CN113463656A - 一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,鱼腹梁包括上弦围檩、下弦钢绞线,上弦围檩、下弦钢绞线中间设置腹杆,上弦围檩、下弦钢绞线、腹杆形成一个闭合的鱼腹式结构,鱼腹梁的两端设置两组钢管支撑,钢管支撑分别压住鱼腹梁的两端,鱼腹梁与钢管形成一个封闭的受力体系;鱼腹梁设置有可张拉钢绞线,通过张拉钢绞线对鱼腹梁施加预应力;钢管支撑设置有加载装置,通过加载装置对钢管撑施加预应力。加压系统和变截面连接件均可与矩形键连接,从而采用钢管撑压住鱼腹梁的两端,平面上形成一个封闭的受力体系。通过张拉钢绞线对鱼腹梁施加预应力,通过端头的加压装置对钢管撑施加预应力,最终将鱼腹梁与钢管撑有效结合应用。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域,具体来说是一种钢管与鱼腹梁钢支撑相结合的基坑内支撑结构。
背景技术
在基坑支护工程领域,目前国内已有的支撑材料主要有:钢管撑(主要直径有609mm、800mm两种)、型钢组合支撑、鱼腹梁钢支撑,这些技术已经在国内外经过多年的工程应用,具有成熟的设计、施工经验。但是由于目前技术的限制和节点的制约,鱼腹梁一般只能与型钢组合支撑一起使用,而无法与钢管撑结合使用。
钢管撑材料在国内保有量很大,工程所在地一般都能够找到足够的供应量,无需从外地调拨,省去了较多运输成本。且钢管撑接头采用法兰盘连接,接头连接刚度大、质量可靠,钢管撑长度在15m~20m之间时可以不用设置竖向立柱,即省去了立柱的费用,又避免了立柱的存在影响挖土效率,因此钢管撑在地铁车站、明挖隧道等狭长形的基坑工程(短边跨度一般在22m以内)中得到较多应用。
鱼腹梁钢支撑和型钢组合支撑,由于其标准件均是在标准型材的基础上通过钢厂定制加工而成的,单位造价较高,投资实体少而导致在国内总体保有量偏低,且现有的保有量主要集中在局部地区,当应用于局部地区以外的工程中,就必须将鱼腹梁材料和型钢支撑材料长距离运输至外地,费用较高且可能影响工期进度。
鱼腹梁钢支撑是一种技术含量比较高的支撑体系,通过设置大跨度鱼腹梁,可以将支撑间距拉大,形成开阔的空间,不但便于土方开挖和地下结构施工,也可以减少对撑的数量,在造价、工期、安全等方面均具多优点,因此在国内得到越来越多建设单位的青睐。但是目前现行的技术中,与鱼腹梁结合使用的型钢组合支撑,由于其连接节点多、安装要求高,一般要求竖向立柱的间距不大于10m,对于地铁车站、明挖隧道等狭长形的基坑,就需要在基坑中间设置一排立柱,势必影响挖土效率。另外,型钢组合支撑无法就地取材,一般需要长距离运输至项目所在地,产生一定运输成本。
基于上述分析,工程界迫切需要找到一种技术解决方案,既可以将鱼腹梁应用于工程中,同时又避免钢支撑等大宗材料的长距离运输,还可以适当增大竖向立柱的间距。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,克服现有的技术缺点,提供一种钢管与鱼腹梁相组合的基坑内支撑结构型式。
为达到上述目的,本专利采用的技术方案是:
一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,鱼腹梁包括上弦围檩、下弦钢绞线,上弦围檩、下弦钢绞线中间设置腹杆,上弦围檩、下弦钢绞线、腹杆形成一个闭合的鱼腹式结构,鱼腹梁的两端设置两组钢管支撑,钢管支撑分别压住鱼腹梁的两端,鱼腹梁与钢管形成一个封闭的受力体系;鱼腹梁设置有可张拉钢绞线,通过张拉钢绞线对鱼腹梁施加预应力;钢管支撑设置有加载装置,通过加载装置对钢管撑施加预应力。
所述钢管支撑为圆钢管。
所述钢管支撑为方钢管。
钢管支撑一端设置有加载装置,该加载装置与钢管采用螺栓连接。
钢管支撑另一端设置有变截面连接件,该连接件与钢管及鱼腹梁矩形键采用螺栓连接。
所述加载装置设置有榫卯结构。
所述加载装置既为支撑结构施加预应力,又作为钢管支撑与鱼腹梁矩形键的转换连接件。
所述鱼腹梁的两端设置有矩形键,矩形键作为钢管支撑的支撑点。
所述鱼腹梁一侧的矩形键连接有一个固定盒,另一侧的矩形键连接有一个张拉盒。
固定盒内放置锚具,用于鱼腹梁钢绞线的固定。
张拉盒内放置锚具,在张拉盒内进行钢绞线的张拉,并将钢绞线锁定在锚具上。
有益效果:本发明所述的钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,对撑采用钢管,充分利用了其刚度大、惯性矩大、抗弯能力强的优势,对于跨度20m左右的狭长基坑,可以不设置立柱,且钢管材料可以就地取材;采用了鱼腹梁,可以将钢管撑间距拉大,充分利用钢管的高强度。如此既发挥出了鱼腹梁大跨度的优势,又充分利用了钢管的地材优势,还可以减少立柱的使用;不但降低了施工成本,也进一步方便了土方开挖和地下结构的施工,缩短了工期。
本技术可以促进钢支撑在基坑支护等临时工程中的应用机率,减少对钢筋混凝土支撑的使用,不但具有明显的经济价值和工期优势,在节能减排方面还具有十分显著的社会意义。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明所述的钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构示意图。
图2为钢管一端和鱼腹梁一端矩形键连接结构示意图。
