CN111733832A - 一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，包括有插挂扣板，插挂扣板的顶面中心由内至外依次固定有千斤顶和顶升筒，顶升筒顶部与顶升筒端座底面固定连接，千斤顶的顶升段穿过顶升筒端座后与位于其上方的活动板底部固定连接，活动板顶面固定连接有支撑板，还包括有与插挂扣板活动卡接的固定垫板；所述固定垫板表面设置有多块相互平行的插榫，多块插榫一侧头端为台阶形结构，台阶底面与固定垫板表面之间存在间隙；所述插挂扣板底面设有多圈同心圆环形的压板，多圈压板从一端向另外一端开口形成数量与插榫匹配的插槽，插槽另一头端的压板底部设有插眼。该装置易于拆装且具有安全锁定功能，可实现快速整体拆装。

Description

一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置

技术领域

本发明涉及一种钢支撑活络头装置，特别是一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置。

背景技术

在基坑工程领域，钢支撑使用占有很大的比例。钢支撑具有可回收，安装简便、工期短等特点。而活络头作为钢支撑与围护体系的联结结点，其性能直接决定了钢支撑结构的安全。目前常用的千斤顶顶升的活络头，多采用焊接连接两端的腰梁与支撑，而且缺少必要的受力保护措施，当千斤顶出现意外时，活络头受力即遭到破坏，带来严重的后果。活络头的现场焊接对焊接技术要求较高，而且质量难以保证，现场作业难度大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置。该装置易于拆装且具有安全锁定功能，可实现快速整体拆装。

本发明的技术方案：一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，包括有插挂扣板，插挂扣板的顶面中心由内至外依次固定有千斤顶和顶升筒，顶升筒顶部与顶升筒端座底面固定连接，千斤顶的顶升段穿过顶升筒端座后与位于其上方的活动板底部固定连接，活动板顶面固定连接有支撑板，还包括有与插挂扣板活动卡接的固定垫板；所述固定垫板表面设置有多块相互平行的插榫，多块插榫一侧头端为台阶形结构，台阶底面与固定垫板表面之间存在间隙；所述插挂扣板底面设有多圈同心圆环形的压板，多圈压板从一端向另外一端开口形成数量与插榫匹配的插槽，插槽另一头端的压板底部设有插眼。

前述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置中，所述活动板的顶、底面对应环形阵列固定有短杆的锁紧螺栓和长杆的锁紧螺栓，短杆的锁紧螺栓穿过支撑板后，其顶面通过锁紧螺母进行固定，长杆的锁紧螺栓穿过顶升筒端座后，其两端通过锁紧螺母进行固定。

前述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置中，所述顶升筒端座底面边缘环形阵列有加劲板，加劲板与顶升筒外壁固定在一起。

前述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置中，所述插榫数量为3块，中间的插榫其台阶形结构后方设有凸块；最内圈的压板远离插槽开口端的内侧壁上设有向内伸出的护板。

前述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置中，所述活动板底部固定连接有加强板，加强板与千斤顶的顶升段顶部固定连接。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下几个方便的优点：

(1)整个装置中，通过固定垫板和插挂扣板水平卡接，即可将腰梁和钢支撑通过该装置连接在一起，安装、拆装非常便捷，工序简单，减少现场安装工作；

(2)活络头主体部分均是独立机械连接，可以随时拆装，重复使用；

(3)顶升筒端座与活动板之间除了通过千斤顶进行连接支撑外，还设置有环形阵列分布的锁紧螺栓，顶升筒端座两侧的锁紧螺栓通过锁紧螺母进行锁紧，形成受力锁定结构，避免千斤顶出现意外后，支护结构失效，造成事故；

