CN110924411A - 一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，包括：围囹；双向连接接头，其设置多个且均固定于围囹上，所述双向连接接头上具有朝向不同方向的两块端板；内支撑，其设置多个，所述内支撑两端也均设置有端板，所述内支撑两端的端板分别恰好与对应的两个双向连接接头其中一块端板螺栓装配成一体。本发明具有可操作性强、构件装配化程度高的优点，降低了钢板桩围堰换撑的安全隐患，提高了围堰内支撑体系转换和材料周转使用效率，缩短工期，降低施工成本。

Description

一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构

技术领域

本发明涉及钢板桩围堰施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构。

背景技术

钢板桩围堰结构中，围囹和内支撑构成的结构体系，在基坑开挖、抽水、承台、墩柱施工过程中，作为钢板桩结构的支撑点，其支点数量、支撑结构的强度和刚度，都至关重要。目前钢板桩围囹与内支撑大多采用焊接连接，安装和拆卸麻烦。采用分块预制、现场焊接，现场劳动强度高、作业风险高，且需要消耗大量的焊接材料；采用整体预制，起吊设备整体吊装下放，对预制场地和运输、起吊设备有较高要求。体系转换、后期支撑体系拆除时，多采用气割法，不利于支撑结构的周转使用，造成材料的浪费。

围囹及内支撑分块加工，采用螺栓连接成整体已有部分项目实施。但是体系转换时，由于板桩及支撑体系已产生变形，新安装的内支撑结构长度难以调节和适应。而且围囹及内支撑大多是有应力施工，旧支撑拆除时因无法释放弯矩和压力，容易造成拆除困难，引起施工安全隐患。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其可操作性强、构件装配化程度高。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，包括：围囹；双向连接接头，其设置多个且均固定于围囹上，所述双向连接接头上具有朝向不同方向的两块端板；内支撑，其设置多个，所述内支撑两端也均设置有端板，所述内支撑两端的端板分别恰好与对应的两个双向连接接头其中一块端板螺栓装配成一体。

优选的是，所述围囹包括多个围囹单元，所述围囹单元两端部均设置有连接板，其外围凸出于围囹单元外围，相邻围囹单元通过一对连接板螺栓装配成一体。

优选的是，所述围囹单元与连接板之间，所述内支撑侧壁与其端板之间均设置有多块筋板。

优选的是，所述内支撑端板外围小于所述双向连接接头外围，所述内支撑其中一端侧壁上对称设置有一对千斤顶支座，其内设置有千斤顶，所述千斤顶朝向且设置为可紧抵所述双向连接接头端板。

优选的是，所述内支撑内部设置有内部加强板。

优选的是，所述内支撑端板与所述双向连接接头端板之间预留有抄垫空间，其内设置垫板。

优选的是，所述支座包括：

固定座，其固定于所述内支撑的侧壁上，所述固定座朝向双向连接接头的左侧面向内凹陷形成四分之三球形凹槽，所述球形凹槽内配合有半球形调节块，所述调节块与所述球形凹槽的半径相等，所述调节块底端与所述球形凹槽底端万向活动连接；

固定板，其位于固定座与双向连接接头之间，所述固定板左侧面连接千斤顶，所述固定板右侧面通过连接轴与所述调节块固定连接，所述固定座与所述固定板通过固定机构可拆卸固定连接。

优选的是，所述调节块底端向内凹陷形成弧形容纳槽，所述球形凹槽底端向内凹陷形成凹通道，其内设置有弹性带和弹簧，所述弹性带一端伸出凹通道外固定连接至容纳槽中心，所述弹性带另一端具有不凸出于凹通道外的凸出部，其与凹通道内设置的弹簧连接。

优选的是，所述固定机构设置三个，分别位于所述固定座的左侧和上下侧，所述固定板上具有配合固定机构的竖直通孔和朝向外侧贯通的水平连接通道，所述固定机构包括：

推板，其具有一对贯通孔，所述贯通孔为条形孔；

转动块，其包括转动板和与转动板一体成型的转动球，所述转动球为半圆弧形且位于转动板的内侧，所述转动球的顶点与所述推板中心铰接，所述转动板具有一对圆通孔，其与一对贯通孔对应设置；

推杆，其恰好穿过竖直通孔并连接所述推板，所述推杆沿其长度方向上设置多个螺纹通孔，其正对连接通道；

滑动块，其配合于连接通道上设置的滑轨并沿推杆的长度方向滑动，所述滑动块右端通过弹簧连接、左端具有凹陷的盲孔，其内转动配合调节螺杆，所述调节螺杆配合于所述固定板的内螺纹中，所述滑动块内配合有固定螺杆；

