CN113585279B - 一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，异形法兰包括端板；连接在所述端板的左侧边缘处的左限位部；连接在所述端板的右侧边缘处的右限位部；连接在所述左限位部和右限位部之间且位于端板上部的上限位部；连接在所述左限位部和右限位部之间且位于端板下部的下限位部；上述部件围合形成的限位型腔用于与型钢套合连接。本发明所述异形法兰与相应规格的矩形型钢套接，可形成密闭的加强箱式支撑梁。该结构可提高钢支撑抗扭强度，有效防止支撑在实际应用中产生变形，其封闭结构也可显著提高钢结构抗腐蚀能力。

Description

一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构
技术领域
本发明涉及基坑支护技术领域，具体涉及一种异形法兰及使用用该异型法兰的基坑钢支撑结构。
背景技术
目前国内的深基坑内支撑系统，主要有钢筋混凝土支撑和钢支撑两种类型。
其中钢筋混凝土支撑是以钢筋绑扎成骨架，支模填筑混凝土，与冠梁或围檩形成整体的支护体系。其优点是刚度大、施工方法相对简单。其缺点也较为突出，主要表现在成型时间长，不能迅速发挥支撑作用；拆除时费时费力，振动、噪声、粉尘污染严重；材料不能重复使用，不符合现代建筑绿色环保的理念。
钢支撑系统以钢管或型钢为主要支撑杆件，通过焊接、铆接、螺栓等形式进行连接，与冠梁、围檩搭接或固接，形成支护体系。其优点是：安装、拆除方便，施工速度快、安装后能立即发挥支撑作用；支撑拆除后，材料可重复利用。其缺点在于单根支撑刚度不够大，整体性不如钢筋混凝土支撑。
钢管支撑因其圆柱形的外形，相邻钢管搭接难度较大，不容易实现稳固的拼合形式；如通过加大钢管外径以增加横截面积来提高支撑刚度，将因为标准节重量的增加导致吊装难度的增大。H型钢支撑，受限于横截面积较小，单根支撑比之圆管刚度更小，需通过多根拼合的方式，来提高总体刚度，但同时会大幅占用基坑空间，影响土建施工。
总体上，钢管支撑不易横向拼合，不宜通过加粗钢管的方式提高刚度；H型钢支撑单根刚度小，需多根拼合成桁架体系，空间占用大，影响土建施工。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种适配于矩形钢管的异形法兰，以及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构。
该钢支撑具有结构清晰、单体刚度大、拼合紧凑、易于构建轴向、侧向、垂向等不同拼装体系等特点，当所需刚度较小时，单根支撑即可提供足够的支护轴力；当所需刚度较大时，可紧密贴合实现两拼、多拼，减少空间占用；当需要提供足够的整体性时，可直接利用现有钢支撑标准件，垂向连接构建桁架体系；相邻支撑标准节彼此固接，保证支撑的稳固性和安全性；相关构件标准化设计，可实现精确施工。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种异形法兰，包括：
端板；
左限位部，连接在所述端板的左侧边缘处；
右限位部，连接在所述端板的右侧边缘处；
上限位部，连接在所述左限位部和右限位部之间，且位于所述端板上部；
下限位部，连接在所述左限位部和右限位部之间，且位于所述端板下部；
上述部件围合形成的限位型腔用于与型钢套合连接；
所述端板的上端位于所述限位型腔外侧的部分、以及端板的下端位于所述限位型腔外侧的部分均设置若干第一连接通孔，所述第一连接通孔用于该异形法兰轴向对接；
所述左限位部位于所述限位型腔外侧的部分、以及右限位部位于所述限位型腔外侧的部分均设置若干第二连接通孔，所述第二连接通孔用于该异形法兰侧向拼接。
所述左限位部为设置在所述端板左侧上、下两端的两个第一翼板，且两个第一翼板与所述端板垂直相交设置；
所述右限位部为设置在所述端板右侧上、下两端的两个第二翼板，且两个第二翼板与所述端板垂直相交设置。
所述上限位部为设置在所述端板上部的第一加筋肋板，其第一加筋肋板与所述端板垂直相交设置；
所述下限位部为设置在所述端板下部的第二加筋肋板，其第二加筋肋板与所述端板垂直相交设置。
所述端板为矩形钢板；
所述第一翼板的外边缘与矩形钢板的左侧边缘相平齐；
所述第二翼板的外边缘与矩形钢板的右侧边缘相平齐。
所述第二连接通孔为腰型孔。
所述左限位部为设置在所述端板左侧的一块第一侧板，且所述第一侧板与所述端板垂直相交设置；
所述右限位部为设置在所述端板右侧的一块第二侧板，且所述第二侧板与所述端板垂直相交设置。
所述上限位部为设置在所述端板上部的上底板，其所述上底板与所述端板垂直相交设置；
所述下限位部为设置在所述端板下部的下底板，其所述下底板与所述端板垂直相交设置。
所述端板为矩形钢板；
所述第一侧板的外边缘与矩形钢板的左侧边缘相平齐；
所述第二侧板的外边缘与矩形钢板的右侧边缘相平齐。
位于所述限位型腔外侧的端板和上底板之间设有第一加筋肋板；
位于所述限位型腔外侧的端板和下底板之间设有第二加筋肋板。
一种基坑钢支撑结构，使用所述的异形法兰，钢支撑标准节两端的法兰端板上的第一连接通孔，通过连接件连接，实现钢支撑标准节的轴向拼接。
每两根轴向连接的钢支撑标准节端头上，位于钢支撑标准节同一侧的两个翼板或限位侧板之间，通过一块缀板连接，缀板上对应翼板或限位侧板上第二连接通孔的位置设有相应的第三连接通孔；
