CN112942365A - 一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，包括设有至少二根支撑梁的桁架支撑系统，桁架支撑系统的底部设有拉索系统；拉索系统包括若干V形杆，V形杆的底部通过拉索接头与主拉索活动连接，V形杆的两端分别通过活动接头与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁固定连接，主拉索的两端分别通过三通锁头铰接两个副拉索，四个副拉索远离三通锁头的一端分别与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁底部活动连接；本系统设置的拉索系统不仅能够解决桁架支撑系统的自重问题，还能促使在基坑内实现无钢立柱和混凝土立柱桩，大大提高土方开挖效率，节省工期,本支撑系统可重复使用，具有工期短、成本低、安全性能好、环保无污染等特点。

Description

一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统

技术领域

本发明涉及基坑支撑系统领域，具体涉及一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统。

背景技术

城市基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区，在基坑的周围不仅有已建房屋或地铁隧道，而且有供水、供气管,通讯、电力管线等市政管线，如果基坑开挖造成坑外变形过大，则会影响到这些管线的正常使用或造成重大的事故。因此，在基坑开挖之前有必要采取一系列的支护、支撑措施，以此来控制基坑边坡可能产生的过大变形。

现有深基坑内支撑（包括钢支撑、混凝土支撑等）需要在坑内设置一定数量的竖向立柱及立柱桩，以承担支撑体系自重荷载，一般采用灌注桩内插型钢或格构柱作为竖向承载构件，成本较高，且数量较多的钢立柱和混凝土立柱桩影响下层土方开挖效率，从而加长项目工期，与此同时，施工钢立柱或混凝土立柱桩时而采用的水泥、混凝土及钢筋等原材料成本高昂，施工过程中产生的粉尘、泥浆等还会造成环境污染，对生态系统造成直接的破坏和影响。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其设置的拉索系统不仅能够解决桁架支撑系统的自重问题，还能促使在基坑内实现无钢立柱和混凝土立柱桩，提供更大的施工作业面，大大提高土方开挖效率，节省工期；同时本系统构件能全部可回收重复使用，节省造价，施工过程无粉尘、泥浆等污染，具有节能环保的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，包括设有至少二根支撑梁的桁架支撑系统，所述桁架支撑系统的底部设有拉索系统；所述拉索系统包括若干V形杆，所述V形杆的底部通过拉索接头与主拉索活动连接，所述V形杆的两端分别通过活动接头与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁固定连接，所述主拉索的两端分别通过三通锁头铰接两个副拉索，四个所述副拉索远离三通锁头的一端分别与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁底部活动连接；所述副拉索上设有用于施加预应力的张紧器；

所述拉索接头包括固定在V形杆底部的保护套筒，所述保护套筒的内腔在其沿着远离V形杆的方向上依次固定设置有劲板、直径与保护套筒内径相同的球形索夹以及盖合在保护套筒端部的封板，所述保护套筒上开有供主拉索穿过和滑动的条形槽，所述球形索夹上开有供主拉索穿过的通孔。

优选地，所述球形索夹包括两个用于夹紧主拉索的上半球索夹和下半球索夹，所述上半球索夹与劲板固定连接，所述下半球索夹通过螺栓与上半球索夹固定连接。

优选地，所述上半球索夹与下半球索夹上开有若干对称的用于安装螺栓的通孔。

优选地，所述活动接头包括固定在V形杆两端顶部的钢球，所述钢球的上下端分别套有法兰盘，所述法兰盘内径小于钢球直径，两个法兰盘通过螺栓固定连接，设置在上端的法兰盘通过连接筋板与支撑梁固定连接。

优选地，所述拉索系统内V形杆的底部通过连接板与保护套筒固定，所述连接板能够盖合在保护套筒远离封板的一端。

优选地，所述劲板为两个钢板组成的十字形板，十字形板外切圆的直径与保护套筒内径相同。

优选地，所述副拉索远离三通锁头的端部穿过钢管后螺纹固定有能够限制其滑动的索头，所述钢管上固定有与其垂直设置的横管，所述横管的两端分别与固定板转动连接，固定板固定在支撑梁上。

优选地，所述劲板接触上半球索夹的一侧设有与其外壁适配的球形凹槽。

优选地，所述主拉索与副拉索材质以及外径尺寸相同。

本发明的有益效果在于：

1、本支撑系统由多个零部件组装而成，装配化程度高，施工便利，灵活性好，并且能够多次回收、重复利用；

2、本系统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、本系统无需设置竖向承载构件，提高了基坑内土方开挖效率，提升了施工灵活性，减少了施工工期；

4、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、本支撑系统解决了由于施工立柱或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、本系统采用张紧器对拉索系统施加预应力，同时拉索系统对支撑梁施加反作用力从而促使整个桁架支撑系统克服自重达到平衡，使得支撑梁与拉索系统形成一体化的支撑体系，支护更加稳定；

7、张紧器能够调节副拉索自身长度从而调节整个拉索系统的长度和张紧力，使得整个系统的可调性和灵活性更高；

8、本系统采用活动接头连接V形杆与支撑梁，活动接头内的钢球与法兰盘配合，使V型杆根据自身受力情况自主调节横向旋转角度，使整个拉索系统受力更为均衡，安全性和耐用性更高；

9、本系统采用拉索接头连接V形杆与拉索，采用上半球索夹与下半球索夹共同作用拉索，安装较为方便，灵活性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的桁架支撑系统在基坑内安装位置示意图；

图2为本发明实施例提供的桁架支撑系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的拉索系统结构示意图；