U型螺杆，其位于所述固定座内，所述U型螺杆两端分别伸出所述固定座外并与一对圆通孔相对应，所述U型螺杆底端连接有移动杆，其侧面具有齿条，所述齿条配合有齿轮，所述齿轮通过调节杆固定连接，所述调节杆恰好穿出固定座外。

本发明至少包括以下有益效果：

本结构施工可操作性强、构件装配化程度高，降低了钢板桩围堰换撑的安全隐患，提高了围堰内支撑体系转换和材料周转使用效率，缩短工期，降低施工成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明钢板桩围堰平面示意图；

图2为本发明内支撑体系转换连接纵向示意图；

图3为本发明内支撑体系转换连接横向示意图；

图4为本发明围囹连接示意图；

图5为本发明支座的结构示意图；

图6为本发明固定机构的结构示意图一；

图7为本发明固定机构的结构示意图二。

附图标记说明：

1、钢板桩，2、围囹，3、连接板，4、双向连接接头，5、内支撑，51、原内支撑，52、新内支撑，6、支座，61、固定座，611、球形凹槽，612、调节块，613、弹性带，614、U型螺杆，615、移动杆，616、调节杆，62、固定板，620、推板，621、转动板，622、转动球，623、圆通孔，624、贯通孔，625、推杆，626、螺纹通孔，627、滑动块，628、调节螺杆，629、固定螺杆，63、连接轴，7、千斤顶，8、筋板，9、端板，10、加强板，11、垫板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至4所示，本发明提供一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，包括：围囹2；双向连接接头4，其设置多个且均固定于围囹2上，所述双向连接接头4上具有朝向不同方向的两块端板9；内支撑5，其设置多个，所述内支撑5两端也均设置有端板9，所述内支撑5两端的端板9分别恰好与对应的两个双向连接接头4其中一块端板9螺栓装配成一体。所述围囹2包括多个围囹单元，所述围囹单元两端部均设置有连接板3，其外围凸出于围囹单元外围，相邻围囹单元通过一对连接板3螺栓装配成一体。

在上述技术方案中，钢板桩围堰结构包括钢板桩1、围囹2和内支撑5，三者协同受力，共同抵抗在基坑开挖和抽水过程等施工过程中不断变化的土压力、水压力等。围囹2与内支撑5构成框架结构体系，作为钢板桩1支护结构的支点，根据基坑开挖深度和承台水深等条件设置为多层。根据结构型式以及起重设备起吊能力，围囹2和内支撑5分块预制，块与块之间采用螺栓连接。围囹2拼装节点处预先焊接连接板3、预留螺栓孔，在拼装平台通过螺栓装配成整体。内支撑5换撑处，预先在围囹2上设置双向连接接头4，一头连接原内支撑51，一头连接新内支撑52。墩身施工之前，先安装新内支撑52，再拆除与墩身冲突的原内支撑51。

在另一种技术方案中，所述围囹单元与连接板3之间，所述内支撑5侧壁与其端板9之间均设置有多块筋板8，所述内支撑5内部设置有内部加强板10，均是为了增加了强度。

在另一种技术方案中，所述内支撑5端板9外围小于所述双向连接接头4外围，所述内支撑5其中一端侧壁上对称设置有一对千斤顶支座6，其内设置有千斤顶7，所述千斤顶7朝向且设置为可紧抵所述双向连接接头4端板9。

在上述技术方案中，千斤顶7的设置让结构受力更安全。安装的时候用千斤顶7，可以调节内支撑5的长度，适应钢板桩1的围囹2的变形；拆除的时候用千斤顶7，释放轴力。双向连接接头4本身只需要跟内支撑5用螺栓连接即可，但是由于围堰的内支撑5转换时，是受力状态，需要千斤顶7，所以每根内支撑5的其中一个端头要设置千斤顶支座6，受力有个动态过程，需要千斤顶7来调节。

在另一种技术方案中，所述内支撑5端板9与所述双向连接接头4端板9之间预留有抄垫空间，其内设置垫板11。

在上述技术方案中，内支撑5换撑双向连接接头4，设置千斤顶支座6，内支撑5的连接端板9与双向连接接头4之间留有抄垫空间，其内设置垫板11，既方便内支撑5的安装与拆除，又能调节内支撑5长度以适应钢板桩1和围囹2在施工中的变形，保证内支撑5拆除后，结构应力能安全有序的调整和分配，使换撑工作能安全进行。

