CN111877360A - 拉压型装配式张弦梁钢支撑系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，包括混凝土梁、抗拉连接装置；基坑内混凝土梁上部设置抗拉件，抗拉件可为型钢、型钢混凝土、或钢筋混凝土构成；抗拉连接装置的抗拉臂末端设置一抗拉型钢，抗拉臂穿过所述抗拉件后，通过所述抗拉型钢抵住所述抗拉件的背面实现抗拉连接；所述抗拉臂及支撑预应力施加装置与预应力连接件固定连接，所述支撑应力施加装置对所述混凝土梁施加压力。本发明解决了传统钢支撑只可承受压力不可承受拉力的问题，在土质较差的深基坑中，则可以将第一道支撑(通常有支撑受拉工况)也采用钢支撑，从而多道钢支撑能够形成一体化的支撑体系，使得整个支护体系更加稳定安全。

Description

拉压型装配式张弦梁钢支撑系统

技术领域

本发明涉及一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，属于建筑施工技术领域。

背景技术

为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。无论是高层建筑还是地铁建设的深基坑工程，由于大多数是在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道、己建建筑或管线等各种构筑物，为了保证基坑周边环境的安全，且满足工期及环保的需要，钢支撑结构体系在城市基坑支护中被广泛应用。

现有技术中，基坑钢支撑体系仅能受压不能受拉。对于深基坑，坑外土体存在淤泥，或者基坑阳角支撑两边开挖不平衡，以及多道支撑的情况下，挖土、换撑等不同工况条件下都有可能出现围护结构外扩，导致围护结构与支撑脱开，与计算受力假定不符，难以应对基坑开挖的不确定性，可能会出现基坑安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉压型钢支撑系统，在现有的具有抗压功能的基坑内支撑系统的基础上增加了体系的抗拉能力形成新型钢砼组合张弦梁系统。无需钢围檩，直接将桁架钢支撑与混凝土进行拉压连接，并将拉杆通过撑杆与混凝土梁进行拉压连接形成新型的组合张弦梁系统，使得整套钢支撑系统在基坑支护中具有向坑内和向坑外的双向刚度，整体性更强、安全性更高。同时取消了传统钢支撑体系中的钢围檩，施工便捷，受力明确，更加具有经济性。

本发明采取以下技术方案：

一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，包括混凝土梁10、抗拉连接装置3；基坑内的混凝土梁内预埋金属件，所述金属件部分向上伸出所述混凝土梁10；抗拉连接装置3的抗拉臂306末端设置一抗拉型钢301，抗拉臂306穿过所述金属件后，通过所述抗拉型钢301抵住所述金属件的背面实现抗拉连接；说明：此处“金属件”是必须的，但不一定只有金属件，也可以是金属件与混凝土的混合体，所述抗拉臂306与支撑预应力施加装置1相对固定；所述支撑预应力施加装置1对所述混凝土梁施加压力。

优选的，所述金属件为钢筋、预埋型钢307中的一种。

优选的，金属件向上伸出所述混凝土梁10的部分，与所述混凝土梁10一体浇筑成型，形成抗拉件303。

一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，所述基坑内不设置钢围檩，所述抗拉连接装置3与混凝土梁10直接连接。

优选的，所述抗拉臂306呈L形，一端横向设置并与金属件相对固定，另一端向下设置并与预应力连接件308连接，所述预应力连接件308与型钢支撑305固定连接。

进一步的，所述抗拉臂306呈L形，一端横向设置并与所述混凝土抗拉件相对固定，另一端向下设置并与预应力连接件308连接，所述预应力连接。

优选的，所述抗拉臂306穿过所述金属件/抗拉件303的部位设有调节装置302，所述调节装置302可调节自身长度从而调节抗拉型钢301与抗拉件303/金属件之间的连接松紧程度。

优选的，所述预应力施加装置13前端设有轴力监测盒304。

优选的，所述预应力施加装置13后端与预应力连接件固定连接。

优选的，还包括组合张弦梁系统6，所述组合张弦梁系统6的每个撑杆5末端的预应力连接件308上均连接所述抗拉连接装置3。

优选的，还包括抗拉桁架支撑系统13，所述抗拉桁架支撑系统13的每个预应力连接件308上均设有所述抗拉连接装置3。

本发明的有益效果在于：

1)解决了传统钢支撑只受压不受拉的问题，在土质较差的深基坑中，能够替代第一道混凝土支撑(“第一道混凝土支撑”指自地下0米至地下n米间的最上方的一层支撑，由于抗拉需求较高，现有技术中一般不采用钢支撑而采用纯混凝土支撑)，采用本申请的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，则可以将第一道支撑也采用钢支撑，从而多道钢支撑能够形成一体化的支撑体系，使得整个支护体系更加稳定安全。

