CN112921980A - 一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，属于基坑支护技术领域，包括安装在结构梁内侧的若干预应力梁以及若干支撑梁，所述预应力梁包括固定设置在所述结构梁内侧的若干第一联系梁以及通过第一拉索接头节点活动连接在所述第一联系梁远离所述结构梁一端的第一拉杆。本发明实施例解决了常规钢支撑系统必须在基坑内设置竖向承载构件即立柱或立柱桩的问题，另外相较于现有技术，不设立柱，可极大程度的降低成本，同时便于基坑内部土方的开挖，利用张紧器施加预应力后，可克服自重，实现自平衡，另外本发明实施例提供的预应力梁以及支撑梁可重复使用，具有安全、节能、环保等优点。

Description

一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构

技术领域

本发明属于基坑支护技术领域，具体是一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构。

背景技术

为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，需要对基坑侧壁及周边环境采用支挡、加固与保护措施。无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程，由于都是在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容，要保护其周边构筑物的安全。

目前，对于深基坑的支护需要在坑内设置一定数量的竖向立柱，以承担整个水平支撑的自重载荷，现有的立柱大多是利用型钢立柱配合混凝土桩浇注而成，施工步骤较为繁琐不说，而且成本较高，施工过程产生的粉尘、泥浆及噪音等污染环境，另外由于立柱的存在会对后续基坑的开挖产生一定的阻碍，导致基坑土方的开挖效率降低，从而增加施工工期成本。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明实施例要解决的技术问题是提供一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，包括安装在结构梁内侧的若干预应力梁以及若干支撑梁，所述预应力梁包括固定设置在所述结构梁内侧的若干第一联系梁以及通过第一拉索接头节点活动连接在所述第一联系梁远离所述结构梁一端的第一拉杆，所述支撑梁包括两端分别顶撑连接至结构梁内侧的第二联系梁、通过活动接头活动连接在第二联系梁底部的若干V型架以及通过第二拉索接头节点活动连接在V型架底部的第二拉杆；

所述第一拉索接头节点与第二拉索接头节点结构相同，均包括保护管壳，所述V型架底部以及第一联系梁端部均通过第二劲板与对应的保护管壳固定连接；

所述保护管壳内侧设置有球形夹持部；

所述第一拉杆两端通过第一拉索端头节点与所述结构梁相连，所述第一拉索端头节点包括与所述第一拉杆端部固定连接的第一拉索接头、设置在所述第一拉索接头远离所述第一拉杆一端第一张紧器、铰接设置在所述第一张紧器远离所述第一拉索接头一端的耳板以及埋设于所述结构梁内部并与所述耳板固定连接的埋件。

作为本发明进一步的改进方案：所述第二拉杆两端通过第二拉索端头节点与所述第二联系梁底部相连，所述第二拉索端头节点包括固定设置在第二联系梁底部的第三拉杆，所述第三拉杆与第二拉杆端部均固定设置有第二拉索接头，两组所述第二拉索接头之间通过第二张紧器相连。

作为本发明进一步的改进方案：所述第二拉索端头节点还包括固定设置在第二联系梁底部的两组固定板以及设置在两组所述固定板之间的无缝钢管，所述无缝钢管呈十字形结构，所述第三拉杆贯穿所述无缝钢管的其中一组管道，无缝钢管的另一组管道中设置有轴心钢棒。

作为本发明进一步的改进方案：所述活动接头包括固定设置在所述V型架两架体上端的钢球以及卡设于所述钢球与V型架连接位置的第一法兰盘以及第二法兰盘，所述第一法兰盘与第二法兰盘之间通过螺栓螺母组件相连，所述第一法兰盘上部固定设置有第三劲板，所述第三劲板固定安装在第二联系梁底部，第三劲板呈十字形结构，且第三劲板底部具有与所述钢球相适配的弧形面。

作为本发明再进一步的改进方案：所述第一拉索接头节点与第二拉索接头节点对应的保护管壳内部还设置有用于支撑所述球形夹持部的第一劲板。

作为本发明再进一步的改进方案：所述第一劲板呈十字形结构，且第一劲板一侧设置有与所述球形夹持相适配的弧形面。

作为本发明再进一步的改进方案：所述第一拉杆与第二拉杆直径相同，所述球形夹持包括活动设置在所述保护管壳内部的上球形索夹以及与所述上球形索夹连接的下球形索夹，所述上球形索夹与所述下球形索夹内侧均开设有与所述第一拉杆相适配的第一卡槽，所述保护管壳侧壁开设有可供所述第一拉杆活动的第二卡槽。

作为本发明再进一步的改进方案：所述上球形索夹与下球形索夹之间通过螺栓以及螺母连接。

作为本发明再进一步的改进方案：所述保护管壳端部固定设置有管壳封口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明实施例采用多部件装配而成，可极大程度的降低现场施工步骤，另外本发明实施例提供的预应力梁以及支撑梁可重复使用，具有安全、节能、环保等优点；

