水平及複合方向位移調整補償裝置、機構的製作方法

2023-08-08 15:52:16 4

本發明屬於一種水平及複合移動調整裝置，尤其涉及一種在地基上建造的建築物，例如道路、橋梁、涵洞、隧道、樓宇等，上的地基水平或複合移動時的水平或水平及複合多向位移調整裝置。

背景技術：

在軌道交通中，為保證列車運營的安全性、穩定性、舒適性，要求鋼軌頂面具有滿足相關規範標準的平順性指標。因各地區工程地質條件的差異，往往在工程地質條件較差地區因地基承載能力或其它特殊情況引起主體結構完工後水平移動或塌陷，或者在初始施工條件下即不平整，導致軌道結構不平順，將影響列車運行的安全性、穩定性、舒適性，已經成為城市軌道交通工程的主要病害之一。

類似地，在橋梁、隧道、樓宇建築物等具有地基(基礎)及在地基(基礎)上的支撐物的工程中，均涉及上面提到的部分地基(基礎)水平移動或者水平及豎直的複合的多向移動而影響整個工程質量安全和使用時間的大問題。

而目前來看，現有技術中尚未有徹底根治的有效措施。因此，如何設計一種補償施工前初始不平整或施工後及使用期間地基或周邊構築物發生移位引起的空間的裝置，是基礎設施工程建設的必然需求。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種伸長裝置以適應地基與本支撐物之間由於水平移動或者複合方向移動而產生的距離。本發明的另一目的為在伸長裝置的基礎上提供承力結構，其能夠保證所述調高裝置伸長後的狀態。具體而言，本發明提供一種水平伸長裝置，包括，第一支撐件和第二支撐件，其特徵在於：第一支撐件與第二支撐件之間可發生軸向相對移動；在第一支撐件內部形成放置填料的空間，並且在第一支撐件設置有開口，所述開口與所述軸向移動後形成的空間連通，填料可 以從第一支撐件內部穿過所述開口進入所述空間。在使用中，第一支撐件和第二支撐件中一個與地基相連，另一部件與被支撐物和/或被支撐物的地基連接。

本發明還提供一種水平伸長裝置，包括，第一支撐件和第二支撐件，其特徵在於：還包括至少一層套筒，第一支撐件和第二支撐件分別與套筒活動連接，該第一支撐件、至少一層套筒和第二支撐件中的相鄰部件之間可軸向發生移動。第一支撐件和第二支撐件和至少一層套筒構成了一個可多級自由伸縮長度的結構，實現高度自動調整以適應地基與被支撐物之間的距離。

進一步地，其中，當發生所述軸向移動後，具有承力結構能夠保持所述裝置移動後的狀態，所述承力結構可以是或不是所述水平伸長裝置的組成部分。當伸長裝置發生軸向移動後即伸長後，可以通過附加的承力結構保證所述伸長狀態。承力結構可以是調高裝置的一部分，這樣調高裝置具有伸長和保持的兩個功能。承力結構也可以不是調高裝置的一部分，比如說粒狀填料或流體介質(例如阻尼液、液壓油等)，其類似於油相對於發動機一樣，發動機工作時需要它但它不構成發動機的組成部分。

進一步地，其中，所述承力結構為進入所述軸向移動後形成的空間的填料。填料進入所述空間後實現了力在第一支撐件和第二支撐件之間的傳遞，構成承力機構

進一步地，其中，所述第一或第二支撐件上具有能夠讓填料穿過的開口，所述開口與所述軸向移動後第一、第二支撐件之間形成的空間連通。填料可以從第一支撐件和第二支撐件上的開口從外部直達所述空間，此外，填料也可以預先設置在第一支撐件內，通過第一支撐件下面的開口進入所述空間，實現承力。

進一步地，其中，並且還包括填料結構，其內部通過所述開口與第二支撐件內空間連通，填料箱內填料通過所述開口可進入所述第二支撐件內空間，所述進入第二支撐件空間內的填料構成所述承力結構。

