CN107842027B - 一种基坑组合式型钢支撑梁及其建造方法 - Google Patents

一种基坑组合式型钢支撑梁及其建造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基坑组合式型钢支撑梁,包括主梁模块和次梁模块;主梁模块至少包括三个平行设置的主梁,每个主梁包括两根第一H型钢以及连接第一H型钢的第一连接撑,在相邻的主梁之间设置了斜撑和纵向撑;次梁模块包括至少一组次梁,每组次梁至少包括两个平行设置的次梁;每个次梁包括两根第二H型钢以及连接第二H型钢的第二连接撑;主梁的两端固定连接在基坑的横向方向的两侧的钢围檩上;次梁的两端固定连接在基坑的相邻的两侧的钢围檩上;主梁支撑在第一立柱上,次梁支撑在第二立柱上。本申请还公开了上述基坑组合式型钢支撑梁的建造方法。该钢支撑在保证强度的情况下,可有效地减少构件的数量,提高建造速度。

Description

一种基坑组合式型钢支撑梁及其建造方法
技术领域
本发明涉及地下施工基坑的围护领域,具体涉及一种基坑组合式型钢支撑梁以及该支撑梁的建造方法。
背景技术
在进行涉及地下施工时,为保证施工的安全和效率,一般需要在基坑周围设置基坑围护,并在基坑围护内设置围檩和支撑梁,支撑梁抵靠在围檩上,通过对围檩的施压,保证基坑围护的稳定,从而保证基坑的安全。
在目前,随着新技术的不断开发,支撑梁逐步向模块化发展,这些模块化的支撑梁提高了基坑支护系统的建造速度,以及支撑梁的回收和重复利用率,在保证基坑及地下结构施工安全性的同时,还降低了相关的施工费用。支撑梁的模块化是采用标准化的型钢构件和连接构件,这些型钢构件和连接构件之间采用焊接或高强度螺栓连接在一起,其中的连接构件为各种形状的平板状构件。为了拆卸的方便,较为普遍的是采用高强度螺栓将型钢构件与连接构件进行连接,各型钢构件通过连接构件连接在一起,组合成各种跨度的钢支撑。采用连接构件来对各型钢构件进行连接,可以很方便将各型钢构件进行连接,其中的型钢构件可以采用多种型钢制作,包括H型钢、角钢、扁钢、矩形钢管等多种型钢。正是由于采用了连接构件,使得型钢构件的采用选择可以多样化,减少了对材料的限制。
但是由于采用了平板状构件作为连接构件,加大了构件数量,型钢材料的多样化虽然方便了型钢构件的材料选择,扩大了材料的选择范围,但使得构件的种类大幅度地增加,加大了管理难度。由于构件的大幅度增加,需要更多的连接用螺栓,使得支撑梁的安装与拆卸需要更多的时间,施工的效率无法得到进一步的提升。
由于大量的型钢构件通过连接构件进行连接,各连接构件为平板状,因此各连接构件在垂直于连接构件厚度方向上,具有较低的强度。在两个型钢构件之间,当连接构件仅沿同一平面进行布置时,使相邻型钢构件之间的力量传递受到影响,为了增强相邻型钢构件之间的连接强度,在相邻的型钢构件之间,需要沿相互垂直的两个平面同时设置连接构件。连接构件的增加,也增加了架设支撑梁的时间,同时也增加了支撑梁的用钢量,增大了支撑梁的建造成本。
发明内容
针对上述问题,本申请首先提出了一种基坑组合式型钢支撑梁,该钢支撑在保证强度的情况下,可有效地减少构件的数量,提高建造时的速度,本发明的具体技术方案如下:
一种基坑组合式型钢支撑梁,安装在水平截面呈矩形的基坑内,其包括主梁模块和次梁模块;
所述主梁模块至少包括三个平行设置的主梁,每个主梁包括两根平行设置且沿横向布置的第一H型钢,同一主梁的两根第一H型钢之间设置有采用H型钢制作的第一连接撑,第一连接撑的翼缘与第一H型钢的翼缘相平行;第一H型钢的翼缘沿水平方向布置,第一连接撑的端部伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,第一连接撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第一螺栓连接在一起;
在相邻的两个主梁之间设置有纵向撑和斜撑,纵向撑和斜撑均采用H型钢制作,纵向撑的翼缘以及斜撑的翼缘均与第一H型钢的翼缘相平行;
纵向撑沿纵向延伸,纵向撑的两端分别连接到两个主梁的相对的两根第一H型钢上,纵向撑的端部伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,纵向撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第二螺栓连接在一起;
斜撑的延伸方向与纵向撑的延伸方向之间具有一夹角,斜撑的两端分别连接到两个主梁的相对的两根第一H型钢上,斜撑的端部伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,斜撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第三螺栓连接在一起;
所述次梁模块包括至少一组次梁,每组次梁至少包括两个平行设置的次梁;
每个次梁包括两根平行设置的第二H型钢,每个次梁的两根第二H型钢之间设置有采用H型钢制作的第二连接撑,第二连接撑的翼缘与第二H型钢的翼缘相平行;第二H型钢的翼缘沿水平方向布置,第二连接撑的端部伸入到第二H型钢的翼缘之间的空间内,第二连接撑与第二H型钢的朝向同一侧的翼缘经第四螺栓连接在一起;
第二H型钢与第一H型钢成一角度设置;
主梁的两端固定连接在基坑的横向方向的两侧的钢围檩上;
次梁的两端固定连接在基坑的相邻的两侧的钢围檩上;
该基坑组合式型钢支撑梁还包括第一立柱以及第二立柱,在第一立柱上设置有第一支撑部和第二支撑部;在第二立柱上设置有第三支撑部和第四支撑部;
其中第一支撑部支撑所述第一H型钢,第二支撑部支撑所述第一连接撑;第三支撑部支撑所述第二H型钢,第四支撑部支撑所述第二连接撑。
在本发明中,将支撑梁分为主梁模块和次梁模块,其中的主梁模块包括若干主梁,各主梁的部件仅包括采用H型钢制作的第一H型钢和第一连接撑,第一H型钢和第一连接撑进行连接时不经过连接构件,而是直接采用螺栓将第一连接撑连接到第一H型钢上,第一连接撑与第一H型钢的连接是通过H型钢的翼缘连接在一起。连接构件的取消,减少了主梁的构成部件的数量。统一采用H型钢制作主梁的第一H型钢和第一连接撑,不但减少了对材料管理的难度,而且降低了材料管理成本,由于连接构件的取消,减少了连接螺栓的用量,不但可有效地提高主梁的安装速度,还可减少主梁的建造费用。
第一连接撑的两端是伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,由于H型钢的翼缘具有较高的强度,能够满足两者的连接强度。
相邻的两个主梁之间所安装的纵向撑和斜撑也同样采用H型钢制作,纵向撑和斜撑与第一H型钢的连接也是采用直接连接的方式,不经过连接构件进行桥接,这减少了主梁模块的制作成本,同时可有效地提高主梁模块的建造速度。
进一步,制作第一连接撑的H型钢的规格要较第一H型钢的规格低一个等级;制作纵向撑和斜撑均的H型钢的规格要较第一H型钢的规格低一个等级;制作第二连接撑的H型钢的规格要较第二H型钢的规格低一个等级。
上述的规格第一个等级是指型号规格相邻,采用相邻规格的H型钢制作各主梁配件和各次梁配件,使材料的配备更加简单化,更加方便材料的管理。