在另一种技术方案中，如图5所示，所述支座6包括：

固定座61，其固定于所述内支撑5的侧壁上，所述固定座61朝向双向连接接头4的左侧面向内凹陷形成四分之三球形凹槽611，所述球形凹槽611内配合有半球形调节块612，所述调节块612与所述球形凹槽611的半径相等，所述调节块612底端与所述球形凹槽611底端万向活动连接；

固定板62，其位于固定座61与双向连接接头4之间，所述固定板62左侧面连接千斤顶，所述固定板62右侧面通过连接轴63与所述调节块612固定连接，所述固定座61与所述固定板62通过固定机构可拆卸固定连接。

在上述技术方案中，内支撑5与双向连接接头4进行连接时，由于各种原因，两者的端板9不可能保证一定平行，这就导致千斤顶7在顶升时，千斤顶7与端板9的接触面较少，同时千斤顶7的作用中心点也会有所偏差，因此为了更好地进行顶升且达到顶升的最大效果，需要保证千斤顶7的顶升轴线与双向连接接头4的端板9保持垂直状态。首先将千斤顶7通过螺栓等方式固定于固定板62上，拆卸固定机构，保证固定板62与固定板62为活动状态，此时通过转动固定板62使得千斤顶7的顶升轴线与双向连接接头4的端板9保持垂直状态，在这个过程中由于调节块612的活动转动保证了固定板62可绕固定座61转动，调节完成后，通过固定机构将固定座61与固定板62固定连接，使得此状态固定，然后通过千斤顶7进行后续施工。

在另一种技术方案中，所述调节块612底端向内凹陷形成弧形容纳槽，所述球形凹槽611底端向内凹陷形成凹通道，其内设置有弹性带613和弹簧，所述弹性带613一端伸出凹通道外固定连接至容纳槽中心，所述弹性带613另一端具有不凸出于凹通道外的凸出部，其与凹通道内设置的弹簧连接。

在上述技术方案中，弧形容纳槽方便容纳弹性带613，弹性带613通过弹簧的拉绳起到限位作用，弹性带613不影响调节块612的转动同时还能起到固定连接调节块612的作用。

在另一种技术方案中，如图6和图7所示，所述固定机构设置三个，分别位于所述固定座61的左侧和上下侧，所述固定板62上具有配合固定机构的竖直通孔和朝向外侧贯通的水平连接通道，所述固定机构包括：

推板620，其具有一对贯通孔624，所述贯通孔624为条形孔；

转动块，其包括转动板621和与转动板621一体成型的转动球622，所述转动球622为半圆弧形且位于转动板621的内侧，所述转动球622的顶点与所述推板620中心铰接，所述转动板621具有一对圆通孔623，其与一对贯通孔624对应设置；

推杆625，其恰好穿过竖直通孔并连接所述推板620，所述推杆625沿其长度方向上设置多个螺纹通孔626，其正对连接通道；

滑动块627，其配合于连接通道上设置的滑轨并沿推杆625的长度方向滑动，所述滑动块627右端通过弹簧连接、左端具有凹陷的盲孔，其内转动配合调节螺杆628，所述调节螺杆628配合于所述固定板62的内螺纹中，所述滑动块627内配合有固定螺杆629；

U型螺杆614，其位于所述固定座61内，所述U型螺杆614两端分别伸出所述固定座61外并与一对圆通孔623相对应，所述U型螺杆614底端连接有移动杆615，其侧面具有齿条，所述齿条配合有齿轮，所述齿轮通过调节杆616固定连接，所述调节杆616恰好穿出固定座61外。