2)通过替换第一道支撑，解决了第一道混凝土支撑及多道钢支撑之间的匹配问题，将钢支撑的安全、绿色环保、节省工期的优势发挥到最大。

3)组合张弦梁系统的拉杆通过预埋锚入混凝土内部，与混凝土结合成一整体，并将撑杆与混凝土梁进行拉压连接，具有坑内、坑外方向的双重刚度，使整个组合结构更具有整体性，稳定性。

4)取消了传统钢支撑中的钢围檩，通过钢构件与混凝土梁的直接结合形成新型钢砼组合钢支撑系统，连接更加可靠，施工便捷，受力明确，系统的整体性更强、安全性更高；降低了混凝土梁施工误差对支撑结构安装的影响，施工更加方便，精度更高。

5)抗拉桁架支撑系统由多个单元结构装配组合而成，各个单元也可拆分成小型构件，装配化程度高，可根据现场条件进行拆分，施工装拆便利，灵活性高。

6)由于不设置钢围檩，抗拉桁架支撑系统和张弦梁系统施工互不干扰，能够并行作业，增加施工便捷性，提高灵活度，改善施工效率，减少施工工期。

7)端部连接单元配有轴力监测盒，能够实时监测钢支撑轴力变化情况，具有预警功能，使得基坑施工更加安全。

8)钢结构内支撑与混凝土梁进行拉压连接，节点既能受压也能拉，钢支撑与混凝土围护结构结合更加紧密，整个系统整体性更强，更加安全。

9)抗拉臂穿过所述预埋型钢的部位设有调节装置，调节装置可调节自身长度从而抗拉型钢与抗拉件之间的连接松紧程度，提高了适用性和可靠性。

附图说明

图1是本发明拉压型装配式张弦梁钢支撑系统的整体平面图。

图2是本发明拉压型装配式张弦梁钢支撑系统的局部平面视图。

图3是图1的局部放大图。

图4是抗拉连接装置安装后的平面视图。

图5是图3中的1-1剖视图。

图中，1.预应力施加装置，2.端部拉杆，3.抗拉连接装置，4.中间拉杆，5.撑杆，6.组合张弦梁系统，7.端部连接单元，8.调节桁架单元，9.抗拉桁架直撑，10.混凝土梁，12.端部拉杆，13.抗拉桁架支撑系统，14.抗拉桁架角撑，15.标准桁架单元。301.抗拉型钢，302.调节装置，303.抗拉件，304.轴力监测盒，305.型钢支撑，306.抗拉臂，307.预埋型钢。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-图3，拉压型钢支撑系统，包括混凝土梁10、抗拉桁架支撑系统13、组合张弦梁系统6；所述混凝土梁10设于基坑内壁；组合张弦梁系统6包括撑杆5、中间拉杆4、端部拉杆2、抗拉连接装置3、预应力施加装置，端部拉杆2埋入混凝土内部，中间拉杆4、端部拉杆2、撑杆5之间均采用铰接，撑杆端头含有预应力施加装置，并通过抗拉连接装置3与混凝土梁10相连。抗拉桁架支撑系统13分为抗拉桁架角撑、抗拉桁架直撑，均通过多个单元连接而成，包括标准桁架单元属于标准模块、调节桁架单元属于非标准模块用以适配不同的基坑尺寸要求、端部连接单元与混凝了梁采用拉压连接，既能承受土体传来的土压力，又能承受各种施工工况下可能出现的拉力。标准桁架单元由多根弦杆+腹杆组成，腹杆与弦杆采用铰接连接，弦杆可采用格构式截面也可采用实腹式截面，腹杆可采用十字交叉、菱形等。端部连接单元具有预应力施加装置、抗拉连接装置以及轴力监测盒。

具体而言，继续参见图1-图5，一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，包括混凝土梁10、抗拉连接装置3；基坑内的混凝土梁内预埋金属件，所述金属件部分向上伸出所述混凝土梁10；抗拉连接装置3的抗拉臂306末端设置一抗拉型钢301，抗拉臂306穿过所述金属件后，通过所述抗拉型钢301抵住所述金属件的背面实现抗拉连接；需要说明的是：此处“金属件”是必须的，但不一定只有金属件，也可以是金属件与混凝土的混合体，所述抗拉臂306与支撑预应力施加装置1相对固定；所述支撑预应力施加装置1对所述混凝土梁施加压力。所基坑内不设置钢围檩，所述抗拉连接装置3与混凝土梁10直接连接。

在此实施例中，如图4-5所示，所述金属件为预埋型钢307。需要说明的是，金属件可以是预埋型钢，也可以是钢筋，并且可以与混凝土梁一体浇筑成型，形成向上凸起的(钢筋)混凝土部位，下文称之为抗拉件303。