进一步,在主梁的水平方向的至少一侧设置有辅梁,辅梁与第一H型钢之间成一夹角,辅梁的一端连接在钢围檩上,辅梁的另一端连接在第一H型钢上。增加辅梁后,可提高主梁与钢围檩的连接区域,使钢围檩的受力趋向均匀,使基坑组合式型钢支撑梁与钢围檩的连接更加稳定,减少钢围檩在外部土体的压力下所可能产生的变形。
进一步,对应于每个主梁均设置有一个第一立柱组,每个第一立柱组包括若干根第一立柱,每个第一立柱组的第一立柱位于所对应的主梁的两根第一H型钢之间,每个第一立柱组中的第一立柱沿所对应的主梁的延伸方向排成两列、且呈“之”字形布置,每个主梁的两根第一H型钢各抵靠在一列第一立柱的侧面上;每个主梁至少有一根第一连接撑抵靠在一根第一立柱的侧面上。
将支持主梁的立柱排列成“之”字形后,在保证对主梁的整体支撑力度的同时,还可对主梁形成较为均匀的支撑,在传统的两根立柱形成一个小的支撑组的方式中,沿主梁的延伸方向,相邻立柱之间的距离较大,虽然采用本申请中的“之”字形排列后,对于单根第一H型钢而言,立柱之间的距离仍较大,但是由于两列立柱在主梁延伸的方向上交错布置,利用第一连接撑的传递作用,其中一根第一H型钢会对另一根H型钢形成一定的支撑作用,从而使两列立柱对每根第一H型钢均具有支撑作用。
具体地,所述钢围檩采用H型钢制作,主梁采用螺栓连接或焊接方式固定在钢围檩上,次梁采用螺栓连接或焊接方式固定在钢围檩上。上述两种方式较为成熟且可靠,均可使主梁和次梁稳定地连接在钢围檩上,保证基坑在施工过程中的安全性。
在本申请中,还提出了一种上述基坑组合式型钢支撑梁的建造方法,具体包括如下步骤:
(1)装配主梁和次梁:
按设定长度组装主梁,将同一主梁的两根第一H型钢平行布置,然后将第一连接撑的两端分别布置在两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,将第一螺栓穿过第一H型钢与第一连接撑的朝向同一侧的翼缘将第一H型钢与第一连接撑连接在一起;
按设定长度组装次梁,将同一次梁的两根第二H型钢平行布置,然后将第二连接撑的两端分别布置在两根第二H型钢的翼缘之间的空间内,将第四螺栓穿过第二H型钢与第二连接撑的朝向同一侧的翼缘将第二H型钢与第二连接撑连接在一起;
(2)施工围护桩并完成,下沉第一立柱与第二立柱;然后挖掘土方,直到基坑组合式型钢支撑梁的施工标高,暂停土方的挖掘;安装钢围檩;
在第一立柱的设定标高上固定安装用于支撑第一H型钢的第一支撑部和支撑第一连接撑的第二支撑部;
在第二立柱的设定标高上固定安装用于支撑第二H型钢的第三支撑部和支撑第二连接撑的第四支撑部;
(3)吊装主梁和次梁:
主梁的吊装为:
将主梁依次吊装到相应的第一立柱上,使主梁的第一H型钢活动地支撑在第一支撑部上,并使至少一根第一连接撑活动地支撑在第二支撑部上;将同一主梁的两根第一H型钢的同一侧的端部固定连接在钢围檩上,同一主梁的两根第一H型钢的另一侧的端部暂不与钢围檩进行连接;
次梁的吊装为:
将次梁依次吊装到相应的第二立柱上,使次梁的第二H型钢活动地支撑在第三支撑部上,并使至少一根第二连接撑活动地支撑在第四支撑部上;将同一次梁的两根第二H型钢的同一侧的端部固定连接在钢围檩上,同一次梁的两根第二H型钢的另一侧的端部暂不与钢围檩进行连接;
主梁的吊装和次梁的吊装顺序不分先后;
(4)预应力的施加:
在完成主梁和次梁的吊装后,对主梁的第一H型钢和次梁的第二H型钢进行预应力的施加并安装纵向撑和斜撑;
A、主梁的第一H型钢的预应力的施加及纵向撑和斜撑的安装:
沿纵向方向,顺次分步对所有的主梁的第一H型钢进行预应力的施加;
首先对第一个主梁的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;
然后对第二个主梁的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;
在第一个主梁与第二个主梁之间安装纵向撑和斜撑并完成;
然后顺次对第三个主梁的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;
在第二个主梁与第三个主梁之间安装纵向撑和斜撑并完成;
依照上述步骤,对主梁的第一H型钢施加预应力并安装相应的纵向撑和斜撑,直到完成对所有主梁的第一H型钢的预应力施加及相应的纵向撑和斜撑的安装;
在安装纵向撑时,是将纵向撑的两个端部分别伸入到两个主梁的相对的两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,然后用第二螺栓将纵向撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第二螺栓连接在一起;
在安装斜撑时,是将斜撑的两个端部分别伸入到两个主梁的相对的两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,用第三螺栓将斜撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘连接在一起;
在完成对所有主梁的第一H型钢的预应力施加以及纵向撑和斜撑安装完成后,在第一型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,再将第一型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起;
对第一H型钢的预应力施加方式是在第一H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间安装第一千斤顶,然后启动第一千斤顶,向第一H型钢施加预应力;
B、次梁的第二H型钢的预应力的施加:
在第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间安装第二千斤顶,启动第二千斤顶,向第二H型钢施加预应力,然后在第二型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,再将第二型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起;
施加预应力时,对第一H型钢的预应力施加方向为第一H型钢的延伸方向,对第二H型钢的预应力施加方向为第二H型钢的延伸方向。
在上述建造方法中,首先对主梁和次梁进行了预组装,在需要时可直接将主梁和次梁进行整体吊装,由于节约了在基坑内建造主梁和次梁的时间,可有效地加快在基坑内建造型钢支撑的效率。在建造过程中,对主梁的第一H型钢和次梁的第二H型钢进行了预应力的施加,使第一H型钢和第二H型钢存储了一定的内应力,当型钢支撑梁受到基坑外部土体的压力后,这部分内应力可以至少部分抵消外部土体的压力,当内应力不足以抵消外部土体的压力,第一H型钢和第二H型钢才会在外力的作用下再次产生一定的形变,以形成足够的反抗力,由此可减少第一H型钢和第二H型钢在外部压力下的形变,从而最大限度地保持了整个基坑组合式型钢支撑的外形的稳定性,保证了在整个基坑开挖以及地下施工过程中,基坑的侧壁保持稳定,以保证施工的安全性。
在对同一主梁的两根第一施加预应力时,是同步进行,避免对两根第一H型钢分步施加预应力时,使主梁发生倾斜现象,造成第一连接撑与第一H型钢之间的连接遭到破坏。