2、本发明实施例解决了常规钢支撑系统必须在基坑内设置竖向承载构件即立柱或立柱桩的问题；

3、本发明实施例相较于现有技术，不设钢立柱，可极大程度的降低成本，便于基坑内部土方的开挖；

4、本发明实施例节省了由于施工钢立柱或混凝土立柱桩而采用的水泥、混凝土及钢筋等原材料成本；

5、本发明实施例解决了由于施工钢立柱或混凝土立柱桩而造成粉尘和泥浆污染和环境污染的问题，能够达到项目环保施工要求，符合绿色新型支撑技术；

6、本发明实施例利用张紧器施加预应力后，可克服自重，实现自平衡。

附图说明

图1为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构的安装示意图；

图2为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构的结构示意图；

图3为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中第一拉索接头节点的结构示意图；

图4为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中第一拉索接头节点的分解示意图；

图5为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中第一拉索端头节点的结构示意图；

图6为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中支撑梁的结构示意图；

图7为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中第二拉索端头节点的结构示意图；

图8为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中V型架的安装示意图；

图9为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中活动接头的结构示意图；

图10为一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构中第二拉索接头节点的结构示意图；

图中：1-预应力梁、2-第一拉索接头节点、21-管壳封口、22-螺帽、23-下球形索夹、24-第一拉杆、25-上球形索夹、26-螺栓、27-第一劲板、28-保护管壳、3-第一拉索端头节点、31-第一拉索接头、32-第一张紧器、33-耳板、34-埋件、4-第一联系梁、5-支撑梁、51-第二联系梁、52-第二拉杆、53-V型架、54-第二劲板、6-第二拉索端头节点、61-第二拉索接头、62-第二张紧器、63-固定板、64-索头、65-无缝钢管、66-轴心钢棒、67-第三拉杆、7-活动接头、71-第三劲板、72-第一法兰盘、73-钢球、74-第二法兰盘、8-加固梁。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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专利和简化描述，而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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-10，本实施例提供了一种深基坑预应力钢支撑系统，包括安装在结构梁内侧的若干预应力梁1以及若干支撑梁5，所述预应力梁1包括固定设置在所述结构梁内侧的若干第一联系梁4以及通过第一拉索接头节点2活动连接在所述第一联系梁4远离所述结构梁一端的第一拉杆24，所述支撑梁5包括两端分别顶撑连接至结构梁内侧的第二联系梁51、通过活动接头7活动连接在第二联系梁51底部的若干V型架53以及通过第二拉索接头节点活动连接在V型架53底部的第二拉杆52，具体的，所述第一拉索接头节点2与第二拉索接头节点结构相同，均包括保护管壳28，所述V型架53底部以及第一联系梁4端部均通过第二劲板54与对应的保护管壳28固定连接；所述保护管壳28内侧设置有球形夹持部；所述第一拉杆24两端通过第一拉索端头节点3与所述结构梁相连，具体的，所述第一拉索端头节点3包括与所述第一拉杆24端部固定连接的第一拉索接头31、设置在所述第一拉索接头31远离所述第一拉杆24一端第一张紧器32、铰接设置在所述第一张紧器32远离所述第一拉索接头31一端的耳板33以及埋设于所述结构梁内部并与所述耳板33固定连接的埋件34。

所述第二拉杆52两端通过第二拉索端头节点6与所述第二联系梁51底部相连，所述第二拉索端头节点6包括固定设置在第二联系梁51底部的第三拉杆67，所述第三拉杆67与第二拉杆52端部均固定设置有第二拉索接头61，两组所述第二拉索接头61之间通过第二张紧器62相连。

通过埋件34以及耳板33实现整个第一拉杆24与结构梁的连接，利用第一张紧器32对第一拉杆24施加预应力，第一拉杆24受力驱使第一联系梁4与结构梁紧密抵接，从而为结构梁提供支撑，以平衡基坑压力；在第二联系梁51底部通过若干V型架53连接一根第二拉杆52，调节第二张紧器62，以对第二拉杆52施加预应力，使得V型架53受力顶撑在第二联系梁51底部，以对第二联系梁51进行加固，提高第二联系梁51的稳定性，进而增强结构梁的支撑效果，以平衡基坑压力。

具体的，所述第二拉索端头节点6还包括固定设置在第二联系梁15底部的两组固定板63以及设置在两组所述固定板63之间的无缝钢管65，所述无缝钢管65呈十字形结构，所述第三拉杆67贯穿所述无缝钢管65的其中一组管道，无缝钢管65的另一组管道中设置有轴心钢棒66。

具体的，所述活动接头7包括固定设置在所述V型架53两架体上端的钢球73以及卡设于所述钢球73与V型架53连接位置的第一法兰盘72以及第二法兰盘74，所述第一法兰盘72与第二法兰盘74之间通过螺栓螺母组件相连，所述第一法兰盘72上部固定设置有第三劲板71，所述第三劲板71固定安装在第二联系梁51底部，第三劲板71呈十字形结构，且第三劲板71底部具有与所述钢球73相适配的弧形面。

