散架的高度範圍為400mm-500mmo
4.如權利要求3所述的應力擴散裝置，其特徵在於，所述應力擴散架豎向每隔200mm-300mm設置一 U型連接杆，每個所述U型連接杆的腹板貼合於所述應力擴散架上，所述U型連接杆、所述應力擴散架以及所述雨水井井壁螺栓連接。
5.如權利要求1或4所述的應力擴散裝置，其特徵在於，所述外掛架呈L形結構。
6.如權利要求5所述的應力擴散裝置，其特徵在於，所述外掛架的一端呈弓形結構且緊貼所述雨水管管口，所述弓形結構的直線邊與所述U型壓杆一側的翼緣齊平並焊接固定，外掛架的另一端呈弧形結構，所述弧形結構緊貼所述凸出部上表面，使得所述外掛架掛設於所述凸出部上。
7.—種應力擴散裝置的安裝方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟一:提供如權利要求1至6任一項所述的應力擴散裝置； 步驟二:在所述凸出部上掛設所述外掛架； 步驟三:在所述外掛架上方的所述雨水井井壁上固定安裝所述應力擴散架； 步驟四:將一對所述U型壓杆設置於所述水平監測基準線的兩側，所述U型壓杆的一端緊撐設置於所述外掛架靠近所述雨水管的一端，所述U型壓杆的另一端緊撐所述張緊機構，所述U型壓杆的腹板朝向所述水平監測基準線設置。
【文檔編號】E03F3/06GK104452943SQ201410634761
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】吳小建, 程子聰, 王新新, 朱小軍 申請人:上海建工集團股份有限公司