本申请中,是在完成对所有的第一H型钢施加预应力后,才在第一H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间塞入垫铁并进行连接。在对后续的第一H型钢施加预应力的过程中,会对已完成预应力施加的第一H型钢产生一个额外的附加应力,如果在完成一个主梁的第一H型钢的预应力施加后,立即将第一H型钢连接在钢檩上,则上述的附加应力无法消除,而一直保留在已完成预应力施加的第一H型钢中,由于这种附加应力尚无法正确地评估,而使这种附加应力具有潜在的对第一H型钢的不利影响,进而影响到整个型钢支撑梁以及基坑施工的安全。
在完成所有的第一H型钢的预应力施加后,再进行第一H型钢与钢围檩的连接,则会将上述无法控制的附加应力有效地消除。这是利用完成预应力施加后,第一H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间会形成一个间隙,利用这个间隙的大小变化,会使上述的附加应力基本消除,从而保证型钢支撑梁的安全。
优选地,所述第一千斤顶与第二千斤顶均采用机械式螺母液压锁定千斤顶;在施加预应力时,所有第一H型钢的预应力施加方向相同,同一组次梁内的所有第二H型钢的预应力施加方向相同;在完成第一H型钢与钢围檩的连接后,拆除第一千斤顶;在完成第二H型钢与钢围檩的连接后,拆除第二千斤顶。
机械式螺母液压锁定千斤顶具有机械锁定装置,在对其中某个主梁的第一H型钢完成预应力的施加后,只需要将千斤顶锁定即可,可以防止千斤顶的液压系统在由于断电等事故突然失去压力时,导致预应力施加的失效。
沿同一方向对第一H型钢和第二H型钢进行预应力的施加,尤其是在对所有的第一H型钢和第二H型钢分步施加时,能够灵活地控制对各第一H型钢和第二H型钢的预应力的施加,并根据各第一H型钢和第二H型钢的具体变形情况及时调整预应力的施加方案,以保证整个基坑组合式型钢支撑梁内部的应力能够均衡地分布,以使基坑组合式型钢支撑梁能够稳定地承受外部土体的压力。
进一步,在步骤(3)中,随着主梁的吊装,将纵向撑和斜撑放置到预定的位置,用第二螺栓将纵向撑的一端与一根第一H型钢穿设在一起,纵向撑的另一端搭在另一根第一H型钢上,并保持自由状态,使纵向撑能够绕已穿设的第二螺栓自由转动;
用第三螺栓将斜撑的一端与一根第一H型钢穿设在一起,斜撑的另一端搭在另一根第一H型钢上,并保持自由状态,使斜撑能够绕已穿设的第三螺栓自由转动;
在完成相邻的两个主梁的第一H型钢的预应力施加后,再将已完成穿设的第二螺栓紧固,并用第二螺栓将纵向撑的另一端紧固在其所搭的另一根第一H型钢上;
以及将已完成穿设的第三螺栓紧固,并用第三螺栓将斜撑的另一端紧固在其所搭的另一根第一H型钢上。
在完成主梁的吊装后,即将纵向撑和斜撑放置在第一H型钢上,并将其中的一端用螺栓连接在一起,但保证纵向撑和斜撑的自由转动,采用这样的方式可以提高作业效率,形成流水化作业。
在施加预应力时,对同一组次梁内的次梁的第二H型钢采用分步施加的方式进行,即首先对一个次梁的两根第二H型钢同步施加预应力,在达到设定压力时,停止加压并保持压力;然后再对第二个次梁的两根第二H型钢同步施加预应力,在达到设定压力时,停止加压并保持压力;依次对同一组内的次梁的第二H型钢完成预应力的施加;
在完成一组次梁内的次梁的第二H型钢的预应力施加后,再对另一组次梁内的次梁的第二H型钢进行预应力施加,逐步完成对所有的次梁的第二H型钢的预应力施加;
在完成全部次梁的第二H型钢完成预应力的施加,再在所有的第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,将第二型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起,然后拆除第二千斤顶。
在对次梁的第二H型钢施加预应力时,同样采用分步施加的方式进行,其原因同对第一H型钢采用分步方式施加预应力的原因,即在对后续的第二H型钢施加预应力的过程中,会对已完成预应力施加的第二H型钢产生一个额外的附加应力,如果在完成一个次梁的第二H型钢的预应力施加后,立即将第二H型钢连接在钢檩上,则上述的附加应力无法消除,而一直保留在已完成预应力施加的第二H型钢中,由于这种附加应力尚无法正确地评估,而使这种附加应力具有潜在的对第二H型钢的不利影响,进而影响到整个型钢支撑梁以及基坑施工的安全。
在完成所有的第二H型钢的预应力施加后,再进行第二H型钢与钢围檩的连接,则会将上述无法控制的附加应力有效地消除。这是利用完成预应力施加后,第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间会形成一个间隙,利用这个间隙的大小变化,会使上述的附加应力基本消除,从而保证型钢支撑梁的安全。
优选地,在第一H型钢的水平方向的两侧均设置有第一千斤顶,第一千斤顶位于第一H型钢的腹板与两个翼缘所形成的凹槽内;在第二H型钢的水平方向的两侧均设置有第二千斤顶,第二千斤顶位于第二H型钢的腹板与两个翼缘所形成的凹槽内。
上述方案能够对第一H型钢能够均匀地进行施压,避免仅在第一H型钢11的一侧设置第一千斤顶时,施压过程中,可能会使第一H型钢发生弯曲现象。即对一个主梁施加预应力时,需要分别在该主梁的两根第一H型钢的两侧各安装一个第一千斤顶,共4个第一千斤顶。
附图说明
图1是完成围护桩的施工以及第一立柱、第二立柱的下沉后的示意图。
图2是完成基坑组合式型钢支撑梁后的示意图。
图3是图2中AC部分的放大图。
图4是主梁与纵向撑、斜撑的连接示意图,即图3中的AA部分的放大图。
图5是主梁的部分结构简图,即图3中的AB部分的放大图。
图6是图5的截面图。
图7是第一千斤顶在第一H型钢上的安装简图。
图8是构成第一H型钢的相邻H型钢之间的连接示意图。
图9是图8的左视图。
图10是图8的俯视图。
图11安装在第一H型钢端面上的端头板的示意图。
图12是第一立柱与主梁的连接示意图。
图13是图12的左视图。
图14是图12的俯视图。
图15为第二立柱与钢围檩的连接示意图。
图16为图15的俯视图。
图17为对应于同一主梁的第一立柱的布局示意图。
具体实施方式
在本文中,将水平面的两个方向分别称为横向和纵向,横向和纵向正交,在图1中,纵向为沿纸面的上下方向,具体在图1中,示例性的用X轴表示横向方向,Y轴表示纵向方向。在本申请中,两根H型钢的相互平行,是指两根H型钢的腹板相互平行且朝向相同的翼缘的外侧面位于同一平面内。
以下首先介绍基坑组合式型钢支撑梁的详细结构,请参阅图2,本实施例是安装在一矩形基坑内,该基坑具体为一横截面呈长方向的基坑,且基坑的宽度方向位于横向方向,基坑的长度方向位于纵向方向。
该基坑的周围采用钢板桩81作为围护桩,在围护桩的内侧安装有用H型钢制作的钢围檩82,请参阅图7,钢围檩82具体采用上下并排设置的两根H型钢821制作而成,其中H型钢821的翼缘竖直设立并焊接在一起。
在本实施例中,主梁模块设置有四个平行设置的主梁10,次梁模块设置有四组次梁,每组次梁包括四个平行设置的次梁40,四组次梁依次布置在基坑的四个角上。
在基坑内布置有随钢板桩一起预先完成下沉的第一立柱21和第二立柱51,第一立柱21与第二立柱51均采用H型钢制作。
以下对主梁模块进行说明。