進一步地，其中，第二支撐件內部裝有鋼砂或陶瓷砂，第一支撐件上固定連接有多根單向阻尼杆，單向阻尼杆插入砂中，且只能向遠離第二支撐件的方向移動，所述單向阻尼杆與砂構成承力結構。

進一步地，其中，所述第一支撐件靠近第二支撐件的端面為傾斜面，與之配合的斜楔塊設置在第二支撐件內，斜楔塊上設有孔與第二支撐件壁上的導向杆配合，還包括彈簧用以給斜楔塊施加縱向移動的力，所述斜楔塊構成承力結構。

本發明還提供一種水平伸長裝置，包括，第一支撐件和第二支撐件，其特徵在於：第一支撐件與第二支撐件之間可發生軸向相對移動；在第一支撐件和第二支撐件至少 之一上設置有開口，所述開口與所述軸向移動後形成的空間連通，填料可以從裝置外部穿過所述開口進入所述空間。

進一步地，其中，所述水平伸長裝置還包括填料結構，填料結構的內部通過所述開口與第二支撐件和第一支撐件發生所述軸向移動後形成的空間連通。

進一步地，其中，所述填料結構為填料箱或在地基中形成的空間，所述空間暴露或不暴露於地基外部。

進一步地，其中，所述第二支撐件內部具有可容置填料的空間，第二支撐件上端、底板均設置有供填料流通的開口，所述填料結構內部通過上端的開口與第二支撐件內部連通。

進一步地，其中，在所述相鄰的相對移動部件之間設置有限位彈簧卡，能夠對相鄰部件之間的運動行程加以限制。

進一步地，其中，填充物為粒狀高強度材料，例如金屬粒、陶瓷粒等。

進一步地，其中，還包括增壓機構，直接或間接使得第一支撐件和第二支撐件之間產生相對移動趨勢的預加力。例如，設置在第一第二支撐件之間或者設置在填料機構內或者設置在保護填料的支撐件內。

本發明還提供一種水平伸長結構，包括2個或多個上述方案中所述的伸長裝置，所述多個裝置水平放置，並且其中至少一個裝置與其它裝置朝向不同的方向布置。

本發明還提供一種水平縱向複合方向伸長結構，包括上述水平伸長結構，以及至少一個豎直放置的伸長裝置。

本發明還提供一種水平縱向複合方向伸長結構，包括至少一個所述的伸長裝置，其中所述伸長裝置中的至少一個為傾斜放置。

發明效果：

本發明的水平及複合位移調整補償裝置、機構在軟土地基、特殊不良地質條件下的工程中應用廣泛，無需人工幹預可實現自動無級調整。而且工裝簡單，施工方便，安裝時佔地空間小，節省工程量，節約了成本。由於採用可從裝置、機構外部(例如採用填料箱等)對填料進行補充，補償量不受填料限制，因此，無需提前預計水平移動量或者水平及豎直的多方向的複合移動量。