在此实施例中，所述基坑内不设置钢围檩，所述抗拉连接装置3与混凝土梁10直接连接。

在此实施例中，参见图5，所述抗拉臂306呈L形，一端横向设置并与金属件相对固定，另一端向下设置并与预应力连接件308连接，所述预应力连接件308与型钢支撑305固定连接。作为进一步的，参见图4-5；所述抗拉臂306穿过所述金属件的部位设有调节装置302，所述调节装置302可调节自身长度从而调节抗拉型钢301与金属件之间的连接松紧程度。

在另一实施例中，所述抗拉臂306呈L形，一端横向设置并与所述抗拉件303相对固定，如图4所示，另一端向下设置并与预应力连接件308连接，所述预应力连接件308与型钢支撑305固定连接，如图5所示；作为进一步的，所述抗拉臂306穿过所述抗拉件303的部位设有调节装置302，所述调节装置302可调节自身长度从而调节抗拉型钢301与抗拉件303之间的连接松紧程度。

在此实施例中，参见图4-5，所述预应力施加装置13前端设有轴力监测盒304。

在此实施例中，参见图4-5，所述预应力施加装置13后端与型钢支撑12固定连接。

在此实施例中，参见图5，所述抗拉型钢301为工字钢。

在此实施例中，参见图3，还包括组合张弦梁系统6，所述组合张弦梁系统6的每个撑杆5末端的预应力连接件308上均连接所述抗拉连接装置3。

在此实施例中，参见图1-图3，还包括抗拉桁架支撑系统13，所述抗拉桁架支撑系统13的每个预应力连接件308上均设有所述抗拉连接装置3。

“第一道混凝土支撑”是指自地下0米至地下n米间的最上方的一层支撑，由于抗拉需求较高，现有技术中一般不采用钢支撑而采用纯混凝土支撑，本申请在土质较差的深基坑中，能够替代第一道混凝土支撑，可以将第一道支撑也采用钢支撑，从而多道钢支撑能够形成一体化的支撑体系，使得整个支护体系更加稳定安全。同时，通过替换第一道支撑，解决了第一道混凝土支撑及多道钢支撑之间的匹配问题，将钢支撑的安全、绿色环保、节省工期的优势发挥到最大。此外，端部连接单元配有轴力监测盒，能够实时监测钢支撑轴力变化情况，具有预警功能，使得基坑施工更加安全；抗拉臂穿过所述预埋型钢的部位设有调节装置，调节装置可调节自身长度从而抗拉臂与预埋型钢之间的连接松紧程度，提高了适用性和可靠性。

以上是本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：

包括混凝土梁(10)、抗拉连接装置(3)；

基坑内的混凝土梁内预埋金属件，所述金属件部分向上伸出所述混凝土梁(10)；

抗拉连接装置(3)的抗拉臂(306)末端设置一抗拉型钢(301)，抗拉臂(306)穿过所述金属件后，通过所述抗拉型钢(301)抵住所述金属件的背面实现抗拉连接；

所述抗拉臂(306)与支撑预应力施加装置(1)相对固定；所述支撑预应力施加装置(1)对所述混凝土梁施加压力。

2.如权利要求1所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述金属件为钢筋、预埋型钢(307)中的一种。

3.如权利要求1所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：金属件向上伸出所述混凝土梁(10)的部分，与所述混凝土梁(10)一体浇筑成型，形成抗拉件(303)。

4.一种拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述基坑内不设置钢围檩，所述抗拉连接装置(3)与混凝土梁(10)直接连接。

5.如权利要求1所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述抗拉臂(306)呈L形，一端横向设置并与金属件相对固定，另一端向下设置并与预应力连接件(308)连接，所述预应力连接件(308)与型钢支撑(305)固定连接。

6.如权利要求3所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述抗拉臂(306)呈L形，一端横向设置并与所述混凝土抗拉件相对固定，另一端向下设置并与预应力连接件(308)连接，所述预应力连接件(308)与型钢支撑(305)固定连接。

7.如权利要求1或3所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述抗拉臂(306)穿过所述金属件/抗拉件(303)的部位设有调节装置(302)，所述调节装置(302)可调节自身长度从而调节抗拉型钢(301)与抗拉件(303)/金属件之间的连接松紧程度。

8.如权利要求1所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述预应力施加装置(13)前端设有轴力监测盒(304)。

9.如权利要求1所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：所述预应力施加装置(13)后端与预应力连接件固定连接。

10.如权利要求5所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：还包括组合张弦梁系统(6)，所述组合张弦梁系统(6)的每个撑杆(5)末端的预应力连接件(308)上均连接所述抗拉连接装置(3)。

11.如权利要求5所述的拉压型装配式张弦梁钢支撑系统，其特征在于：还包括抗拉桁架支撑系统(13)，所述抗拉桁架支撑系统(13)的每个预应力连接件(308)上均设有所述抗拉连接装置(3)。

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