在本实施例中,共设置了4个主梁,每个主梁10包括两根平行设置且沿横向布置的第一H型钢11,同一主梁的两根第一H型钢11之间设置有采用H型钢制作的第一连接撑12,第一连接撑的翼缘与第一H型钢的翼缘相平行。
第一H型钢11的翼缘沿水平方向布置,第一连接撑12的端部伸入到第一H型钢11的翼缘之间的空间内,第一连接撑12与第一H型钢11的朝向同一侧的翼缘经第一螺栓连接在一起。
在相邻的两个主梁10之间设置有纵向撑32和斜撑31,纵向撑32和斜撑31均采用H型钢制作,纵向撑的翼缘以及斜撑的翼缘均与第一H型钢的翼缘相平行。
纵向撑32沿纵向延伸,纵向撑32的两端分别连接到两个主梁10的相对的两根第一H型钢11上,纵向撑32的端部伸入到第一H型钢11的翼缘之间的空间内,纵向撑32与第一H型钢11的朝向同一侧的翼缘经第二螺栓连接在一起。
斜撑31的延伸方向与纵向撑的延伸方向之间具有一夹角,斜撑31的两端分别连接到两个主梁10的相对的两根第一H型钢11上,斜撑31的端部伸入到第一H型钢11的翼缘之间的空间内,斜撑31与第一H型钢11的朝向同一侧的翼缘经第三螺栓连接在一起。
以下对主梁10的具体结构及主梁10之间的相互连接进行详细说明,请同时参阅图2、图3、图5和图6,每个主梁10包括两根第一H型钢11,第一H型钢11的翼缘沿水平方向布置,使第一H型钢11的腹板沿竖直方向设置。第一连接撑12的端部伸入到第一H型钢11的两个翼缘之间的空间内,即第一连接撑12的端部伸入到第一H型钢11的由翼缘和腹板所形成的凹槽内。
第一螺栓17穿过第一H型钢11与第一连接撑12的朝向同一侧的翼缘,在本实施例中,第一连接撑12与第一H型钢11两者的上下翼缘分别采用两组第一螺栓17进行紧固,即第一连接撑12的朝向上方的翼缘与第一H型钢11的朝向上方的翼缘采用一组第一螺栓17紧固,第一连接撑12的朝向下方的翼缘与第一H型钢11的朝向下方的翼缘采用另一组第一螺栓17紧固,以避免第一连接撑在第一H型钢的两个翼缘之间上下移动。
第一H型钢11的两端设置有端头板,端头板经螺栓固定在钢围檩82上,由于本实施例中的第一H型钢11在安装过程中会施加预应力,因此,第一H型钢11在安装过程中,是将一端先固定在钢围檩82上,另一端是在完成预应力施加后再固定在钢围檩82上,因此第一H型钢11两端的端头板的形式可能不同。在本实施例中,后固定的一端安装的端头板呈工字形,具体可以参阅图11,图11所示为安装在第一H型钢11后固定的一端的端头板113。
由于本实施例中的第一H型钢在安装过程中会施加预应力,同时为了方便安装,第一H型钢11的一端首先采用螺栓固定安装在钢围檩上,另一端在完成预应力的施加后焊接在钢围檩上。当然,第一H型钢的两端可以均采用焊接方式固定在钢围檩上,或均采用螺栓连接的方式固定在钢围檩上。
第一H型钢11首先完成与钢围檩82连接的一端的端头板的样式可以参照上述的端头板113进行设置,也可以设置为方形、长方形或其它形状,只要能够增强第一H型钢11的端头的受力能力,并能够将第一H型钢11的端头顺利地连接在钢围檩82上即可,具体的形状不做要求。
请同时参阅图3和图4,纵向撑32采用第二螺栓19固定在第一H型钢11的两个翼缘之间,在图3中,纵向撑32的两端分别连接在第一H型钢101和第一H型钢102上,第一H型钢101和第一H型钢102分别属于相邻的两个主梁。
采用两组第二螺栓19将纵向撑32与第一H型钢11两者的上下翼缘连接在一起,具体的连接方式与第一连接撑与第一H型钢的连接方式相同,可参阅图6,不再赘述。
斜撑31采用第三螺栓18固定在第一H型钢11的两个翼缘之间,在图3中,斜撑31的两端分别连接在第一H型钢101和第一H型钢102上,第一H型钢101和第一H型钢102分别属于相邻的两个主梁。
采用两组第三螺栓18将斜撑31与第一H型钢11两者的上下翼缘连接在一起,具体的连接方式与第一连接撑与第一H型钢的连接方式相同,可参阅图6,不再赘述。
斜撑31的延伸方向与纵向撑32的延伸方向之间具有一夹角α,在本实施例中,上述夹角α为30°,使斜撑31呈八字形布置在纵向撑32的两侧。可以理解,上述夹角α还可以为其它角度,例如可以为25°、35°或40°,当然也可以为25°-40°之间的任意角度。
请参阅图2,在本实施例中,在主梁10的水平方向的两侧均设置有一辅梁15,辅梁15与第一H型钢之间成一夹角,辅梁15的一端连接在钢围檩82上,辅梁15的另一端连接在第一H型钢11上。在本实施例中,辅梁15与钢围檩82的连接方式参照第一H型钢11与钢围檩82的连接方式,辅梁15与第一H型钢11的连接方式参照第一连接撑12与第一H型钢11的连接方式,不再赘述。
以下说明主梁与第一立柱的连接关系,请参阅图2,本实施例中,对应于每个主梁10均设置了一个第一立柱组,每个第一立柱组包括8根第一立柱21,每个第一立柱组的第一立柱位于所对应的主梁10的两根第一H型钢11之间,每个第一立柱组中的第一立柱21沿所对应的主梁的延伸方向排成两列、且呈“之”字形布置。
以下对第一立柱21的布置方式进行详细描述,请同时参阅图17,图17为对应于同一主梁的第一立柱的布局示意图,8根第一立柱沿主梁10的延伸方向S排成两列,并分别位于两条平行的直线S1与直线S2上,其中第一立柱211、213、215、217沿直线S1排成一列,第一立柱212、214、216、218沿直线S2排成一列,两列第一立柱沿主梁的延伸方向S交错排列,在将两列第一立柱沿主梁的延伸方向S顺次连接后,形成一折线S3,该折线S3类似于汉字“之”字。为了方便施工,在本实施例中,所有的第一立柱沿纵向排成8列。
以下说明第一立柱对主梁的支持方式:
请同时参阅图2、图12-14,第一立柱21采用H型钢制作。第一立柱21的翼缘平行于主梁的延伸方向。在第一立柱21的朝向主梁外侧的翼缘的外侧面焊接有用于支撑第一H型钢11的第一钢牛腿23,在第一立柱的两个翼缘之间焊接有封板211,在封板211上焊接有用于支撑第一连接撑12的第二钢牛腿24,为保证第一立柱的结构均匀性,在两个翼缘的端部均焊接有一块封板,但仅在其中的一块封板上焊接有第二钢牛腿。第一钢牛腿形成支撑第一H型钢的第一支撑部,第二钢牛腿形成支撑第一连接撑的第二支撑部。
每个主梁10的两根第一H型钢11各支撑在一列第一立柱21上的第一钢牛腿23上,并抵靠在一列第一立柱的侧面上;且每根第一立柱的侧面均抵靠有一根第一连接撑12,且该第一连接撑支撑在第二钢牛腿上。
可以理解上述的封板可以取消,而直接将第二钢牛腿直接焊接在H型钢的腹板上。
当然根据需要第一钢牛腿和第二钢牛腿还可以采用螺栓紧固在第一立柱上。
以下对次梁模块进行说明。
次梁模块设置有四组次梁,每组次梁包括四个平行设置的次梁40,四组次梁依次布置在基坑的四个角上。次梁40的两端连接在基坑的相邻的两侧的钢围檩82上。第二立柱51沿次梁的延伸方向布置,第二立柱51采用H型钢制作。由于位于基坑夹角最内侧的次梁的长度较短,未设置有对应的第二立柱。
每个次梁40包括两根平行设置的第二H型钢41,每个次梁的两根第二H型钢41之间设置有采用H型钢制作的第二连接撑42,第二连接撑的翼缘与第二H型钢的翼缘相平行;第二H型钢41的翼缘沿水平方向布置,第二连接撑42的端部伸入到第二H型钢41的翼缘之间的空间内,第二连接撑与第二H型钢采用第四螺栓连接在一起,第四螺栓穿过第二H型钢与第二连接撑的翼缘。