进一步的，所述第一拉索接头节点2与第二拉索接头节点对应的保护管壳28内部还设置有用于支撑所述球形夹持部的第一劲板27。

具体的，所述第一劲板27呈十字形结构，且第一劲板27一侧设置有与所述球形夹持相适配的弧形面。

具体的，所述第一拉杆24与第二拉杆52直径相同，所述球形夹持包括活动设置在所述保护管壳28内部的上球形索夹25以及与所述上球形索夹25连接的下球形索夹23，所述上球形索夹25与所述下球形索夹23内侧均开设有与所述第一拉杆24相适配的第一卡槽，所述保护管壳28侧壁开设有可供所述第一拉杆24活动的第二卡槽。

在调节第一张紧器32以对第一拉杆24施加预应力时，第一拉杆24受力可带动上球形索夹25以及下球形索夹23在保护管壳28内部适应性的转动，同时第一拉杆24可沿第二卡槽适应性的移动。

具体的，所述上球形索夹25与下球形索夹23之间通过螺栓26以及螺母22连接。

本实施例中，所述结构梁内侧边缘还设置有若干加固梁8（如图1所示）。

随着基坑挖掘深度的增加，所述预应力梁1与支撑梁5可在结构梁内侧下层适当位置增加数量，以进一步增强结构梁的稳定性。

在另一实施例中，所述保护管壳28端部固定设置有管壳封口21。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，包括安装在结构梁内侧的若干预应力梁（1）以及若干支撑梁（5），所述预应力梁（1）包括固定设置在所述结构梁内侧的若干第一联系梁（4）以及通过第一拉索接头节点（2）活动连接在所述第一联系梁（4）远离所述结构梁一端的第一拉杆（24），所述支撑梁（5）包括两端分别顶撑连接至结构梁内侧的第二联系梁（51）、通过活动接头（7）活动连接在第二联系梁（51）底部的若干V型架（53）以及通过第二拉索接头节点活动连接在V型架（53）底部的第二拉杆（52）；

所述第一拉索接头节点（2）与第二拉索接头节点结构相同，均包括保护管壳（28），所述V型架（53）底部以及第一联系梁（4）端部均通过第二劲板（54）与对应的保护管壳（28）固定连接；

所述保护管壳（28）内侧设置有球形夹持部；

所述第一拉杆（24）两端通过第一拉索端头节点（3）与所述结构梁相连，所述第一拉索端头节点（3）包括与所述第一拉杆（24）端部固定连接的第一拉索接头（31）、设置在所述第一拉索接头（31）远离所述第一拉杆（24）一端第一张紧器（32）、铰接设置在所述第一张紧器（32）远离所述第一拉索接头（31）一端的耳板（33）以及埋设于所述结构梁内部并与所述耳板（33）固定连接的埋件（34）。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述第二拉杆（52）两端通过第二拉索端头节点（6）与所述第二联系梁（51）底部相连，所述第二拉索端头节点（6）包括固定设置在第二联系梁（51）底部的第三拉杆（67），所述第三拉杆（67）与第二拉杆（52）端部均固定设置有第二拉索接头（61），两组所述第二拉索接头（61）之间通过第二张紧器（62）相连。

3.根据权利要求2所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述第二拉索端头节点（6）还包括固定设置在第二联系梁（15）底部的两组固定板（63）以及设置在两组所述固定板（63）之间的无缝钢管（65），所述无缝钢管（65）呈十字形结构，所述第三拉杆（67）贯穿所述无缝钢管（65）的其中一组管道，无缝钢管（65）的另一组管道中设置有轴心钢棒（66）。

4.根据权利要求1所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述活动接头（7）包括固定设置在所述V型架（53）两架体上端的钢球（73）以及卡设于所述钢球（73）与V型架（53）连接位置的第一法兰盘（72）以及第二法兰盘（74），所述第一法兰盘（72）与第二法兰盘（74）之间通过螺栓螺母组件相连，所述第一法兰盘（72）上部固定设置有第三劲板（71），所述第三劲板（71）固定安装在第二联系梁（51）底部，第三劲板（71）呈十字形结构，且第三劲板（71）底部具有与所述钢球（73）相适配的弧形面。

5.根据权利要求1所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述第一拉索接头节点（2）与第二拉索接头节点对应的保护管壳（28）内部还设置有用于支撑所述球形夹持部的第一劲板（27）。

6.根据权利要求5所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述第一劲板（27）呈十字形结构，且第一劲板（27）一侧设置有与所述球形夹持相适配的弧形面。

7.根据权利要求5或6所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述第一拉杆（24）与第二拉杆（52）直径相同，所述球形夹持包括活动设置在所述保护管壳（28）内部的上球形索夹（25）以及与所述上球形索夹（25）连接的下球形索夹（23），所述上球形索夹（25）与所述下球形索夹（23）内侧均开设有与所述第一拉杆（24）相适配的第一卡槽，所述保护管壳（28）侧壁开设有可供所述第一拉杆（24）活动的第二卡槽。

8.根据权利要求7所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述上球形索夹（25）与下球形索夹（23）之间通过螺栓（26）以及螺母（22）连接。

9.根据权利要求7所述的一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构，其特征在于，所述保护管壳（28）端部固定设置有管壳封口（21）。

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