沉降地区大口径输水管道用可调整升降支座装置 【技术领域】
本发明属于生态环境建设与保护技术领域，具体属于土木工程领域，具体涉及跨越沉降地区大口径输水管道用支座装置。
背景技术
宿州、淮北两市地处安徽省皖北地区东北部，因远离大江大河和大湖大库，历来属我省最主要的缺水城市。长期以来由于缺水严重，经济发展受制约，地下水超采严重，生态环境趋于恶化。因此安全可靠的水资源是促进区域经济持续发展和生态环境改善的重要基础，也是实现淮北煤焦化电发展战略的必备条件。用水规划中的输水管路规划需跨越3.7km长的煤矿采空区，随煤矿开采进程地面将持续发生沉降，从而导致输水管道出现三维变位，而输水管道直径为1600mm，每米长度重达1t，调整不方便，必须沿管道间隔一定距离设置可升降支座对管道进行调整。
【发明内容】
为了解决沉降地区大口径输水管路的架设问题，本发明提供一种沉降地区大口径输水管道用可调整升降支座装置。
具体的技术解决方案如下：
沉降地区大口径输水管道用可调整升降支座装置包括四个以上升降支座，每个升降支座包括上部支撑机构、下部支撑机构和支墩基础；
所述上部支撑机构包括凹面向上的弧形板2，弧形板2地底部通过竖板连接着矩形水平上支撑板3，上支撑板3上均布设有四个以上的安装孔，上支撑板3长度方向两侧分别设有水平顶板5；
所述下部支撑机构包括箱式下支撑框架6，下支撑框架6顶面均布设有四个以上螺栓孔，螺栓孔对应处的下支撑框架6上设有套管9，套管9的另一端连接着下支撑框架6内底部，套管9内插设有调节螺栓8，与调节螺栓8配合的调节螺母7位于下支撑框架6顶面，伸入上支撑板3安装孔内的调节螺栓8上端配合连接着固定螺母4；下支撑框架6底部均布设有四块以上四氟板10；
所述支墩基础包括混凝土墩17，混凝土墩17顶面为平面，其上设有钢板12，钢板12中部对应设有四个以上板槽，通过四块以上四氟板10与四个以上板槽12的配合使下支撑框架6与混凝土墩17连接；与上部支撑机构两侧水平顶板5对应的钢板12长度方向两侧分别设有挡板13。
所述上支撑板3两侧分别通过顶杆连接着水平顶板5，水平顶板5的一侧连接着上支撑板3的竖板。
所述挡板13横截面为L，其一侧面平行于水平顶板5。
所述钢板12宽度方向两侧分别设有一块以上的轴向限位挡板14。
所述钢板12通过锚固螺栓连接着混凝土墩17。
目前尚没有一种大口径承压管道能够自身承担采空区巨大的变形。考虑采用变形量分级分担的方式解决。小变形通过安装于管道上的变形调节器予以吸收，当变形量超过管道变形调节器的调节能力时，通过管道升降或管节长度调整措施予以人工调节。可调整升降支座装置正是为了解决大口径管道升降调节而发明的。支座装置分为滑动支座装置和固定支座装置，滑动支座装置适应地基的变形，固定支座装置吸收管道的盲端推力。对管道进行人工调节时，不需要拆卸管道再组装。
本发明装置设计合理，结构简单，操作调整方便。在地基变形量小时，由管道上波纹补偿器协调；当变形量较大时可以调整支座；当累计变形量超过支座调节能力时，可以方便的拆卸支座，调整支墩高度，再重新安装支座，在新的高度上进行调节。
【附图说明】
图1为本发明结构示意图，
图2为图1的A-A剖视图，
图3为图1的B-B剖视图，
图4为图1中甲处放大图，
图5为混凝土墩的钢板宽度方向两侧设有轴向限位挡板结构示意图，
图6为图5的C-C剖视图，
图7为图5的D-D剖视图，
图8为图5中乙处放大图，
图9为本发明的使用状态图。
【具体实施方式】
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
实施例1：
参见图1，沉降地区大口径输水管道用可调整升降支座装置包括多个升降支座，每个升降支座包括上部支撑机构、下部支撑机构和支墩基础；
上部支撑机构包括凹面向上的弧形板2，弧形板2的底部通过竖板连接着矩形水平上
下部支撑机构包括箱式下支撑框架6，下支撑框架6顶面均布设有八个螺栓孔，每个螺栓孔对应处的下支撑框架6上焊接安装有套管9，套管9的另一端焊接连接着下支撑框架6内底部，套管9内插设有调节螺栓8，与调节螺栓8配合的调节螺母7位于下支撑框架6顶面，伸入上支撑板3安装孔内的调节螺栓8上端配合连接着固定螺母4；下支撑框架6底部均布设有八块四氟板10，见图2、图3和图4。
支墩基础包括混凝土墩17，混凝土墩17顶面为平面，其上通过锚固定螺栓15安装有钢板12，钢板12中部对应设有八个板槽，通过八块四氟板10与八个板槽的配合使下支撑框架6与混凝土墩17连接；与上部支撑机构两侧的水平顶板5对应的钢板12长度方向两侧分别安装有挡板13。挡板13横截面为L，其一个侧面平行与水平顶板5。
该可调整升降支座装置为滑动支座装置20，安装使用时，大口径输水管1配合位于弧形板2上；多个滑动支座装置分别支撑着大口径输水管1，波纹补偿器18连接着相邻的大口径输水管1，见图9，多个滑动支座装置20距波纹补偿器18的距离分别为3.5m、7.5m和17m，见图9。
实施例2：
参见图5、图6、图7和图8，钢板12宽度方向两侧分别设有两块轴向限位挡板14，其它同实施例1。该可调整升降支座装置为固定支座装置19，安装使用时，安装在距波纹补偿器20-25m处，见图9。
实施例3
工程取水口位于符怀新河上，输水管线长约90km，设计输水流量3m3/s。线路途径蚌埠市的怀远县、淮北市的濉溪县，先后跨越206国道、合徐高速公路、澥河、矿区铁路等重要设施后，输水进入临涣塌陷区。主体工程由新湖洼翻水站、取水口建筑物、取水泵站、加压泵站(包括调节池)、出水口建筑物、管道等组成。总投资约7亿元。输水管线需跨越3.7km长的煤矿采空区。
根据分析，塌陷区点间相对伸缩位移最大(径向)达97.9cm；点间垂直管线相对位移最大(横向)达55.9cm；沉降量(横向)最大达216.3cm。在塌陷区42个径向变位点中超过25cm的点数只有3个，超过15cm横向变位的只有12个。由于塌陷区地基存在沉降变位和水平向顺管线及垂直管线的变位，因此管道的变形也将是三维空间的。管道为明铺钢管，沿管道走向间隔一定距离布置滑动支座装置20和固定支座装置19，以适应塌陷区地基变形的要求。
参见图9，多个滑动支座装置20分别位于波纹补偿器18两侧，支撑着大口径输水管1，且距波纹补偿器18的距离分别为3.5m、7.5m和17m，两个固定支座装置19分别安装在距波纹补偿器20-25m处。
当地基变形在波纹补偿器18允许变形值之内时，通过波纹补偿器18吸收变形，确保管道运行安全。当变形量超过波纹补偿器允许变形值时，需要调整上部支撑机构与下部支撑机构之间的间距，将千斤顶16放入上支撑机构的水平顶板5和挡板13之间，并松开调节螺母7即可。通过支座调整管道复位，波纹补偿器18重新开始吸收变形，确保管道运行安全。