第二H型钢41的两端连接在基坑的相邻的两侧的钢围檩82上,本实施例中,为了方便后述的对第二H型钢进行预应力的施加,在次梁与钢围檩之间设置了角支撑件43,俯视时,该角支撑件43呈三角形,该角支撑件43采用了与钢围檩82相同的结构,以方便与第二H型钢41以及钢围檩82的连接。请参阅图15和图16,该角支撑件43的一侧焊接在钢围檩82上,另一侧用于作为第二H型钢41的连接面。
第二H型钢41与角支撑件43的连接方式类似于第一H型钢与钢围檩的连接方式,所不同的只有第二H型钢的延伸方向与第一H型钢的延伸方向不同,不再赘述。第二H型钢与第一H型钢成一角度设置,在本实施例中,第二H型钢与第一H型钢之间具有一45°的夹角,当然,根据不同的需要,该夹角可以进行调整,例如可以是40°或50°,当然也可以为40°-50°之间的任意角度,或其它大小的角度。
第二立柱的布置方式类似于第一立柱的布置方式,不再赘述。当然如果对应于一个次梁的第二立柱的数量只有一根或两根,则实际上形不成“之”字形的布置。
第二立柱51的翼缘平行于次梁的延伸方向。在第二立柱51上设置有第三钢牛腿和第四钢牛腿,具体的安装方式同第一立柱上的第一钢牛腿和第二钢牛腿的安装方式,具体的可参阅图12-14,现简述如下:
在第二立柱51的朝向次梁外侧的翼缘的外侧面焊接有用于支撑第二H型钢41的第三钢牛腿,在第二立柱的两个翼缘之间焊接有封板,在封板上焊接有用于支撑第二连接撑42的第四钢牛腿。第三钢牛腿形成支撑第二H型钢的第三支撑部,第四钢牛腿形成支撑第二连接撑的第四支撑部。
每个次梁40的两根第二H型钢41各支撑在一列第二立柱51上的第三钢牛腿上,并抵靠在第二立柱51的侧面上;每根第二立柱的侧面均抵靠有一根第二连接撑42,且该第一连接撑支撑在第四钢牛腿上。
可以理解上述的封板可以取消,而直接将第二钢牛腿直接焊接在H型钢的腹板上。
当然根据需要第三钢牛腿和第四钢牛腿还可以采用螺栓紧固在第二立柱上。
在本实施例中,专门设置了用于第二H型钢41与钢围檩过渡连接的角支撑件43,可以理解,该角支撑件43可以取消,而直接将第二H型钢41与钢围檩进行连接。
在本实施例中,第一H型钢、第二H型钢采用H400型钢制作,第一连接撑、纵向撑、斜撑和第二连接撑采用H350型钢制作,即制作第一连接撑的H型钢的规格要较第一H型钢的规格低一个等级;制作纵向撑和斜撑均的H型钢的规格要较第一H型钢的规格低一个等级;制作第二连接撑的H型钢的规格要较第二H型钢的规格低一个等级。所谓低一个等级就是指在H型钢的规格表中,相邻两个型号的H型钢中,其中截面高度较小的H型钢较截面高度较大的H型钢低一个等级,例如在本实施例中,H350型钢较H400型钢低一个等级。在其它实施例中,第一H型钢、第二H型钢可以采用H350型钢制作,第一连接撑、纵向撑、斜撑和第二连接撑采用H300型钢制作。或第一H型钢、第二H型钢可以采用H450型钢制作,第一连接撑、纵向撑、斜撑和第二连接撑采用H400型钢制作。
为方便安装,在本实施例中,当第一H型钢或第二H型钢需要多根H型钢连接形成时,未对多根H型钢采用焊接的方式进行连接,而是采用螺栓进行连接,以下仅对构成第一H型钢的H型钢的连接进行说明。
请参阅图8、图9和图10,在H型钢的端头焊接有封头板14,并在腹板112与封头板14之间焊接有连接角板115,在两根H型钢对接在一起后,螺栓116贯穿两根H型钢的封头板14并紧固。在H型钢的两个翼缘的外侧面上各设置有一块翼缘连接板117,翼缘连接板117跨越两根H型钢的连接缝,螺栓118将两块翼缘连接板117分别固定在两个翼缘111上。如此将两根H型钢连接在一起,采用上述方法顺次将多跟H型钢连接成一根第一H型钢。
在将两根或两根以上的H型钢连接为一根第二H型钢41时,其连接方式同上述的两根或两根以上的H型钢连接为一根第一H型钢的连接方式,不再赘述。
以下对上述基坑组合式型钢支撑梁的建造步骤进行说明,在进行建造前,首先将包括第一H型钢11、第一连接撑12、纵向撑32、斜撑31、第二H型钢41和第二连接撑42等支撑梁部件准备齐全,这些支撑梁部件可以自行制备或由专门的企业进行定制。然后按如下步骤进行:
(1)装配主梁10和次梁40:
请参阅图6和图7,按设定长度组装主梁10,将同一主梁10的两根第一H型钢11平行布置,然后将第一连接撑12的两端分别布置在两根第一H型钢11的翼缘之间的空间内,将第一螺栓17穿过第一H型钢11与第一连接撑12的朝向同一侧的翼缘将第一H型钢与第一连接撑连接在一起。
在本实施例中,第一H型钢11由多根H型钢连接而成,相邻的两根H型钢的连接方式请参照前文,不再赘述。
按设定长度组装次梁40,将同一次梁40的两根第二H型钢41平行布置,然后将第二连接撑42的两端分别布置在两根第二H型钢41的翼缘之间的空间内,将第四螺栓穿过第二H型钢与第二连接撑的朝向同一侧的翼缘将第二H型钢与第二连接撑连接在一起。
在本实施例中,第二H型钢41由多根H型钢连接而成,相邻的两根H型钢的连接方式请参照前文,不再赘述。
(2)请参阅图1,施工围护桩81并完成,下沉第一立柱21与第二立柱51;然后挖掘土方,直到基坑组合式型钢支撑梁的施工标高,暂停土方的挖掘;安装钢围檩82。
其中第一立柱21和第二立柱51均为H型钢,在本实施例中,两者均采用型号为H400的H型钢。第一立柱21的翼缘沿主梁的延伸方向布置,即沿横向方向布置,第二立柱51的翼缘沿次梁的延伸方向布置,即沿与横向方向呈45°角的方向布置。
同步在第一立柱的设定标高上焊接用于支撑第一H型钢11的第一钢牛腿23、封板211和支撑第一连接撑12的第二钢牛腿24。在第二立柱的设定标高上焊接用于支撑第二H型钢41的第三钢牛腿、封板和支撑第二连接撑42的第四钢牛腿。
第一钢牛腿23形成第一支撑部,第二钢牛腿24形成第二支撑部,第三钢牛腿形成第三支撑部,第四钢牛腿形成第四支撑部。
(3)吊装主梁10和次梁40:
主梁10的吊装为:
将主梁10依次吊装到相应的第一立柱21上,使主梁的第一H型钢活动地支撑在第一支撑部上,并使至少一根第一连接撑活动地支撑在第二支撑部上;将同一主梁的两根第一H型钢的同一侧的端部固定连接在钢围檩上,同一主梁的两根第一H型钢的另一侧的端部暂不与钢围檩进行连接。
次梁40的安装为:
将次梁依次吊装到相应的第二立柱51上,使次梁的第二H型钢活动地支撑在第三支撑部上,并使至少一根第二连接撑活动地支撑在第四支撑部上;将同一次梁的两根第二H型钢的同一侧的端部固定连接在钢围檩上,同一次梁的两根第二H型钢的另一侧的端部暂不与钢围檩进行连接。
主梁的吊装和次梁的吊装顺序不分先后。
在本实施例中,主梁的吊装和次梁的吊装为同步进行,并在下述的预应力的施加步骤进行前完成上述全部工作。在其它实施例中,主梁的吊装与次梁的吊装可以先后完成,但均需要在预应力的施加步骤前完成。
在本实施例中,所有的第一H型钢11首先与钢围檩82的横向方向的同一侧完成连接,即所有的第一H型钢11位于图2左侧的一端首先与钢围檩82完成连接。
(4)预应力的施加:
在完成主梁和次梁的吊装后,对主梁的第一H型钢和次梁的第二H型钢进行预应力的施加并安装纵向撑和斜撑;
A、主梁10的第一H型钢的预应力的施加及纵向撑和斜撑的安装:
沿纵向方向,将四个主梁依次称为第一主梁106、第二主梁107、第三主梁108、第四主梁109。