在上述技术方案中，固定机构设置三个，在三个方向三个点位对调节完成后的固定座61和固定板62进行固定，图6为平行装置时的示意图，图7为固定板62倾斜时的示意图。贯通孔624为条形孔，可保证固定板62倾斜时，U型螺杆614两端也能顺利从一对圆通孔623中依次穿过一对贯通孔624，然后通过螺母固定，转动球622设置后使得转动板621具有设置圆通孔623的外沿，滑动块627连接的弹簧始终处于压缩状态，结合调节螺杆628与滑轨保证滑动块627只能沿左右移动，调节螺杆628端部通过滑动块627的盲孔内设置的轴承转动连接，当转动调节螺杆628时，其可推动滑动块627左右移动。固定座61内具有U型螺杆614和移动杆615左右移动的空间，调节杆616上固定有齿轮，通过转动调节杆616使得齿轮转动，从而驱动与齿轮配合的齿条左右移动，进而带动U型螺杆614左右移动，进出固定座61内外，固定座61具有孔道，保证调节杆616恰好穿出固定座61外且限位于孔道内转动，调节杆616在固定座61外具有可转动的把手。当固定板62转动位置固定后，通过推杆625推动推板620向右移动，直至转动板621接触固定座61表面，然后驱动转动球622转动使得转动板621紧贴固定座61表面，此时通过驱动U型螺杆614向左移动并从圆通孔623中穿出贯通孔624外，然后通过螺母将U型螺杆614端部锁紧；此时转动调节螺杆628向右压缩弹簧，使得滑动块627上的固定螺杆629能正对连接通道内的最近的螺纹通孔626，转动固定螺杆629，使其向下移动进入螺纹通孔626内，将推杆625的位置固定，此时就完成了固定板62与固定座61的固定。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，包括：

围囹；

双向连接接头，其设置多个且均固定于围囹上，所述双向连接接头上具有朝向不同方向的两块端板；

内支撑，其设置多个，所述内支撑两端也均设置有端板，所述内支撑两端的端板分别恰好与对应的两个双向连接接头其中一块端板螺栓装配成一体。

2.如权利要求1所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述围囹包括多个围囹单元，所述围囹单元两端部均设置有连接板，其外围凸出于围囹单元外围，相邻围囹单元通过一对连接板螺栓装配成一体。

3.如权利要求2所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述围囹单元与连接板之间，所述内支撑侧壁与其端板之间均设置有多块筋板。

4.如权利要求1所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述内支撑端板外围小于所述双向连接接头外围，所述内支撑其中一端侧壁上对称设置有一对千斤顶支座，其内设置有千斤顶，所述千斤顶朝向且设置为可紧抵所述双向连接接头端板。

5.如权利要求1所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述内支撑内部设置有内部加强板。

6.如权利要求1所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述内支撑端板与所述双向连接接头端板之间预留有抄垫空间，其内设置垫板。

7.如权利要求4所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述支座包括：

固定座，其固定于所述内支撑的侧壁上，所述固定座朝向双向连接接头的左侧面向内凹陷形成四分之三球形凹槽，所述球形凹槽内配合有半球形调节块，所述调节块与所述球形凹槽的半径相等，所述调节块底端与所述球形凹槽底端万向活动连接；

固定板，其位于固定座与双向连接接头之间，所述固定板左侧面连接千斤顶，所述固定板右侧面通过连接轴与所述调节块固定连接，所述固定座与所述固定板通过固定机构可拆卸固定连接。

8.如权利要求7所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述调节块底端向内凹陷形成弧形容纳槽，所述球形凹槽底端向内凹陷形成凹通道，其内设置有弹性带和弹簧，所述弹性带一端伸出凹通道外固定连接至容纳槽中心，所述弹性带另一端具有不凸出于凹通道外的凸出部，其与凹通道内设置的弹簧连接。

9.如权利要求7所述的便于体系转换的钢板桩围堰装配化支撑结构，其特征在于，所述固定机构设置三个，分别位于所述固定座的左侧和上下侧，所述固定板上具有配合固定机构的竖直通孔和朝向外侧贯通的水平连接通道，所述固定机构包括：

推板，其具有一对贯通孔，所述贯通孔为条形孔；

转动块，其包括转动板和与转动板一体成型的转动球，所述转动球为半圆弧形且位于转动板的内侧，所述转动球的顶点与所述推板中心铰接，所述转动板具有一对圆通孔，其与一对贯通孔对应设置；

推杆，其恰好穿过竖直通孔并连接所述推板，所述推杆沿其长度方向上设置多个螺纹通孔，其正对连接通道；

滑动块，其配合于连接通道上设置的滑轨并沿推杆的长度方向滑动，所述滑动块右端通过弹簧连接、左端具有凹陷的盲孔，其内转动配合调节螺杆，所述调节螺杆配合于所述固定板的内螺纹中，所述滑动块内配合有固定螺杆；

U型螺杆，其位于所述固定座内，所述U型螺杆两端分别伸出所述固定座外并与一对圆通孔相对应，所述U型螺杆底端连接有移动杆，其侧面具有齿条，所述齿条配合有齿轮，所述齿轮通过调节杆固定连接，所述调节杆恰好穿出固定座外。

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