本实用新型涉及基坑施工工程领域，特指一种机械自锁式液压伺服端头构造。
背景技术：
随着城市的快速发展，高层建筑越来越多且主体高度越来高，基坑越来越深，周边施工环境越来越复杂，基坑安全防护等级越来越高，支护难度越来越大。
现阶段，基坑工程常用支护技术主要包括：重力式挡墙、复合土钉墙、悬臂式排桩、桩锚支护、混凝土撑桩支护、钢支撑桩支护等。其中，钢支撑桩支护的核心技术主要是装配式钢支撑系统。该支撑系统具有自重轻、安装拆卸方便、可重复利用、有效控制基坑变形等特点，广泛应用于深基坑支护工程中。
在实际工程应用过程中，由于外部环境温度变化、基坑侧壁土体徐变等因素，钢支撑内部轴力会随时间产生应力损失，严重可能会导致基坑发生连续性失稳垮塌的安全事故。目前，最简单有效的做法是采用支撑端部轴力液压伺服补偿技术有效解决应力损失问题。轴力液压伺服补偿技术就是在钢支撑端部设置液压伺服千斤顶给钢支撑施加预压轴力，同时在端部设置轴力实时监测系统和基坑变形实时监测系统，根据监测数据实时调整支撑预压轴力。目前，常用的伺服端头是通过液压伺服系统通过泵源实时确保钢支撑内部轴压力，若现场发生断电、油源和千斤顶装置故障、伺服系统故障及人为误操作等原因，极易使得伺服端头意外卸载，造成较为严重的基坑安全事故。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种机械自锁式液压伺服端头构造，解决现有的液压伺服系统易发生意外卸载而造成较严重的基坑安全事故的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本实用新型提供了一种机械自锁式液压伺服端头构造，支撑连接于基坑内壁和钢支撑端部之间；所述机械自锁式液压伺服端头构造包括：
第一加载结构，具有相对的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面与对应的钢支撑端部紧固连接；
与所述第一加载结构相对设置的第二加载结构，所述第二加载结构与基坑内壁固定连接；
垂直连接于所述第二加载结构的千斤顶，所述千斤顶的活塞杆顶撑于所述第二安装面上，通过调节所述千斤顶的顶撑力以对所述钢支撑施加预压力；以及
支撑连接于所述第二安装面和所述第二加载结构之间且支撑长度可调节的调节组件，所述调节组件的支撑长度随着所述千斤顶的伸缩而自适应调节，所述调节组件在调节好支撑长度后可锁定其支撑长度以顶撑于所述第一加载结构和所述第二加载结构之间。
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造为钢支撑提供了双重保障，提高了钢支撑系统安全性，可以实现伺服端头和千斤顶独立工作，在千斤顶因意外原因损坏或失压时，调节组件顶撑着钢支撑，有效的避免了因千斤顶预应力突然消失而导致基坑侧壁发生连续性失稳倒塌。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述第二安装面上对应所述活塞杆的端部固设有压力传感器，通过所述压力传感器检测所述千斤顶的顶撑力。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述第二加载结构上安装有供检测所述第二加载结构与所述第二安装面之间距离的位移传感器。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述调节组件为两个，设于所述千斤顶的两侧。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述调节组件包括垂直连接于所述第二安装面的调节件和与所述调节件相配合的锁定件；
所述调节件的另一端从所述第二加载结构的顶部穿过并有部分位于所述第二加载结构的内部；
所述锁定件连接于所述调节件并抵靠于所述第二加载结构，从而锁定所述调节件的支撑长度。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，
所述调节件为螺杆，所述螺杆一端垂直固定于所述第二安装面，另一端从所述第二加载结构的顶部穿过并有部分位于所述第二加载结构的内部；
所述锁定件为螺合于所述螺杆的锁定螺母，所述锁定螺母位于所述第二加载结构和所述第二安装面之间，通过旋拧所述锁定螺母以使所述锁定螺母抵靠于所述第二加载结构的顶面，从而实现锁定所述调节件的支撑长度。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述调节件为撑杆，所述撑杆的一端垂直固定于所述第二安装面，另一端从所述第二加载结构的顶部穿过并有部分位于所述第二加载结构的内部，所述撑杆上开设有沿其长度方向间隔设置的插销孔；
所述锁定件为与所述插销孔相适配的插销，所述插销可滑动地设于所述第二加载结构的顶面，通过所述插销插入对应的插销孔内以实现锁定所述撑杆的支撑长度。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述调节组件包括垂直连接于所述第二安装面的连接套筒和插入所述连接套筒内的螺纹锁杆，所述螺纹锁杆的端部固定连接于所述第二加载结构；