首先对位于最外侧的第一主梁106的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力。然后对第二主梁107的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力。在第一主梁106与第二主梁107之间安装纵向撑和斜撑并完成。
再对第三主梁108的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;在第二主梁107与第三主梁108之间安装纵向撑和斜撑并完成。
再对第四主梁109的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;在第三主梁107与第四主梁108之间安装纵向撑和斜撑并完成。
在本实施例中,为了方便纵向撑与斜撑的安装,在步骤(3)中,随着主梁的吊装,将纵向撑和斜撑放置到预定的位置,并用第二螺栓将纵向撑的一端与一根第一H型钢穿设在一起,纵向撑的另一端搭在另一根第一H型钢上,并保持自由状态,使纵向撑能够绕已穿设的第二螺栓自由转动。
以及用第三螺栓将斜撑的一端与一根第一H型钢穿设在一起,斜撑的另一端搭在另一根第一H型钢上,并保持自由状态,使斜撑能够绕已穿设的第三螺栓自由转动。
在完成相邻的两个主梁的预应力施加后,再将已完成穿设的第二螺栓和第三螺栓紧固,并用第二螺栓将纵向撑的另一端紧固在其所搭的另一根第一H型钢上;以及用第三螺栓将斜撑的另一端紧固在其所搭的另一根第一H型钢上。
纵向撑的两个端部是分别伸入到两个主梁的相对的两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,第二螺栓将纵向撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第二螺栓连接在一起。
斜撑的两个端部是分别伸入到两个主梁的相对的两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,第三螺栓将斜撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘连接在一起。
在完成对所有主梁的第一H型钢的预应力施加以及纵向撑和斜撑安装后,在第一型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁83,再将第一型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起。
对第一H型钢的预应力施加方式是在第一H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间安装第一千斤顶,然后启动第一千斤顶,向第一H型钢施加预应力。
第一千斤顶具体采用机械式螺母液压锁定千斤顶,当对第一H型钢施加的预应力达到设定值后,将千斤顶上的锁紧螺母旋紧,即可使千斤顶保持对第一H型钢的压力。在完成第一H型钢与钢围檩的连接后,拆除第一千斤顶。
施加预应力时,对第一H型钢的预应力施加方向为第一H型钢的延伸方向。
以下详细说明对主梁的第一H型钢的预应力施加过程。
在对一个主梁的第一H型钢施加预应力时,首先将第一千斤顶70安装在第一H型钢11暂时未与钢围檩连接的一端,即图2中的右侧。请参阅图7,第一千斤顶70安装在第一H型钢11的两个翼缘111和腹板112所形成的凹槽119内。在凹槽119内安装有千斤顶支持架61,千斤顶支持架61包括沿竖直方向设置的立板612和沿水平方向设置的水平板611,立板612和水平板611均焊接在凹槽119内,水平板611位于立板612朝向第一H型钢11与钢围檩82完成连接的一侧,立板的另一侧的侧面成为支持第一千斤顶的抵靠面,立板612和水平板611之间焊接在一起。
第一千斤顶70的一端抵靠在立板612的抵靠面上,第一千斤顶70的另一端抵靠在钢围檩82上。
在本实施例中,在同一第一H型钢11的两侧均安装有第一千斤顶70,以便能够对第一H型钢能够均匀地进行施压,避免仅在第一H型钢11的一侧设置第一千斤顶时,施压过程中,可能会使第一H型钢发生弯曲现象。即对一个主梁施加预应力时,需要分别在该主梁的两根第一H型钢的两侧各安装一个第一千斤顶,共4个第一千斤顶。
在完成主梁的第一H型钢的预应力的施加后,再完成对次梁的第二H型钢的预应力施加。在本实施例中,第二千斤顶同样采用机械式螺母液压锁定千斤顶。
在对次梁的第二H型钢进行预应力施加时,采用分步施加的方式进行,为方便描述,将四组次梁分别称为第一组次梁410、第二组次梁420、第三组次梁430、第四组次梁440。
首先对第一组次梁410内的四个次梁的第二H型钢依次完成预应力的施加,然后对第二组次梁420内的四个次梁的第二H型钢依次完成预应力的施加,再对第三组次梁430内的四个次梁的第二H型钢依次完成预应力的施加,最后对第四组次梁440内的四个次梁的第二H型钢依次完成预应力的施加。
在对同一组次梁内的次梁的第二H型钢采用分步施加的方式进行,即首先对一个次梁的两根第二H型钢同步施加预应力,在达到设定压力时,停止加压并保持压力;然后再对第二个次梁的两根第二H型钢同步施加预应力,在达到设定压力时,停止加压并保持压力;依次对同一组次梁内的所有次梁的第二H型钢完成预应力的施加。
在完成四组次梁内的所有次梁的第二H型钢的预应力的施加后,再在所有的第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,将第二型钢暂未连接的一端经垫铁焊接在钢围檩上,然后拆除第二千斤顶。当然也可以采用螺栓将第二H型钢暂未连接的一端连接在钢围檩上。完成第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩的连接后,泄去第二千斤顶的压力,将第二千斤顶从第二H型钢上拆除。
在对每个次梁的第二H型钢施加预应力时,第二千斤顶的安装方式与主梁的第一千斤顶的安装方式相同,即每个次梁上安装有4个第二千斤顶,具体的安装方式不再赘述。
对第二H型钢的预应力施加方向为第二H型钢的延伸方向。
在本实施例中,预应力的施加分为两个施工段,在第一个施工段对完成对主梁的第一H型钢的预应力的施加,在第二个施工段内完成对次梁的第二H型钢的预应力的施加。可以理解在其它实施例中,在完成所有的主梁的第一H型钢的预应力施加后,暂不进行第一H型钢暂未连接的一端与钢围檩的连接,然后进行次梁的第二H型钢的预应力施加,在完成所有次梁的第二H型钢的预应力施加后,再在第一H型钢暂未连接的一端以及第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密地塞入垫铁,然后将第一H型钢暂未连接的一端以及第二H型钢暂未连接的一端经垫铁焊接或采用螺栓连接在钢围檩上。
在本实施例中,为了增大第一H型钢端部的受力面,同时也为了方便安装垫铁,在第一H型钢的端面上焊接有端头板113,并在第一H型钢的外侧面上焊接有起加强作用的肋板114。请参阅图11,在安装第一千斤顶的一端,第一H型钢上的端头板113为一呈H形的板,在端头板113的相对的两侧开设有用于第一千斤顶穿过的缺口1131,图11中,用虚线1132表示第一H型钢与端头板的连接部位。