(4)针对不同的规格可以预制对应的活络头，适合工厂式生产，打造模块化工地。

附图说明

附图1为本发明的装置分解结构示意图；

附图2为本发明的装置组合结构示意图；

附图3为本发明的固定垫板的结构示意图；

附图4为本发明的插挂扣板的结构示意图；

附图5为本发明的顶升筒的结构示意图；

附图6为活动板与支撑板的结构示意图；

附图7为千斤顶与活动板的结构示意图。

附图标记：1-腰梁，2-固定垫板，3-插挂扣板，4-顶升筒，5-千斤顶，6-顶升筒端座，7-活动板，8-支撑板，9-钢支撑，10-加劲板，11-锁紧螺栓，12-锁紧螺母，13-插榫，14-压板，15-插槽，16-插眼，17-护板，18-凸块，19-加强板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，如附图1-7所示，包括有：插挂扣板3，插挂扣板3的顶面中心由内至外依次焊接固定有千斤顶5和顶升筒4，顶升筒4顶部与顶升筒端座6底面焊接固定连接，千斤顶5的顶升段穿过顶升筒端座6中心的通孔后与位于顶升筒端座6上方的活动板7底部固定连接，活动板7顶面固定连接有支撑板8，还包括有与插挂扣板3活动卡接的固定垫板2；所述固定垫板2表面设置有多块相互平行的插榫13，如附图3所示。本发明的实施例中的固定垫板2表面设置有3块相互平行的插榫13。3块插榫13从固定垫板2的一端延伸至另外一端，3块插榫13其中的一侧头端为台阶形结构，台阶形结构的底面与固定垫板2表面之间存在间隙；所述插挂扣板3底面设有2圈同心圆环形的压板14。多圈压板14从一端向另外一端开槽，其数量及尺寸与插榫13匹配。多圈压板14一端开槽完全贯通压板形成插槽15，另一端仅压板下部开槽形成插眼16。

利用上述装置实现活络头安装及锁定的操作方法，包括以下几步：

首先，将固定垫板2的底面焊接固定于腰梁1的表面，使得固定垫板2表面的插榫13竖直向设置，且榫眼16位于上部。将钢支撑9焊接固定在支撑板8的表面。

接着通过吊装或其它方式将带有主体装置的钢支撑9与腰梁1连接。连接时，将插榫13对准插槽15，从插槽15的开口端卡入插槽15中，使得插榫13头端的台阶形结构插入插眼16中。当两者抵紧后上下错动，即可使得插挂扣板3与固定垫板2结合在一起。

钢支撑9与腰梁1连接完毕后，即可控制千斤顶5的顶升段动作，通过顶升段向上推出，从而推动活动板7、支撑板8以及钢支撑9至需求高度。

拆除支撑时，先千斤顶5卸压，将支撑板8与钢支撑9脱离，实现主体装置与钢支撑9的分离,再按照插挂扣板3与固定垫板2结合的反向操作将主体装置与腰梁1脱离。将主体装置回收后，留待下次使用。

所述活动板7的顶面环形阵列焊接固定有短杆的锁紧螺栓11，其底面环形阵列焊接固定有长杆的锁紧螺栓11，支撑板8上环形阵列设置有与短杆的锁紧螺栓11数量匹配的通孔，顶升筒端座6上环形阵列设置有与长杆的锁紧螺栓11数量匹配的通孔。短杆的锁紧螺栓11穿过支撑板8的通孔后，其顶面通过锁紧螺母12进行固定，从而将活动板7与支撑板8固定连接在一起。长杆的锁紧螺栓11穿过顶升筒端座6的通孔后，顶升筒端座6顶底面两端通过2个锁紧螺母12进行固定。通过长杆的锁紧螺栓11实现对活动板7及其上部构件的支撑作用。使用过程中，当钢支撑9与腰梁1连接完毕后，先拧松顶升筒端座6两侧长杆的锁紧螺栓11上的锁紧螺母12一定的螺距，然后千斤顶5推动活动板7带动长杆的锁紧螺栓11向上移动至需求高度后，再锁紧顶升筒端座6两侧长杆的锁紧螺栓11上的锁紧螺母12。通过长杆的锁紧螺栓11承担主要的支撑作用。

拆除支撑时，先千斤顶5卸压，再拧松长杆的锁紧螺栓11上的锁紧螺母12。

所述顶升筒端座6底面边缘环形阵列有加劲板10，加劲板10与顶升筒4外壁焊接固定在一起。顶升筒端座6作为主要的承压构件，通过设置加劲板10可提高其承压能力。

所述插榫13数量为3块，中间的插榫13其台阶形结构后方设有凸块18；最内圈的压板14远离插槽15开口端的内侧壁上设有向内伸出的护板17。插榫13完全卡入插槽15中后，凸块18刚好位于护板17的下方，被护板17包裹住，通过护板17和凸块18配合使用，可进一步限制固定垫板2和插挂扣板3竖直方向的位移。

所述活动板7底部固定连接有加强板19，加强板19与千斤顶5的顶升段顶部固定连接。增大千斤顶5的顶升段与活动板7底面的接触面积，避免局部承压过大。

本发明的装置使用过程中仅有固定垫板2和支撑板8与腰梁1和钢支撑9之间通过焊接连接。而与固定垫板2与支撑板8连接的端口均采用易于装卸的机械连接方式，大大提高了现场安装的效率及质量。

