可填料式位移調整補償裝置的制作方法

本發明屬于一種調高裝置，尤其涉及一種在地基上建造的建筑物，例如道路、橋梁、涵洞、隧道、樓宇等上的地基防沉降的填料式位移調整補償裝置。

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范標準的平順性指標。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后沉降，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、樓宇建筑物等具有地基(基礎)及在地基(基礎)上的支撐物的工程中，均涉及上面提到的地基(基礎)沉降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，如何設計一種或利用一定設備補償施工前初始不平整或者施工后沉降引起的高程差的裝置，是基礎設施工程建設的必然需求。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種可填料式位移調整補償裝置，包括，第一支撐件和第二支撐件，其特征在于：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后形成的空間連通，填料可以從裝置外部穿過所述開口進入所述空間。在具體應用中，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連接。第一支撐件和第二支撐件和至少一層套筒構成了一個可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。填料可以從開口進入所述移動后的空間，這樣源源不斷補入填料，則保證了高度調整值不受填料量的限制。填料可以是從外部裝置中自動流入位移調整補償裝置內的，也可以是手動添加的。

進一步地，其中，所述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后形成的空間連通。

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于地基外部。填料結構可以是一個獨立的箱體，也可以是非獨立結構，在地基中形成的凹坑也可以。

進一步地，其中，所述填料結構還包括增壓裝置，用于向填料施加促進流通的力，該填料結構優選為彈簧及壓板結構或者液壓缸及壓板結構，或者為能使得填料空間發生變形的裝置。

進一步地，其中，所述填料結構配有可標示含量的裝置，能夠顯示出其內部填料的量。

進一步地，其中，所述第二支撐件內部具有容置填料的空間，第二支撐件上端、底板均設置有供填料流通的開口，所述填料結構通過上端的開口與第二支撐件內部連通。這樣，當地基下沉時，第二支撐件內部的填料可通過底板開口進入第二支撐件與第一支撐件之間的空間中，且填料箱中的填料補充入第二支撐件內部。

進一步地，其中，所述第二支撐件的底板上表面的至少一部分為傾斜的，方便填充物的流動。

進一步地，其中，所述第一支撐件上具有開口，所述填料結構通過該開口與第一支撐件內部連通。這樣，填料結構中的填料可以通過所述開口進入第二支撐件與第一支撐件之間的空間，實現支撐。

進一步地，其中，在所述第二支撐件與第一支撐件之間還設置有至少一層套筒，并且第一支撐件、套筒和第二支撐件中的相鄰部件之間可相對軸向移動，其中，套筒上下均具有開口。

進一步地，其中，在所述相鄰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，填料箱或者支撐件內放置填料的空間裝有流體(例如，液壓油，阻尼液等)，以浸泡至少部分填料

發明效果：

本發明的填料式裝置在軟土地基、特殊不良地質條件下的工程中應用廣泛，無需人工干預可實現自動無級調整。而且工裝簡單，施工方便，安裝時占地空間小，節省工程量，節約了成本。填料可進行補充，無需提前預計沉降量。并且料箱上具有刻度，能夠實時檢測填料的使用量，并可以判斷出地基(基礎)的沉降量，可根據刻度指示算出沉降量并進行預警，并判斷出是否需要填料還是需要對地基(基礎)進行加固。

另外，通過將至少部分填料浸泡，使得裝置及填料產生了很好的防銹效果，另外，也能對裝置及填料的運動有一定的緩沖，避免了對于填料及整個裝置的損傷，延長了使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明第1實施例裝置結構圖。

圖2是本發明第1實施例調整過程示意圖。

圖3是本發明第2實施例裝置結構圖。

圖4是本發明第2實施例位移調整過程示意圖。

圖5是本發明第2實施例位移調整過程示意圖。

圖6是本發明第3實施例裝置結構圖。

圖7是本發明第3實施例位移調整過程示意圖。

圖8是本發明第3實施例另一裝置結構圖。

圖9是本發明第4實施例裝置結構圖。

圖10是本發明第4實施例位移調整過程示意圖。

圖11是本發明第5實施例裝置結構圖。

圖12是本發明第6實施例裝置結構圖。

圖13是本發明第7實施例裝置結構圖。

圖14是本發明第7實施例另一裝置結構圖。

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，示出了本發明填料式位移調整補償裝置，使用中其設置在地基(基礎)與被支撐物(軌枕、橋梁支柱、建筑物等)之間，具體包括第一支撐件2和第二支撐件1，第二支撐件1的至少一部分能夠插入第一支撐件2形成的開口內，并能相對發生軸向移動。

第一支撐件2優選為下部呈封閉狀的筒狀物，第二支撐件1內部形成具有容納填充物的空間，第二支撐件1底板上具有至少一個開口，用于使得其內部的填充物穿過并落入到內外套筒之間的空隙中。第二支撐件1頂部具有上蓋板4用于與被支撐物連接。