而且本發明的裝置或機構可以預先伸長一定長度，以適於安裝時地基就有偏移的情形。

附圖說明

圖1是本發明第1實施例防水平移動裝置結構圖。

圖2是本發明第1實施例防水平移動過程示意圖。

圖3是本發明第2實施例防水平移動裝置結構圖。

圖4是本發明第2實施例防水平移動過程示意圖。

圖5是本發明第3實施例防水平移動裝置結構圖。

圖6是本發明第3實施例防水平移動過程示意圖。

圖7是本發明第4實施例防水平移動裝置結構圖。

圖8是本發明第4實施例防水平移動過程示意圖。。

圖9是本發明第5實施例防水平移動裝置結構圖。

圖10是本發明第5實施例防水平移動過程示意圖。

圖11是本發明第5實施例防水平移動裝置結構圖。

圖12是本發明第5實施例防水平移動過程示意圖。

圖13是本發明第5實施例防水平移動裝置結構圖。

圖14是本發明第5實施例防水平移動過程示意圖。

圖15是本發明第6實施例防水平移動裝置結構圖。

圖16是本發明第6實施例防水平移動過程示意圖。

圖17是本發明第7實施例防水平移動裝置結構圖。

圖18是本發明第7實施例防水平移動過程示意圖。

圖19是本發明第8實施例防水平移動裝置結構圖。

圖20是本發明第9實施例組合裝置俯視圖。

圖21是本發明第9實施例組合裝置側視圖。

圖22是本發明第10實施例組合裝置俯視圖。

圖23是本發明第10實施例組合裝置側視圖。

具體實施方式

為了使本技術領域人員更好的理解本發明，下面結合附圖和實施方法對本發明作進一步的詳細描述。

實施例1：

參見圖1，示出了本發明防水平移動裝置，使用中其設置在被支撐物(軌枕、橋梁支柱、建築物等)或其地基與周圍地基之間，具體包括第一支撐件1和第二支撐件2，第二支撐件2的至少一部分能夠插入第一支撐件1形成的開口內，並能相對發生軸向移動。

第一支撐件1優選為下部呈封閉狀的筒狀物，第二支撐件2內部形成具有容納填充物4(這裡為流體介質，例如阻尼液或液壓油等)的空間，第一支撐件1上設有單向流通結構6(例如單向閥)，使得其內裝的流體介質在一定條件下能夠單向向外流動，到達第一支撐件1和第二支承件2軸向移動後形成的空間。第一支撐件1和第二支撐件2之間為密封結構，因此，兩者發生相對移動時，其內空間形成負壓，進而使得第二支撐件2內的流體介質在大氣壓力作用下鼎開單向流通結構6進入所述空間，並充滿。當第一支撐件1和第二支撐件2之間密封效果略差一些時，則會有部分空氣進入所述空間，使得流體介質不能充滿所述空間，但是在瞬間負壓及大氣壓力的作用下還是能夠充入大部分空間，不會過於影響裝置的使用效果。

當然圖中雖然未示出，但是可以知道，為了便於流體介質的流動，第一支撐件容納流體介質的空間與外界有通氣孔連通。單向流通結構6優選設置為與流體介質的底部連通。

下面結合附圖1-2說明本發明的工作過程：

初始狀態時(參見圖1)，填充物全部在第二支撐件2內。

當部分地基發生水平移動時(這裡以右側路基為例)，由於路基的密實結構，其移動會向第一支撐件1產生作用力，使其隨之向右移動，而第二支撐件2左側和被支撐物(如軌枕、建築物等)或其的基連接，暫時未移動，因此，在第一支撐件1底面與第二支撐件2底面形成具有負壓空間，第一支撐件內的流體介質4在大氣壓的作用下，頂開單向流通裝置6進入該空間，正好補償了基礎的水平移動量。

此時，被支撐物對地基的力傳遞到第一支撐件1上，使第二支撐件2內油腔的壓力迅速上升大於大氣壓，單向閥迅速向上關閉，亦即裝置的長度保持不變，被支撐物對地基的作用力經由第一支撐件1，流體介質4和第二支撐件2壓到右側地基上。如 果此時右側地基不再移動，則裝置的長度不變；如果此時右側地基再次移動，則再次重複上述調節過程。

實施例2：

參見圖3-4，本發明第1實施例的結構與實施例1不同之處在於增加了套筒，實施例2中多級伸縮結構的防水平移動值更大，能夠充分利用填充量可以補充的優點。

具體而言，其中在第二支撐件2和第一支撐件1之間具有至少一層套筒3(圖3中以一個中間套筒為例進行說明)，其中的第二支撐件2、第一支撐件1分別與實施例1中的第二支撐件2、第一支撐件1結構基本相同，套筒3左右均具有開口，第二支撐件2、套筒3、第一支撐件1中任意相鄰兩個部件之間均可以沿著軸向進行相對移動，由此可實現裝置的長度調整。