主要连接位置受力验算：

对上述装置中材料规格进行假定。假定：腰梁1，采用H400x400x13x21双拼腰梁；固定垫板2，底板采用Φ600t30钢板；插挂扣板3，底板采用Φ700t30钢板；顶升筒4，采用Φ400t20钢筒，顶部设置有端座；活动板7，底板采用Φ700t20钢板；支撑板8，采用Φ800t16钢板。验算内容如下：

(1)凸块18处受剪力验算：

凸块18在支撑仅连接在活络头的情况下，承受临近段支撑的重力所带来的剪力。

假定凸块18采用焊接方式与插榫13连结，角焊缝宽度取为8mm，焊缝长度为110mm。钢支撑9假定采用直径600壁厚12的钢管，临近段长度为10m，验算如下：

角焊缝承受抗力：

凸块18处剪力：Q＝1.35·ρ·g·L＝1.35·172.7·10·5＝23.4kN

凸块18处角焊缝承受抗力远远大于剪力，活络头剪力验算满足；

(2)插榫13处受弯矩验算：

在支撑仅连接在活络头的情况下，由支撑的重力所引起的连接处的弯矩由插榫13的榫口承受。

榫口共为3个，其截面尺寸为19*30mm。受力最大的中央插榫13，假定其分担弯矩为1/2。

连接处弯矩：

验算：

式中：T为中央插榫13所受由弯矩带来的拉力，N为榫口处材料的抗力。插榫13处弯矩受力验算满足；

(2)锁紧螺栓11处受力验算：

在千斤顶5施加预压力后，假设千斤顶5突然失效，支撑轴力完全由锁紧螺栓11承担。一般情况，支撑轴力均小于2000kN。验算包括2个方面：锁紧螺母12及锁紧螺栓11

a、锁紧螺母12验算：

采用10.9级M27高强螺母，预拉力P＝290kN。

螺母抗拉力N＝15·0.8P＝15·0.8·290＝3480kN＞2000kN

b、锁紧螺栓11验算：

假定锁紧螺栓11为HRB400级强度，采用钢结构中A类截面计算，千斤顶的顶升行程为300mm。

螺抗轴心受压稳定性

其稳定系数查表为0.972，

经过对锁紧螺栓11及锁紧螺母12受力验算，锁紧螺栓11处受力均能满足要求。

Claims (5)

1.一种宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，其特征在于：包括有插挂扣板(3)，插挂扣板(3)的顶面中心由内至外依次固定有千斤顶(5)和顶升筒(4)，顶升筒(4)顶部与顶升筒端座(6)底面固定连接，千斤顶(5)的顶升段穿过顶升筒端座(6)后与位于其上方的活动板(7)底部固定连接，活动板(7)顶面固定连接有支撑板(8)，还包括有与插挂扣板(3)活动卡接的固定垫板(2)；所述固定垫板(2)表面设置有多块相互平行的插榫(13)，多块插榫(13)一侧头端为台阶形结构，台阶底面与固定垫板(2)表面之间存在间隙；所述插挂扣板(3)底面设有多圈同心圆环形的压板(14)，多圈压板(14)从一端向另外一端开口形成数量与插榫(13)匹配的插槽(15)，插槽(15)另一头端的压板(14)底部设有插眼(16)。

2.根据权利要求1所述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，其特征在于：所述活动板(7)的顶、底面对应环形阵列固定有短杆的锁紧螺栓(11)和长杆的锁紧螺栓(11)，短杆的锁紧螺栓(11)穿过支撑板(8)后，其顶面通过锁紧螺母(12)进行固定，长杆的锁紧螺栓(11)穿过顶升筒端座(6)后，其两端通过锁紧螺母(12)进行固定。

3.根据权利要求1所述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，其特征在于：所述顶升筒端座(6)底面边缘环形阵列有加劲板(10)，加劲板(10)与顶升筒(4)外壁固定在一起。

4.根据权利要求1所述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，其特征在于：所述插榫(13)数量为3块，中间的插榫(13)其台阶形结构后方设有凸块(18)；最内圈的压板(14)远离插槽(15)开口端的内侧壁上设有向内伸出的护板(17)。

5.根据权利要求1所述的宜于拆装及具有安全锁定功能的钢支撑活络头装置，其特征在于：所述活动板(7)底部固定连接有加强板(19)，加强板(19)与千斤顶(5)的顶升段顶部固定连接。

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