本發明填料式位移調整補償裝置還包括輔助填料結構，具體包括填料箱5和填料管道7，其中填料管道7一端與填料箱5連接、另一端通過上頂板4上的開口與第二支撐件1內部連通，優選地，輔助填料結構還包括填料開關6，設置在填料箱6與填料管道7的連接路徑中，其用于控制填料從填料箱5、填料管道7向第二支撐件1的流動。

其中，第二支撐件1的底板上表面呈傾斜狀，即類似漏斗結構或階梯漏洞結構，方便填充物3的向下流動。輔助填料結構優選地至少一部分設置在第二支撐件1的上方。

更優選地，由于靠自重推動的流動力量不夠，本發明在填料箱5內部或外部優選地設置有增壓裝置，用于推動填料箱5內部的填料向填料通道輸送。增壓裝置5例如為彈簧壓板，液壓缸壓板，或者能夠使得填料箱5變形產生壓力的結構。

優選地，填料箱5上設置有可視刻度，例如，采用具有刻度的透明窗。這樣可以根據需要檢測填料箱5中的填料使用情況，進而可以確定整個裝置的已發生的調高量。或者設置有其他可以標示出填料含量的裝置，例如類似于浮標一樣的東西。

優選地，填料箱5上具有可以封閉的開口，當填料箱中的填料使用過多需要補充時，可打開所述開口向期內填充填料。

其中填充物優選為粒狀的高強度材料，例如金屬粒、陶瓷粒等，更優選采用球狀顆粒。

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)，第二支撐件1底面與第一支撐件2底面緊密聯接，填充物全部在第二支撐件1內，輔助填充物設置在填料箱5內。或者第二支撐件1內初始時為空，在使用時，由填料箱5中補充填料進入其中。

當路基等支撐物發生沉降時，第一支撐件2隨之向下沉降，而第二支撐件1由于連接到被支撐物(如軌枕)上而不發生沉降，因此，在第一支撐件2底面與第二支撐件1底面而形成高程差，當此高程差的空間高度大于填充物3的粒徑時，填充物3利用自身重量通過第二支撐件1的開口部分自動流進內外套筒底部因沉降而形成的自由空間內，并逐漸填充整個空間。這樣支撐力通過第二支撐件1、填充物、外套筒傳遞到路基中，實現穩固支撐。

在此過程中隨著第二支撐件1內填充物3從下方開口流走，其內部填充物3的減少，其上部與上蓋板4之間形成空間，如果填料開關6是打開的(或者沒有填料開關時)，則填料箱5中的填料在重力作用下和/或輔助增加裝置的推動下，通過填料管道7流入第二支撐件1中。這樣，填料從填料箱5的流走量可以通過可視刻度看出來，當達到預訂的預警刻度時，則可以進行填充。保證填料箱5中的填料總能足夠一段時間的使用。

當然，填料開關也可以平時保持關閉，根據情況定期或不定期打開進行填料向第二支撐件1內部的填充。

實施例2：

本發明第1實施例的結構與實施例1不同之處在于增加了套筒，實施例2中多級伸縮結構的調高值更大，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1和第一支撐件2之間具有至少一層套筒10(圖3中以一個中間套筒為例進行說明)，其中的第二支撐件1、第一支撐件2分別與實施例1中的第二支撐件1、第一支撐件2結構基本相同，套筒10上下均具有開口，第二支撐件1、多層套筒10、第一支撐件2中任意相鄰兩個部件之間均可以沿著軸向進行相對移動，由此可實現裝置的高度調整。

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8，通過限位彈簧卡實現相鄰筒身的限位聯接，使得在高度調整過程中，相鄰的部件之間不至于在最大行程處脫出。

下面結合圖3-5，說明本發明第二實施方式可填充位移調整補償裝置的工作原理。

初始狀態時，見圖3，第二支撐件1底面與第一支撐件2底面緊密聯接，填充物全部在第二支撐件1內。或者第二支撐件1內初始時為空，在使用時，由填料箱5中補充填料進入其中。

參見圖4，當由于路基下沉等原因使得第一支撐件2向下沉降時，由于第二支撐件1與被支撐物(例如軌枕)連接，由于被支撐物的剛性作用而不會沉降，此時，第一支撐件2底面與第二支撐件1底面而形成高程差，當此高程差的空間高度大于填充物的粒徑時，填充物3由于自身重量通過第二支撐件1的開口部分自動流進內第一支撐件2底部因沉降而形成的自由空間內，此時如果填料開關6是打開的(或者沒有填料開關時)，則填料箱5中的填料在重力作用下和/或輔助增加裝置的推動下，通過填料管道7流入第二支撐件1中。通過第二支撐件1、填充物、第一支撐件2這樣的力傳遞結構，使得下沉處被支撐物(軌枕)與地基(基礎)之間實現穩固的力的支撐。