图4为本发明实施例提供的支撑梁、活动接头、V形杆以及拉杆接头连接示意图；

图5为本发明实施例提供的拉索接头结构示意图（爆炸图）；

图6为本发明实施例提供的活动接头结构示意图（爆炸图）；

图7为本发明实施例提供的副拉索、张紧器以及支撑梁之间连接示意图；

图8为本发明实施例提供的三通索头结构示意图(爆炸图)。

附图标记说明：

1、支撑梁；2、活动接头；21、连接筋板；22、法兰盘；23、钢球；3、V形杆；4、拉索接头；41、连接板；42、保护套筒；43、劲板；44、上半球索夹；45、下半球索夹；46、封板；5、主拉索；51、副拉索；6、张紧器；7、固定板；8、横管；9、索头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图8所示，一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，根据基坑的深度，可以竖向设置一层或多层，其包括设有至少二根支撑梁1的桁架支撑系统，所述桁架支撑系统的底部设有拉索系统；所述拉索系统包括若干V形杆3，所述V形杆3的底部通过拉索接头4与主拉索5活动连接，所述V形杆3的两端分别通过活动接头2与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁1固定连接，所述主拉索5的两端分别通过三通锁头铰接两个副拉索51，所述主拉索5与副拉索51材质以及外径尺寸相同，四个所述副拉索51远离三通锁头的一端分别与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁1底部活动连接；所述副拉索51上设有用于施加预应力的张紧器6；通过张紧器6对副拉索51和主拉索5施加预应力，主拉索5通过对V形杆3施加反作用力来促使整个桁架支撑系统克服自重达到平衡；

所述拉索接头4包括固定在V形杆3底部的保护套筒42，所述保护套筒42的内腔在其沿着远离V形杆3的方向上依次固定设置有劲板43、直径与保护套筒42内径相同的球形索夹以及盖合在保护套筒端部的封板46，所述保护套筒42上开有供主拉索5穿过和滑动的条形槽，所述球形索夹上开有供主拉索5穿过的通孔，上半球索夹44与下半球索夹45通过螺栓连接在一起用于夹紧主拉索5，两者均为半球形并且其直径与保护套筒42内径相同；

所述劲板43固定在保护套筒42上，所述劲板43接触上半球索夹44的一侧设有与其外壁适配的球形凹槽，上半球索夹44固定在劲板43的球形凹槽，安装主拉索5时，通过螺栓连接下半球索夹45与上半球索夹44从而夹紧主拉索5。

所述副拉索51远离三通锁头的端部穿过钢管后螺纹固定有能够限制其滑动的索头9，所述钢管上固定有与其垂直设置的横管8，所述横管8的两端分别与固定板7转动连接，固定板7固定在支撑梁1上。

所述活动接头2包括固定在V形杆3两端顶部的钢球23，所述钢球23的上下端分别套有法兰盘22，所述法兰盘22内径小于钢球23直径，两个法兰盘22通过螺栓固定连接，设置在上端的法兰盘22通过连接筋板21与支撑梁1固定。

所述拉索系统内V形杆3的底部通过连接板41与保护套筒42固定，所述连接板41能够盖合在保护套筒42远离封板45的一端。

所述劲板43为两个钢板组成的十字形板，十字形板外切圆的直径与保护套筒42内径相同。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，包括设有至少二根支撑梁（1）的桁架支撑系统，其特征在于，所述桁架支撑系统的底部设有拉索系统；所述拉索系统包括若干V形杆（3），所述V形杆（3）的底部通过拉索接头（4）与主拉索（5）活动连接，所述V形杆（3）的两端分别通过活动接头（2）与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁（1）固定连接，所述主拉索（5）的两端分别通过三通锁头铰接两个副拉索（51），四个所述副拉索（51）远离三通锁头的一端分别与桁架支撑系统最外侧的两个支撑梁（1）底部活动连接；所述副拉索（51）上设有用于施加预应力的张紧器（6）；

所述拉索接头（4）包括固定在V形杆（3）底部的保护套筒（42），所述保护套筒（42）的内腔在其沿着远离V形杆（3）的方向上依次固定设置有劲板（43）、直径与保护套筒（42）内径相同的球形索夹以及盖合在保护套筒端部的封板（46），所述保护套筒（42）上开有供主拉索（5）穿过和滑动的条形槽，所述球形索夹上开有供主拉索（5）穿过的通孔。

2.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述球形索夹包括两个用于夹紧主拉索（5）的上半球索夹（44）和下半球索夹（45），所述上半球索夹（44）与劲板（43）固定连接，所述下半球索夹（45）通过螺栓与上半球索夹（44）固定连接。

3.如权利要求2所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述上半球索夹（44）与下半球索夹（45）上开有若干对称的用于安装螺栓的通孔。

4.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述活动接头（2）包括固定在V形杆（3）两端顶部的钢球（23），所述钢球（23）的上下端分别套有法兰盘（22），所述法兰盘（22）内径小于钢球（23）直径，两个法兰盘（22）通过螺栓固定连接，设置在上端的法兰盘（22）通过连接筋板（21）与支撑梁（1）固定连接。

5.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述拉索系统内V形杆（3）的底部通过连接板（41）与保护套筒（42）固定，所述连接板（41）能够盖合在保护套筒（42）远离封板（45）的一端。

6.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述劲板（43）为两个钢板组成的十字形板，十字形板外切圆的直径与保护套筒（42）内径相同。

7.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述副拉索（51）远离三通锁头的端部穿过钢管后螺纹固定有能够限制其滑动的索头（9），所述钢管上固定有与其垂直设置的横管（8），所述横管（8）的两端分别与固定板（7）转动连接，固定板（7）固定在支撑梁（1）上。

8.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述劲板（43）接触上半球索夹（44）的一侧设有与其外壁适配的球形凹槽。

9.如权利要求1所述的一种组合式大跨度深基坑预应力钢支撑系统，其特征在于，所述主拉索（5）与副拉索（51）材质以及外径尺寸相同。

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