優選地，在每兩個相鄰的發生軸向移動的部件之間的至少某一位置設置有限位彈簧卡，通過限位彈簧卡實現相鄰筒身的限位聯接，使得在長度調整過程中，相鄰的部件之間不至於在規定行程處脫出。

整個裝置的長度調整量為套筒3相對於第一支撐件1的行程加上第二支撐件2相對於套筒3的行程之和。明顯增大了裝置的長度調整的範圍，適用範圍更廣。

上面的方案例中未限定第二支撐件2、套筒3、第一支撐件1之間的先後移動關係，可以知道，其移動關係可變，比如套筒3可以先與第一支撐件1之間保持不動，或者三者之間的移動沒有固定的先後順序限制。

上面方案示出了兩級防水平移動結構，但是，也可以在保證支撐強度的前提下，進一步增加中間套筒的數量，如中間套筒1、中間套筒2……中間套筒n，實現多級調整。

實施例3：

圖5-6示出了本發明第3實施例的結構圖，其相比於實施例2，增加了填料結構，不同之處在於增加了料箱5，料箱5內的流體介質通過管道及第二支撐件2上的開口可對第二支撐件2的油進行填充。在管路上可以設置閥門控制油的填充，也可以不設置閥門，自動填充。

優選方案中，不用設置管道，料箱5與第二支撐件2直接相連。

圖中雖然示出孔在第二支撐件2頂部，但是可以知道，也可以設置在側壁上，。料箱5的大小只是個示意，可以根據需要調整，另外，料箱不一定為封閉結構，也可以敞口或具有開口，方便流體介質的定期或不定期灌入。

料箱上也可以具有可直接觀察的刻度，方便查看期內的油量，並推算出地基的水平移動量，進而方便預警，並根據需要補充流體介質或者對地基進行加固工作等。

本實施例中，由於流體介質可以源源不斷地補充入第二支撐件2內部，進而能夠更大行程地實現裝置的增高，增高效果更好，應用更加廣泛。

實施例4：

參見圖7-8示出了本發明第4實施例的增高裝置，主體結構與實施例3類似。但是，第一支撐件1上不用設置單向流通結構，內部也不用裝有流體介質。第二支撐件2上設有開口，並通過開口與外面的料箱5連接。

優選地，在該開口上設置單向流通結構，如單向閥，保證流體介質可以從料箱5流入第二支撐件2內，而不能反向流動。

優選地，在料箱內部設置有增壓機構，例如，彈簧壓板結構等，施加壓力到流體介質上，使得流體介質能夠快速流入第二支撐件2內。並且，通過設置增加機構的壓力可以替代單向閥實現防止液壓油的反向流動。

當然，在另一方案中，料箱5可以設置在左側，並且第一支撐件1上形成有通路，通過其連通料箱5內側與移動-後形成的空間。

實施例5：

參見圖9-14，本實施例與實施例4結構類似，不同之處在於填料，本實施例中的填料為固體粒狀材料，優選為金屬顆粒或陶瓷顆粒，更優選為球狀顆粒。

填料設置在填料箱內，其通過重力和/或增加結構被輸送到第一、第二支承件相對移動後形成的空間。

本實施例中可以有套筒3，填料通道可以設置在第一支撐件2也可以設置在第二支撐件上。

實施例6：

參見圖15-16，示出了本發明實施例6的裝置，包括：第一支撐件1、與第一支撐件筒部配合的套筒3、設置在套筒內的第二支撐件2，其中套筒可以為一層或多層，第一支撐件1、套筒3、第二支撐件2之間可相對軸向運動。

第一支撐件1中設置填料11，第二支撐件2的上裝有均勻排列的單向節狀阻尼杆12，單向節狀阻尼杆12插入在第一支撐件1中的填料11中，其中填料為砂粒，例如鋼砂、陶瓷砂等，單向節狀阻尼杆12為多根。

