一种新型钢支撑轴力自动化监测设备和监测方法

技术领域：

本发明涉及用于建筑工程领域的钢支撑轴力监测，尤其涉及一种新型钢支撑轴力自动化监测设备和监测方法。

背景技术：

地下建筑工程的基坑施工在开挖基坑时都需要采用钢支撑来避免坑壁坍塌，现有的钢支撑端部接头一般多为活络头加钢楔的形式，使用时先用专用的千斤顶对钢支撑预加轴力，然后在活络头伸出与钢支撑桶身之间形成的中间受压间隙空间插入钢楔的方式保持支撑压力，并防止支撑活络头回缩。这种结构的钢支撑施工简便，被广泛应用于基坑开挖支护中。钢支撑作为基坑工程开挖施工中的重要围护支撑部件，钢支撑的受力情况关系到整个基坑工程施工的安全。钢支撑受力过大可能会导致钢支撑本身受压变形失稳垮塌，钢支撑受力过小又会造成所支撑的墙体变形过大而开裂、漏水甚至垮塌。因此及时监测钢支撑受压轴力情况是基坑工程施工过程中必不可少的工作。

然而目前可用于基坑工程钢支撑轴力监测的手段主要有两种，一种是在钢支撑活络头端部安装轴力传感器，轴力传感器直接顶在基坑侧边围护结构墙体上，这种方式的优点是支撑轴力测量准确，但由于端部的轴力传感器面积太小很容易引起整个钢支撑失稳而鲜有人用，很多地方规范甚至禁止使用此方法进行钢支撑轴力监测工作。另一种较为普遍的手段是在钢支撑桶身上安装表面应力传感器的方式来测量支撑轴力，此方法的优点是不会引起支撑失稳，但由于钢支撑实际工程中桶身大多处于不均匀受压状态，因此所测得的钢支撑轴力往往与实际轴力相差甚远，无法准确测得钢支撑实际有效受力。

因此，针对基坑工程钢支撑轴力监测领域存在的问题，本发明提出了一种新型钢支撑轴力自动化监测设备和监测方法，不但不会引起钢支撑失稳，而且可以实现钢支撑轴力实时自动化监测。

发明内容：

本发明的技术方案如下：

一种新型钢支撑轴力自动化监测设备和监测方法，主要包括智能钢楔(4)、现场智能网关(9)、远程监控预警系统(91)和手机监控端(92)。

本发明利用了传统钢支撑活络头(1)伸出时与桶身结构(12)形成的中间受压间隙空间，通过专用智能钢楔(4)放置于钢支撑活络头中间受压间隙空间内，其余间隙用若干个传统钢楔(3)填充楔紧。在钢支撑受力工况下，基坑侧墙(6)的压力传递至端部顶推结构(2)的顶推板(21)；顶推板(21)再将压力传递至传统钢楔(3)，进而压力传递作用在智能钢楔(4)上；智能钢楔(4)再将前端压力传递至钢支撑活络头(1)内部的桶身承力板(14)上，最终压力传递至后方的钢支撑管节(5)上。受力路径明确清晰，因此智能钢楔传感器可以准确测量钢支撑的实时轴力，并通过自带的数据采集传输模块与现场智能网关(9)实时传输数据，现场智能网关(9)将监测数据同步至远程监控预警系统(91)和手机监控端(92)，进而达到钢支撑轴力自动化监测的目的。具有安装方便、安全可靠和实时准确的优点。

附图说明：

图1是新型钢支撑轴力自动化监测设备安装示意图。

图2是新型钢支撑轴力自动化监测设备和监测方法示意图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本发明作进一步的详细使用步骤进行说明。

1、根据支撑测量长度需要，在地面上进行钢支撑拼接，将多节钢支撑管节5通过钢支撑连接螺栓51连接牢靠；

2、将钢支撑活络头1通过其后端法兰板13通过钢支撑连接螺栓51与拼接好的钢支撑管节5连接；

3、将整根钢支撑吊放就位于基坑对应支撑位置的托架上；

4、用外置的预应力千斤顶对钢支撑预加轴力；

5、当钢支撑轴力达到设定值后，然后在端部承力板23与钢桶承力板14之间形成的中间受压间隙空间内先插入智能钢楔4，并打开智能钢楔4电源开关；

6、其余间隙用若干个传统钢楔3插入楔紧；

7、移除预应力千斤顶；

8、通过现场智能网关9连接安装好的钢支撑智能钢楔4；通过现场智能网关9将监测数据同步至远程监控预警系统91和手机监控端92。