图3为钢管一端和鱼腹梁另一端矩形键连接结构示意图。
图4为钢管另一端和鱼腹梁矩形键连接结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
参看图1,组合结构由鱼腹梁1和钢管2连接组成,鱼腹梁1两端为改造的矩形键3,通过加压系统4和变截面连接件5实现钢管2和矩形键3的转换连接。固定盒6和张拉盒7分别设置于鱼腹梁两侧,各放一个锚具,并于张拉盒7内进行钢绞线张拉和锁定。
鱼腹梁1包括上弦围檩11、下弦钢绞线12,上弦围檩、下弦钢绞线中间设置腹杆13,上弦围檩、下弦钢绞线、腹杆形成一个闭合的鱼腹式结构,
参看图2,钢管2及加压系统4端头都有法兰盘,采用螺栓将二者进行连接。
矩形件3顶部有一块加厚的矩形端板,加压系统4下端部亦有一块矩形板,采用螺栓将二者进行连接。固定盒6里面放置锚具,提前穿好钢绞线并进行锁定。
参看图3,这是鱼腹梁另一侧,与图2不同之处在于此处设置了张拉空盒7,其与固定盒6截面尺寸相同,同样放置一个锚具,每根钢绞线张拉到位后锁定在锚具上,完成鱼腹梁预应力的张拉。
参看图4,这是圆钢管2另一端,直接通过变截面连接件5与矩形键3螺栓连接,连接件5由前端板、扇形布置的加劲肋和矩形后端板焊接而成。
本创新技术的优点是:对撑采用钢管,充分利用了其惯性矩大、抗弯能力强的优势,对于跨度20m左右的狭长基坑,可以不设置立柱;采用了鱼腹梁,充分利用了鱼腹梁的大跨度优点,可以将钢管撑间距加大,为土方开挖和地下室结构施工提供了较大便利。本发明充分利用了钢管和鱼腹梁的优势,该结构强度和稳定性高,降低了施工成本,可不设置立柱,进一步方便了土方开挖和地库结构施工,缩短了施工工期。
本方案在现有支护技术的基础上进行了创新,降低了施工成本,减少了材料的浪费和材料的长距离运输,使得相关技术朝着先进、安全、经济、环保的方向迈了一步。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (11)
1.一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,鱼腹梁包括上弦围檩、下弦钢绞线,上弦围檩、下弦钢绞线中间设置腹杆,上弦围檩、下弦钢绞线、腹杆形成一个闭合的鱼腹式结构,其特征是,鱼腹梁的两端设置两组钢管支撑,钢管支撑分别压住鱼腹梁的两端,鱼腹梁与钢管形成一个封闭的受力体系;鱼腹梁设置有可张拉钢绞线,通过张拉钢绞线对鱼腹梁施加预应力;钢管支撑设置有加载装置,通过加载装置对钢管撑施加预应力。
2.根据权利要求1所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,所述钢管支撑为圆钢管。
3.根据权利要求1所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,所述钢管支撑为方钢管。
4.根据权利要求1所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,钢管支撑一端设置有加载装置,该加载装置与钢管采用螺栓连接。
5.根据权利要求4所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,钢管支撑另一端设置有变截面连接件,该连接件与钢管及鱼腹梁矩形键采用螺栓连接。
6.根据权利要求4所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,所述加载装置设置有榫卯结构。
7.根据权利要求4所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,所述加载装置既为支撑结构施加预应力,又作为钢管支撑与鱼腹梁矩形键的转换连接件。
8.根据权利要求4所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,所述鱼腹梁的两端设置有矩形键,矩形键作为钢管支撑的支撑点。
9.根据权利要求8所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,所述鱼腹梁一侧的矩形键连接有一个固定盒,另一侧的矩形键连接有一个张拉盒。
10.根据权利要求9所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,固定盒内放置锚具,用于鱼腹梁钢绞线的固定。
11.根据权利要求9所述的一种钢管与鱼腹梁组合式基坑支护结构,其特征在于,张拉盒内放置锚具,在张拉盒内进行钢绞线的张拉,并将钢绞线锁定在锚具上。
Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114737594A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-12 | 江苏海洋大学 | 一种大跨度无粘结预应力筋的鱼腹式地基梁 |
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2021
- 2021-07-15 CN CN202110798142.7A patent/CN113463656A/zh active Pending
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