第二支撐件2與被支撐物(軌枕、隧道、橋梁支柱、建築物等)的地基接觸，第一支撐件1與右側地基接觸，也可以反過來。。

下面說明本發明第6實施例工作過程：

初始狀態時，第二支撐件2與第一支撐件1沒有位移。

當由於地基水平移動等原因使得第一支撐件1向右移動時，由於第二支撐件2與被支撐物或其連接，不發生沉降，此時，單向節狀阻尼杆12隨著第二支撐件2從填料11中向上抽動，正好補償了地基的移動量。由於填料11對其中的單向節狀阻尼杆12產生向上的阻力，且由於每根單向節狀阻尼杆12有很多節狀結構，增大了作用面積，足以支撐被支撐物來的作用力，亦即裝置的長度保持不變，被支撐物對地基產生的作用力仍經由第二支撐件2、單向節狀阻尼杆12、填料11和第一支撐件1壓到地基上。

如果此時道床無沉降，則裝置的高度不變；如果此時道床出現沉降，則再次重複上述調節過程。

這樣，整個裝置的高度調整量為套筒3相對於第一支撐件1的行程加上第二支撐件2相對於套筒3的行程之和。明顯增大了裝置的高度調整的範圍，適用範圍更廣。

這裡示出了兩層套筒的結構，在此方案思路的基礎上，可以根據需要增加套筒，其中套筒可以均位於兩個支撐件的外側，或者部分在兩個支撐件的外側，部分在兩個支撐件的內側。

實施例7：

參見圖17-18，示出了本發明實施例7的裝置，包括第一支撐件1、第二支撐件2和至少一層套筒3，套筒裝在第一支撐件1的柱形孔中，第二支撐件2的柱部分裝在套筒中，上述部件之間可軸向發生移動。第一支撐件1固定在地基上，第二支撐件2與被支撐物(軌枕、隧道、橋梁支柱、建築物等)或其地基連接成一體。

第二支撐件2由斜楔塊21支撐，且其接觸的表面為斜面，斜楔塊21一端與設置在第一支撐件1的內腔底面上的滑動導向件24活動連接；斜楔塊21內孔與導向杆22配合，彈簧23套在導向杆22上，一端與斜楔塊21側面連接，以給斜楔塊21施加力。

另一方案中，彈簧設置在斜楔塊21內孔中，其一端與導向杆22連接另一端與斜楔塊21內孔壁連接。

導向杆22與第一支撐件1可以採用螺紋擰接、螺栓連接、簡單插入等多種方式連接。

優選的方案中，第一支撐件的斜面與水平成6～12°，這樣該斜面結構能夠實現自鎖功能，防止斜楔塊21在壓力作用下向回反向移動。此時，彈簧只需施加能讓斜楔塊21移動的力即可，不用靠彈簧實現防止滑塊反向移動的功能。

另一方案中，可以省略滑動導向件24，斜楔塊21直接與第一支撐件1的底部連接，優選地，此時第一支撐件1底部具有適於滑動的表面。

下面結合附圖說明本實施例的工作過程：

初始狀態時，第二支撐件2與第一支撐件1之間沒有位移。

當由於基礎水平移動等原因使得第一支撐件1向水平移動降時，由於第二支撐件2與被支撐物(軌枕、隧道、橋梁支柱、建築物等)或其地基連接成一體，而第一支撐件1設置在路基上，第二支撐件2與第一支撐件1產生相對運動，第一支撐件2脫離斜楔塊21。此時，斜楔塊21的斜面上突然失去作用力，斜楔塊21在彈簧23的預壓縮力作用下克服摩擦力沿滑動導向件24向下運動，直至斜楔塊21的斜面與第二支撐件2下端的斜面接觸時，斜楔塊才停止不動，正好補償了地基的沉降量。由於第二支撐件2和斜楔塊21組成的斜楔機構被鎖定(靠斜面角度實現自鎖或者由於彈簧作用力實現自鎖)，向下的作用力不會改變斜楔塊21的位置，亦即裝置的高度保持不變，被支撐物對的作用力仍經由第二支撐件2、斜楔塊21和第一支撐件1壓到地基上。