当然,上述端头板113也可以取消,而直接将垫铁作为端头板使用,在完成预应力的施加后,将垫板焊接在第一H型钢的端部。
在第二H型钢的两端也安装有端头板,安装方式与第一型钢的端头板的安装方式相同,不再赘述。
在本实施例中,由于将第一H型钢暂未与围檩连接的一端设置在同一侧,因此,在对第一H型钢施加预应力时,预应力的施加方向相同,即沿横向方向对所有的第一H型钢施加预应力。而且在对第二H型钢施加预应力时,同一组内的所有的第二H型钢的预应力施加方向相同,在本实施例中,对第二H型钢的预应力施加方向均为从纵向方向的一侧沿第二H型钢的延伸方向向横向方向的一侧进行。
在完成预应力的施加,并将第一H型钢暂未与围檩连接的一端以及第二H型钢暂未与围檩连接的一端与围檩完成连接后,将第一H型钢点焊在第一钢牛腿上,第一连接撑点焊在第二钢牛腿上,第二H型钢点焊在第三钢牛腿上,第二连接撑点焊在第四钢牛腿上。
可以理解上述的点焊可以取消,使第一H型钢与第一钢牛腿之间能够自由移动,第一连接撑与第二钢牛腿之间能够自由移动,第二H型钢与第三钢牛腿之间能够自由移动,第二连接撑与第四钢牛腿之间能够自由移动。

Claims (8)

1.一种基坑组合式型钢支撑梁,安装在水平截面呈矩形的基坑内,其特征在于,包括主梁模块和次梁模块;
所述主梁模块至少包括三个平行设置的主梁,每个主梁包括两根平行设置且沿横向布置的第一H型钢,同一主梁的两根第一H型钢之间设置有采用H型钢制作的第一连接撑,第一连接撑的翼缘与第一H型钢的翼缘相平行;第一H型钢的翼缘沿水平方向布置,第一连接撑的端部伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,第一连接撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第一螺栓连接在一起;
在相邻的两个主梁之间设置有纵向撑和斜撑,纵向撑和斜撑均采用H型钢制作,纵向撑的翼缘以及斜撑的翼缘均与第一H型钢的翼缘相平行;
纵向撑沿纵向延伸,纵向撑的两端分别连接到两个主梁的相对的两根第一H型钢上,纵向撑的端部伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,纵向撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第二螺栓连接在一起;
斜撑的延伸方向与纵向撑的延伸方向之间具有一夹角,斜撑的两端分别连接到两个主梁的相对的两根第一H型钢上,斜撑的端部伸入到第一H型钢的翼缘之间的空间内,斜撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第三螺栓连接在一起;
所述次梁模块包括至少一组次梁,每组次梁至少包括两个平行设置的次梁;
每个次梁包括两根平行设置的第二H型钢,每个次梁的两根第二H型钢之间设置有采用H型钢制作的第二连接撑,第二连接撑的翼缘与第二H型钢的翼缘相平行;第二H型钢的翼缘沿水平方向布置,第二连接撑的端部伸入到第二H型钢的翼缘之间的空间内,第二连接撑与第二H型钢的朝向同一侧的翼缘经第四螺栓连接在一起;
第二H型钢与第一H型钢成一角度设置;
主梁的两端固定连接在基坑的横向方向的两侧的钢围檩上,所述钢围檩采用H型钢制作,主梁采用螺栓连接或焊接方式固定在钢围檩上;
次梁的两端固定连接在基坑的相邻的两侧的钢围檩上,次梁采用螺栓连接或焊接方式固定在钢围檩上;
该基坑组合式型钢支撑梁还包括第一立柱以及第二立柱,在第一立柱上设置有第一支撑部和第二支撑部;在第二立柱上设置有第三支撑部和第四支撑部;
其中第一支撑部支撑所述第一H型钢,第二支撑部支撑所述第一连接撑;第三支撑部支撑所述第二H型钢,第四支撑部支撑所述第二连接撑;
对应于每个主梁均设置有一个第一立柱组,每个第一立柱组包括若干根第一立柱,每个第一立柱组的第一立柱位于所对应的主梁的两根第一H型钢之间,每个第一立柱组中的第一立柱沿所对应的主梁的延伸方向排成两列、且呈“之”字形布置,每个主梁的两根第一H型钢各抵靠在一列第一立柱的侧面上;每个主梁至少有一根第一连接撑抵靠在一根第一立柱的侧面上。
2.根据权利要求1所述的基坑组合式型钢支撑梁,其特征在于,
制作第一连接撑的H型钢的规格要较第一H型钢的规格低一个等级;
制作纵向撑和斜撑均的H型钢的规格要较第一H型钢的规格低一个等级;
制作第二连接撑的H型钢的规格要较第二H型钢的规格低一个等级。
3.根据权利要求1所述的基坑组合式型钢支撑梁,其特征在于,
在主梁的水平方向的至少一侧设置有辅梁,辅梁与第一H型钢之间成一夹角,辅梁的一端连接在钢围檩上,辅梁的另一端连接在第一H型钢上。
4.一种权利要求1所述的基坑组合式型钢支撑梁的建造方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)装配主梁和次梁:
按设定长度组装主梁,将同一主梁的两根第一H型钢平行布置,然后将第一连接撑的两端分别布置在两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,将第一螺栓穿过第一H型钢与第一连接撑的朝向同一侧的翼缘将第一H型钢与第一连接撑连接在一起;
按设定长度组装次梁,将同一次梁的两根第二H型钢平行布置,然后将第二连接撑的两端分别布置在两根第二H型钢的翼缘之间的空间内,将第四螺栓穿过第二H型钢与第二连接撑的朝向同一侧的翼缘将第二H型钢与第二连接撑连接在一起;
(2)施工围护桩并完成,下沉第一立柱与第二立柱;然后挖掘土方,直到基坑组合式型钢支撑梁的施工标高,暂停土方的挖掘;安装钢围檩;
在第一立柱的设定标高上固定安装用于支撑第一H型钢的第一支撑部和支撑第一连接撑的第二支撑部;
在第二立柱的设定标高上固定安装用于支撑第二H型钢的第三支撑部和支撑第二连接撑的第四支撑部;
(3)吊装主梁和次梁:
主梁的吊装为:
将主梁依次吊装到相应的第一立柱上,使主梁的第一H型钢活动地支撑在第一支撑部上,并使至少一根第一连接撑活动地支撑在第二支撑部上;将同一主梁的两根第一H型钢的同一侧的端部固定连接在钢围檩上,同一主梁的两根第一H型钢的另一侧的端部暂不与钢围檩进行连接;
次梁的吊装为:
将次梁依次吊装到相应的第二立柱上,使次梁的第二H型钢活动地支撑在第三支撑部上,并使至少一根第二连接撑活动地支撑在第四支撑部上;将同一次梁的两根第二H型钢的同一侧的端部固定连接在钢围檩上,同一次梁的两根第二H型钢的另一侧的端部暂不与钢围檩进行连接;
主梁的吊装和次梁的吊装顺序不分先后;
(4)预应力的施加:
在完成主梁和次梁的吊装后,对主梁的第一H型钢和次梁的第二H型钢进行预应力的施加并安装纵向撑和斜撑;
A、主梁的第一H型钢的预应力的施加及纵向撑和斜撑的安装:
沿纵向方向,顺次分步对所有的主梁的第一H型钢进行预应力的施加;
首先对第一个主梁的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;
然后对第二个主梁的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;
在第一个主梁与第二个主梁之间安装纵向撑和斜撑并完成;
然后顺次对第三个主梁的两根第一H型钢同步施加预应力,当预应力达到设定值时,停止加压,保持压力;