當地基上述調整完成后的一段時間后繼續下沉時，本發明裝置繼續執行上述過程，實現進一步的穩固支撐。

參見圖5，當一次下沉量或多次下沉量過大，而超過套筒10與第一支撐件2之間的行程時，即當套筒10與第一支撐件2之間位移到限位彈簧卡8預定的限位位置時，套筒10與第一支撐件2之間不能繼續移動。此時，地基與軌枕之間的距離進一步加大而拉伸裝置，第二支撐件1與套筒10之間開始發生位移，而在第二支撐件1下部形成空間，隨即填充物繼續通過第二支撐件1的開口流出到空間中。

第二支撐件1與套筒10之間可移動至限位彈簧卡8的位置。這樣，整個裝置的高度調整量為套筒10相對于第一支撐件2的行程加上第二支撐件1相對于套筒10的行程之和。明顯增大了裝置的高度調整的范圍，適用范圍更廣。

當填料箱內填料減小到一定量時，可以往其中補充填料。并且根據填料減少量計算出地基沉降量，當(累計)填料減少量到一定值時，可以考慮對地基進行二次加固。

上面的方案例中限定了第二支撐件1、套筒10、第一支撐件2之間的先后移動關系，但是可以知道，其移動關系可變，比如套筒10可以先與第一支撐件2之間保持不動，或者三者之間的移動沒有固定的先后順序限制。

上面方案示出了兩級調高結構，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6-7示出了本發明第3實施例的結構圖，第二支撐件1與地基接觸，第一支撐件2與軌枕或其他被支撐物連接。第二支撐件1內部不用裝有填料。第一支撐件2上設有開口，并通過開口與外面的填料箱5連接。

在填料箱5內部設置有增壓機構，例如，彈簧壓板結構等，施加壓力到填料上，使得填料能夠快速流入缸筒第一支撐件2內。

另一方案中，第二支撐件1與第一支撐件2可以倒置過來，即缸筒第一支撐件2與地基接觸，第二支撐件1與軌枕或其他被支撐件連接，此時填料箱5還放置在上方，通過一定通路與第一支撐件2內部連通。(如圖8所示)

實施例4：

參見圖9-10示出了本發明第4實施例的增高裝置，其與實施例3相比增加了至少一層套筒結構，進而能夠實現更大的高度調整，并且能夠更加充分利用填料箱可補充填料的特點。

實施例5：

本實施例與之前實施例的不同之處在于填料箱的結構，本實施例中沒有單獨的填料箱，參見圖11，其中，利用在地基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于外面的凹坑，或者為不暴露于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6：

參見圖12本實施例與實施例2類似，不同之處在于套筒的位置。套筒10不是設置在第一支撐件內側壁2和第二支撐件1外側壁之間，而是其上下端均與在第一、第二支撐件的外側壁滑動連接。此時套筒的側壁截面為l型或者階梯型等上下具有高度差的形狀。

實施例7：

參見圖13-14，示出了本發明第7個實施例的裝置，其為在實施例6的基礎上增加了一層套筒的結構，其中，第一支撐件2與第二套筒11之間滑動連接，第二支撐件1與第一套筒10之間滑動連接，兩層套筒之間滑動連接，并在預定位置設置有限位裝置。

但是，圖13和圖14的具體位置關系不同，圖13中第一套筒10側壁為l形結構，第二套筒11為直筒結構，兩層套筒均位于第一支撐件2和第二支撐件1的外側，即第一支撐件2的壁外側與第二套筒12的內壁連接，第二支撐件1的外壁與第一套筒10的l形的短端部的內壁之間滑動連接，第二套筒11的外壁與第一套筒10的內壁連接。圖14中兩層套筒均為l形結構，第一套筒10位于第一支撐件2和第二支撐件1的外側，第二套筒11位于第一支撐件2和第二支撐件1之間。即，第一支撐件2的內壁與第二套筒11的外壁連接，第二支撐件1的外壁與第一套筒10的l形短端部的內壁之間連接，第二套筒11的l形短端部的外壁與第一套筒10的內壁連接。

這里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，其中套筒可以均位于兩個支撐件的外側，或者部分在兩個支撐件的外側，部分在兩個支撐件的內側。

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。

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于初始狀態時地基就有沉降的情形，此時，上述方案中的裝置或機構可預先進行一定的伸長，然后安裝在合適位置，實現力的支撐傳遞。

在優選的方案中，可以在填料箱和/或放置有填料的支撐件中裝入流體介質，例如液壓油，阻尼液等，流體介質至少浸泡部分填料，這樣可以實現裝置及填料的防銹以及對填料的緩沖，這樣能夠延長填料及裝置的使用壽命，節約了成本。

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于其它需要實現支撐和/或需要保證距離的兩個物體之間。

上述實施例中由于第一支撐件、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，對于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范圍。此外，盡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，并不對本發明構成任何限制。