所述螺纹锁杆上螺合有紧固螺母，通过旋拧所述紧固螺母抵靠于所述连接套筒的端部进而锁定所述螺纹锁杆的支撑长度。
本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的进一步改进在于，所述第一加载结构包括第一加载板、第二加载板以及多个加肋板；
所述第一加载板与所述第二加载板相对设置，所述第一加载板的表面形成所述第一安装面，所述第二加载板的表面形成所述第二安装面；
所述加肋板垂直连接于所述第一加载板和所述第二加载板之间，且多个所述加肋板对应的设于所述千斤顶的活塞杆和调节件的受力中心处。
附图说明
图1为本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的第一实施例的结构示意图。
图2为图1所示结构的侧视图。
图3为本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参阅图1，本实用新型提供了一种机械自锁式液压伺服端头构造，用于基坑的钢支撑上，为钢支撑提供了双重保障，提高了钢支撑的安全性，可以实现伺服端头和千斤顶分别独立工作，在千斤顶因意外原因损坏或者失压时，有效避免因钢支撑预压力突然消失，而导致基坑侧壁发生连续性失稳倒塌的问题。本实用新型的伺服端头设有加载结构，使得受力面积增大且均匀，避免发生冲剪破坏，大大提高了安全性能。下面结合附图对本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造进行说明。
参阅图1，显示了本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造的第一实施例的结构示意图。参阅图2，显示了图1所示结构的侧视图。下面结合图1和图2，对本实用新型机械自锁式液压伺服端头构造进行说明。
如图1和图2所示，本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，支撑连接于基坑内壁和钢支撑10端部之间，该机械自锁式液压伺服端头构造包括第一加载结构21、第二加载结构22、千斤顶23以及调节组件24，第一加载结构21具有相对的第一安装面2111和第二安装面2121，第一安装面2111与对应的钢支撑10的端部紧固连接；第二加载结构22与第一加载结构21相对设置，该第二加载结构22与基坑内壁固定连接；千斤顶23垂直连接在第二加载结构22上，该千斤顶23设于第二加载结构22面对第一加载结构21的表面上，该千斤顶23的活塞杆231顶撑于第二安装面2121上，通过调节千斤顶23的顶撑力以对钢支撑10施加预压力；调节组件24支撑连接在第二安装面2121和第二加载结构22之间，该调节组件24的支撑长度可调，调节组件24的支撑长度随着千斤顶23的伸缩调节而自适应性调节，调节组件24在调节好支撑长度后，可锁定其支撑长度以顶撑于第一加载结构21和第二加载结构22之间。
从而在第一加载结构21和第二加载结构22之间有两个其到支撑作用的结构，一个是千斤顶23，另一个是调节组件24，千斤顶23在施加设定的顶撑力后保持该顶撑力，调节组件24为机械式支撑结构，支撑在第一加载结构21和第二加载结构22之间，千斤顶23和调节组件24为机械自锁式液压伺服端头构造提供了双重安全保障，可确保钢支撑维持稳定的预压力，进而保证了基坑的支护安全及基坑的稳定性。
在一种具体实施方式中，第二安装面2121上对应活塞杆231的端部固设有压力传感器25，利用压力传感器25检测千斤顶23的顶撑力。
压力传感器25实时测控钢支撑的轴力变化，基于轴力变化可及时掌握基坑边坡的变化动向，确保基坑边坡的稳定性。
在一种具体实施方式中，第二加载结构22上安装有供检测第二加载结构22与第二安装面2121之间的距离的位移传感器26。位移传感器26用于实时测控钢支撑的轴向位移变化，基于轴线位移变化和压力传感器25检测的轴力变化，及时的掌握基坑边坡的变化动向，确保基坑边坡的稳定性。
在一种具体实施方式中，调节组件24有两个，设于千斤顶23的两侧。
在第一实施例中，调节组件24包括垂直连接于第二安装面2121的调节件241和与调节件241相配合的锁定件242，调节件241的另一端从第二加载结构22的顶部穿过并有部分位于第二加载结构22的内部，通过调节该调节件241位于第二加载结构22和第二安装面2121之间的长度来调节调节组件24的支撑长度，且调节件241位于第二加载结构22和第二安装面2121之间的长度随着千斤顶23的顶升变化而自适应调节；锁定件242连接于调节件241并抵靠于第二加载结构22，锁定件242在调节件241调节好支撑长度后，通过锁定件242抵靠于第二加载结构22而锁定调节件241的支撑长度，也即锁定件242锁定调节件241位于第二加载结构22和第二安装面2121之间的长度，并与调节件241一起顶撑于第一加载结构21和第二加载结构22之间。
在使用时，先调节千斤顶23的顶撑力，千斤顶23调节好后，再利用锁定件242将调节件241位于第二加载结构22和第二安装面2121之间的长度锁定，使得锁定件242和调节件241一起形成机械式支撑结构，确保钢支撑的预压力，为钢支撑提供安全保障。