在第二个主梁与第三个主梁之间安装纵向撑和斜撑并完成;
依照上述步骤,对主梁的第一H型钢施加预应力并安装相应的纵向撑和斜撑,直到完成对所有主梁的第一H型钢的预应力施加及相应的纵向撑和斜撑的安装;
在安装纵向撑时,是将纵向撑的两个端部分别伸入到两个主梁的相对的两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,然后用第二螺栓将纵向撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘经第二螺栓连接在一起;
在安装斜撑时,是将斜撑的两个端部分别伸入到两个主梁的相对的两根第一H型钢的翼缘之间的空间内,用第三螺栓将斜撑与第一H型钢的朝向同一侧的翼缘连接在一起;
在完成对所有主梁的第一H型钢的预应力施加以及纵向撑和斜撑安装完成后,在第一型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,再将第一型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起;
对第一H型钢的预应力施加方式是在第一H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间安装第一千斤顶,然后启动第一千斤顶,向第一H型钢施加预应力;
B、次梁的第二H型钢的预应力的施加:
在第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间安装第二千斤顶,启动第二千斤顶,向第二H型钢施加预应力,然后在第二型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,再将第二型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起;
施加预应力时,对第一H型钢的预应力施加方向为第一H型钢的延伸方向,对第二H型钢的预应力施加方向为第二H型钢的延伸方向。
5.根据权利要求4所述的建造方法,其特征在于,
所述第一千斤顶与第二千斤顶均采用机械式螺母液压锁定千斤顶;
在施加预应力时,所有第一H型钢的预应力施加方向相同,同一组次梁内的所有第二H型钢的预应力施加方向相同;
在完成第一H型钢与钢围檩的连接后,拆除第一千斤顶;
在完成第二H型钢与钢围檩的连接后,拆除第二千斤顶。
6.根据权利要求4或5所述的建造方法,其特征在于,
在步骤(3)中,随着主梁的吊装,将纵向撑和斜撑放置到预定的位置,用第二螺栓将纵向撑的一端与一根第一H型钢穿设在一起,纵向撑的另一端搭在另一根第一H型钢上,并保持自由状态,使纵向撑能够绕已穿设的第二螺栓自由转动;
用第三螺栓将斜撑的一端与一根第一H型钢穿设在一起,斜撑的另一端搭在另一根第一H型钢上,并保持自由状态,使斜撑能够绕已穿设的第三螺栓自由转动;
在完成相邻的两个主梁的第一H型钢的预应力施加后,再将已完成穿设的第二螺栓紧固,并用第二螺栓将纵向撑的另一端紧固在其所搭的另一根第一H型钢上;
以及将已完成穿设的第三螺栓紧固,并用第三螺栓将斜撑的另一端紧固在其所搭的另一根第一H型钢上。
7.根据权利要求4或5所述的建造方法,其特征在于,
在施加预应力时,对同一组次梁内的次梁的第二H型钢采用分步施加的方式进行,即首先对一个次梁的两根第二H型钢同步施加预应力,在达到设定压力时,停止加压并保持压力;然后再对第二个次梁的两根第二H型钢同步施加预应力,在达到设定压力时,停止加压并保持压力;依次对同一组内的次梁的第二H型钢完成预应力的施加;
在完成一组次梁内的次梁的第二H型钢的预应力施加后,再对另一组次梁内的次梁的第二H型钢进行预应力施加,逐步完成对所有的次梁的第二H型钢的预应力施加;
在完成全部次梁的第二H型钢完成预应力的施加,再在所有的第二H型钢暂未连接的一端与钢围檩之间紧密塞入垫铁,将第二型钢暂未连接的一端与钢围檩固定连接在一起,然后拆除第二千斤顶。
8.根据权利要求4或5所述的建造方法,其特征在于,
在第一H型钢的水平方向的两侧均设置有第一千斤顶,第一千斤顶位于第一H型钢的腹板与两个翼缘所形成的凹槽内;
在第二H型钢的水平方向的两侧均设置有第二千斤顶,第二千斤顶位于第二H型钢的腹板与两个翼缘所形成的凹槽内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112030986A (zh) * 2020-07-31 2020-12-04 中铁第四勘察设计院集团有限公司 组合钢管混凝土腰梁结构、预制件、连接节点及施工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202644541U (zh) * 2012-06-05 2013-01-02 成都市第四建筑工程公司 一种狭窄场地超深基坑施工的钢支撑结构
CN203846507U (zh) * 2014-05-28 2014-09-24 德清鑫德机械有限公司 一种用于长条矩形基坑的预应力支护结构
CN205224052U (zh) * 2015-11-16 2016-05-11 中国建筑第八工程局有限公司 一种大型深基坑装配式型钢支撑体系
CN107059880A (zh) * 2017-03-09 2017-08-18 中国建筑第八工程局有限公司 超大深基坑混凝土‑装配式型钢混合支撑体系的加固结构及其施工方法
CN207739266U (zh) * 2017-12-08 2018-08-17 江苏东合南岩土科技股份有限公司 一种基坑组合式型钢支撑梁

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101153492B (zh) * 2006-09-27 2010-09-01 八路建设技术株式会社 水平骨架结构和利用该水平骨架结构的地下围护工法
KR100855098B1 (ko) * 2007-05-22 2008-08-29 정택동 단부 수직 트러스형 버팀보 구조 및 이를 이용한 공법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202644541U (zh) * 2012-06-05 2013-01-02 成都市第四建筑工程公司 一种狭窄场地超深基坑施工的钢支撑结构
CN203846507U (zh) * 2014-05-28 2014-09-24 德清鑫德机械有限公司 一种用于长条矩形基坑的预应力支护结构
CN205224052U (zh) * 2015-11-16 2016-05-11 中国建筑第八工程局有限公司 一种大型深基坑装配式型钢支撑体系
CN107059880A (zh) * 2017-03-09 2017-08-18 中国建筑第八工程局有限公司 超大深基坑混凝土‑装配式型钢混合支撑体系的加固结构及其施工方法
CN207739266U (zh) * 2017-12-08 2018-08-17 江苏东合南岩土科技股份有限公司 一种基坑组合式型钢支撑梁

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