如果此時地基無沉降，則裝置的高度不變；如果此時地基出現沉降，則再次重複上述調節過程。

實施例8

參見圖19，本發明實施例8的裝置與之前實施例的不同之處在於填料箱的結構，本實施例中沒有單獨的填料箱，其中，利用在地基或其他結構中形成的一空間作為放 置填料的結構，這樣無需單獨設置一個料箱，節約了成本。該空間可以為大部分暴露於外面的凹坑，或者為不暴露於外面的空洞或者暴露很小部分的洞結構。

優選地，當該空間具有暴露在外面的結構時，在暴露處上方放置一防雨、防塵的結構，如塑料布，這樣可以避免水或泥沙流入身高裝置內部。

實施例9：

參見圖20示出了本發明第9實施例的示意圖，其為將權利要求1-8中的任意一中裝置或多種裝置，每一裝置作為一個單元，這裡選取四個單元組合來實現防止地基四個方向移動的方案。

當然，也可以根據需要選擇兩個或三個或五個以上的裝置來實現防止地基的水平移動對被支撐物造成的影響。

另一方案中，參見圖21，可以在上面的方案基礎上增加一個豎向放置的單元，這樣組合的方案既能防止橫向移動也能防止地基沉降對被支撐物的影響。

實施例10：

參見圖22和圖23，示出了本發明實施例10的組合裝置，其中1個、2個個或多個單元(這裡示出的是3個單元)傾斜放置，類似於鼎足結構，三個單元下面連接地基，上面連接被支撐物或者被支撐物下面的地基。

此時，地基發生水平和豎直的複合移動時，多個單元可以進行適應性調整長度，隨後實現力的繼續支撐。

上面的實施例中設置了與填料箱、凹坑連接的管道或通道，但是可以知道，也可以不設置管道或通道，而是填料箱或凹坑直接與第一支撐件或第二支撐件內部連通。

在上面實施例的優選的方案中，在支撐件上設置有錨固結構與路基連接，這樣路基與支撐件之間的連接力更大。使得裝置不會整體隨路基移動或者不動而不發生伸長。優選的錨固結構有金屬或具有一定強度的非金屬結構，可以是扒釘、錨固釘、膨脹螺絲、錨杆等等。當然，第二支撐件是與地基連接時也優選設置錨固結構。

在上面實施例的優選方案中，在支撐件內和/或填料箱內設置增壓裝置，該增壓裝置能給填料或者支撐件施加一預加力，在地基移動時，該裝置使得第一、第二支承裝置能夠迅速發生相對移動。增壓裝置可以通過對填料施壓進而實現對支撐件的預加力，例如設置在增量箱內或者設置在放置填料的支撐件內。也可以設置在兩個支撐件之間，例如彈簧結構，兩端分別抵接在兩個支撐件上。

上面實施例中的裝置或機構均以初始狀態時地基未發生偏移的情形為示例，但是，應當知道，本發明方案也可以用於初始狀態時地基就有一定偏移的情形，此時，上述方案中的裝置或機構可預先進行一定的伸長或者位移調整，然後安裝在合適位置，實現力的支撐傳遞。

上述實施例中主要以在地基中的使用示出了本發明方案的實施方式，但是可以知道，本發明的方案還可以用於其它需要實現支撐和/或需要保證距離的兩個物體之間。

上述實施例中由於第一支撐件、第二支撐件之間或者其與套筒要配合移動，所以其內或外表面形狀尺寸或者其與相應的套筒的形狀尺寸相適應。例如，例如為筒形、柱形等。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語僅僅是為了方便說明，並不對本發明構成任何限制。