在一种具体实施方式中，调节件241为螺杆，螺杆的一端垂直固定于第二安装面2121，另一端从第二加载结构22的顶部穿过并有部分位于第二加载结构22的内部；锁定件242为螺合于螺杆的锁定螺母，锁定螺母位于第二加载结构22和第二安装面2121之间，初始时，锁定螺母与第二加载结构22的顶面之间有一点的间距，以供螺杆进行自适应调节，使得螺杆可随着千斤顶的顶升而自动调节其支撑长度，在千斤顶处于保压支撑状态时，旋拧锁定螺母以使锁定螺母抵靠于第二加载结构22的顶面，从而锁定了螺杆的支撑长度。较佳地，锁定螺母有两个，均螺合于螺杆上，在锁定时，将两个锁定螺母螺至抵靠于第二加载结构22的顶面并锁紧，以避免螺杆发生位移。
在另一种具体实施方式中，调节件241为撑杆，撑杆的一端垂直固定于第二安装面2121，另一端从第二加载结构22的顶部穿过并有部分位于第二加载结构22的内部，撑杆上开设有沿其长度方向间隔设置的插销孔；锁定件242为与插销孔相适配的插销，插销可滑动地设于第二加载结构22的顶面，通过插销插入对应的插销孔内以实现插销与撑杆一起顶撑于第一加载结构21和第二加载结构22之间。在千斤顶23调节好顶撑力后，将插销插设于对应的插销孔内以锁定撑杆，从而支撑住第一加载结构，进而支撑住钢支撑。
在第一实施例中，第二加载结构22包括第一连接板221、第二连接板222以及加劲板223，第一连接板221和第二连接板222相对设置，第一连接板221远离第二连接板222的表面形成与基坑内壁固定连接第一固定面，第二连接板222远离第一连接板221的表面形成安装千斤顶23的第二固定面，在第二连接板222上开设有供调节组件24的调节件241穿过的贯穿孔。加劲板223垂直连接于第一连接板221和第二连接板222之间，且加劲板223与第一连接板221和第二连接板222围合形成有供容置调节件241穿过第二连接板222部分的容置空间，该容置空间的长度大于调节件241穿过第二连接板222的部分的长度，以使得该调节件241的支撑长度具有一定的调节范围。
在第二实施例中，如图3所示，调节组件24包括垂直连接于第二安装面2121的连接套筒243和插入连接套筒243内的螺纹锁杆244，螺纹锁杆244的端部固定连接于第二加载结构22；螺纹锁杆244上螺合有紧固螺母245；
在千斤顶23顶升调节时，螺纹锁杆244通过伸入连接套筒243或从连接套筒243内伸出进行自适应调节其露出连接套筒243外的部分的长度，在调节好长度后，通过旋拧紧固螺母245抵靠于连接套筒243的端部进而限位了调节组件24的支撑长度。
初始时，紧固螺母245与连接套筒243的端部有一定的间距，使得螺纹锁杆244的可调节伸入连接套筒243内的长度，在千斤顶23调节好后，旋拧紧固螺母245以使其抵靠于连接套筒243的端部，从而使得螺纹锁杆244的长度不可调，从而固定了调节组件24的支撑长度。较佳地，紧固螺母245有两个。
在第二实施例中，第二加载结构22为一固定板224，该固定板224具有相对的底面和顶面，其中底面与基坑内壁固定连接，顶面安装固定千斤顶23，且锁定螺杆244的端部也固定于固定板244的顶面。
在一种具体实施方式中，如图1至图3所示，第一加载结构21包括第一加载板211、第二加载板212以及多个加肋板213；
第一加载板211与第二加载板212相对设置，第一加载板211的表面形成第一安装面2111，第二加载板212的表面形成第二安装面2121；
加肋板213垂直连接于第一加载板211和第二加载板212之间，且多个加肋板213对应的设于千斤顶23的活塞杆231和调节件241的受力中心处。
将加肋板213置于活塞杆和调节件241的受力中心处，可防止加载部位因局部受力过大而产生局部屈曲破坏。
较佳地，第一加载板、第二加载板和一个加肋板连成工字钢，其余加肋板垂直设于作为工字钢腹板的加肋板的两侧，并与第一加载板和第二加载板固定连接。
又佳地，调节组件中的调节件、螺纹锁杆的直径采用120mm至180mm直径，千斤顶的吨位采用300t至600t之间，在第二加载结构上开设的贯穿孔的直径比调节件的直径大10mm至15mm，以确保调节件可自由的移动调节。
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造的使用过程进行说明。
基坑支护时，在钢支撑的端部连接本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，将第一加载结构21的第一加载板与钢支撑的端部通过高强螺栓紧固连接，将第二加载结构固定在基坑内壁的边梁上，在钢支撑体系完全搭设好后，采用液压千斤顶对每根纵向主受力钢支撑施加中心轴预压力，同时采用压力传感器监测支撑轴力大小，待预压力达到设定值后，启动伺服系统，使得千斤顶保持设计轴压力，也即千斤顶处于保压支撑状态，在千斤顶施加预压力时，调节组件的支撑长度会随着活塞杆一起位移变化，在千斤顶处于保压支撑状态时，将调节组件锁定，以固定其支撑长度，这样在千斤顶发生泄压时，其两侧的调节组件仍完全承担钢支撑的预压力，给整套支撑体系提供了双重安全保障。
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造的有益效果包括：
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，集成化程度高，安装快捷方便；
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，具有机械锁机构，可以实现双重保障机制，有效提高结构的安全性能；
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，设有压力传感器和位移传感器，可实时测控钢支撑轴力变化和支撑系统的轴向位移变化，可及时掌握基坑边坡的变化动向，确保基坑边坡的稳定性；
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，构造简单，传力明确，加工制作方便快捷，稳定性好；
本实用新型的机械自锁式液压伺服端头构造，现场操作步骤简单便捷，有效提高现场施工效率。
以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。
1.一种机械自锁式液压伺服端头构造，支撑连接于基坑内壁和钢支撑端部之间；其特征在于，所述机械自锁式液压伺服端头构造包括：
第一加载结构，具有相对的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面与对应的钢支撑端部紧固连接；
与所述第一加载结构相对设置的第二加载结构，所述第二加载结构与基坑内壁固定连接；
垂直连接于所述第二加载结构的千斤顶，所述千斤顶的活塞杆顶撑于所述第二安装面上，通过调节所述千斤顶的顶撑力以对所述钢支撑施加预压力；以及
支撑连接于所述第二安装面和所述第二加载结构之间且支撑长度可调节的调节组件，所述调节组件的支撑长度随着所述千斤顶的伸缩而自适应调节，所述调节组件在调节好支撑长度后可锁定其支撑长度以顶撑于所述第一加载结构和所述第二加载结构之间。
2.如权利要求1所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述第二安装面上对应所述活塞杆的端部固设有压力传感器，通过所述压力传感器检测所述千斤顶的顶撑力。
3.如权利要求1所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述第二加载结构上安装有供检测所述第二加载结构与所述第二安装面之间距离的位移传感器。
4.如权利要求1所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述调节组件为两个，设于所述千斤顶的两侧。
5.如权利要求1所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述调节组件包括垂直连接于所述第二安装面的调节件和与所述调节件相配合的锁定件；
所述调节件的另一端从所述第二加载结构的顶部穿过并有部分位于所述第二加载结构的内部；
所述锁定件连接于所述调节件并抵靠于所述第二加载结构，从而锁定所述调节件的支撑长度。
6.如权利要求5所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，
所述调节件为螺杆，所述螺杆一端垂直固定于所述第二安装面，另一端从所述第二加载结构的顶部穿过并有部分位于所述第二加载结构的内部；
所述锁定件为螺合于所述螺杆的锁定螺母，所述锁定螺母位于所述第二加载结构和所述第二安装面之间，通过旋拧所述锁定螺母以使所述锁定螺母抵靠于所述第二加载结构的顶面，从而实现锁定所述调节件的支撑长度。
7.如权利要求5所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述调节件为撑杆，所述撑杆的一端垂直固定于所述第二安装面，另一端从所述第二加载结构的顶部穿过并有部分位于所述第二加载结构的内部，所述撑杆上开设有沿其长度方向间隔设置的插销孔；
所述锁定件为与所述插销孔相适配的插销，所述插销可滑动地设于所述第二加载结构的顶面，通过所述插销插入对应的插销孔内以实现锁定所述撑杆的支撑长度。
8.如权利要求1所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述调节组件包括垂直连接于所述第二安装面的连接套筒和插入所述连接套筒内的螺纹锁杆，所述螺纹锁杆的端部固定连接于所述第二加载结构；
所述螺纹锁杆上螺合有紧固螺母，通过旋拧所述紧固螺母抵靠于所述连接套筒的端部进而锁定所述螺纹锁杆的支撑长度。
9.如权利要求1所述的机械自锁式液压伺服端头构造，其特征在于，所述第一加载结构包括第一加载板、第二加载板以及多个加肋板；
所述第一加载板与所述第二加载板相对设置，所述第一加载板的表面形成所述第一安装面，所述第二加载板的表面形成所述第二安装面；
所述加肋板垂直连接于所述第一加载板和所述第二加载板之间，且多个所述加肋板对应的设于所述千斤顶的活塞杆和调节件的受力中心处。
技术总结