多根钢支撑标准节并排设置时，各个钢支撑标准节的翼板或限位侧板之间，通过连接件连接，以实现钢支撑标准节的并联连接；
构建桁架时，异形法兰端板的第一连接通孔，与轴向对接的两根钢支撑上异形法兰的第二连接通孔，通过连接件连接，完成垂向拼接，形成桁架；
钢支撑构成桁架时，作为连系梁的钢支撑端部异形法兰的翼板或限位侧板，与轴向连接的钢支撑端头异形法兰的翼板或限位侧板，分别通过连接件与带有肋板的侧向稳固件进行连接；
基坑边部，各支撑梁端部通过预应力结构及活络端等与基坑冠梁、围檩连接，形成整体支撑体系。
有益效果：
本发明一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，相比现有支撑梁结构具有以下优点：
第一．本发明的异形法兰，适配于矩形空心型钢，便于轴向对接、侧向拼接，以及三组垂向连接，具有灵活的拼装方式。
第二．本发明的异形法兰与方矩管紧密相连，每根方矩管与两个异形法兰套合焊接，构成一个钢支撑标准节；整根钢支撑标准节形成加强式的箱式梁，提高了方矩管的抗扭强度，既提高了支撑梁的刚度，有效防止支撑梁在实际应用中产生变形，又能形成封闭式梁体，提高钢结构抗腐蚀能力。
第三．本发明一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，每两根钢支撑标准节端头上，位于钢支撑标准节同一侧的两个侧板之间通过一块缀板连接，以实现钢支撑标准节的轴线串接，缀板上对应侧板上通孔的位置设有相应通孔，其成品结构便于实际生产制作，成本低，施工组装简单。
第四．本发明一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，所述方矩管上以矩形横截面的长边所在的面为安装面，其端头异形法兰在每个安装面上对称设置有两块侧板；多根钢支撑标准节并排设置时，各个钢支撑标准节的侧板之间通过连接件连接以实现钢支撑标准节的并联连接。
第五．本发明一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，所述钢支撑标准节异形法兰端板，与轴向对接的两根钢支撑异形法兰的侧板，通过连接件连接形成垂向拼接，可构成桁架。
第六．本发明一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，构成桁架时，作为连系梁的钢支撑法兰侧板，与轴向连接的钢支撑端头侧板，分别通过连接件与带有肋板的侧向稳固件进行连接，提高连系梁侧向抗扭能力。
附图说明
图1为本发明实施例1的异形法兰与钢支撑标准节连接结构示意图；
图2为使用本发明实施例1异形法兰的钢支撑标准节轴向拼装示意图；
图3为本发明实施例2的异形法兰三维结构示意图；
图4为使用本发明实施例2异形法兰的基坑钢支撑标准节三维结构示意图。
图5为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节的俯视图；
图6为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节的正视图；
图7为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节缀板结构示意图；
图8为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节侧向稳固件结构图；
图9为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节轴向拼装示意图。
图10为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节并排侧向拼装示意图。
图11为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑标准节连系梁与轴向连接的钢支撑，桁架垂向拼装示意图。
图12为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑桁架拼装节点的大样图。
图13为使用本发明实施例2异形法兰的钢支撑桁架体系示意图。
其中，1为端板；2-1为第一翼板；2-2为第二翼板；3-1为第一加筋肋板；3-2为第二加筋肋板；4为第一连接通孔；5为第二连接通孔；6为缀板；7为第三连接通孔；8为方矩管；9-1为第一限位侧板；9-2为第二限位侧板；10-1为上底板；10-2为下底板。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，以使本领域技术人员对本发明的技术方案有进一步详细理解。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，为本发明公开的一种异形法兰及使用该异形法兰的基坑钢支撑结构，包含：
1、异形法兰
左限位部，连接在所述端板的左侧边缘处；
右限位部，连接在所述端板的右侧边缘处；
上限位部，连接在所述左限位部和右限位部之间的端板上部；
下限位部，连接在所述左限位部和右限位部之间的端板下部；
上述部件围合形成的限位型腔用于与型钢套合连接；
所述端板的上端位于所述限位型腔外侧的部分、以及端板的下端位于所述限位型腔外侧的部分均设置若干第一连接通孔，所述第一连接通孔用于该异形法兰轴向对接；
所述左限位部位于所述限位型腔外侧的部分、以及右限位部位于所述限位型腔外侧的部分均设置若干第二连接通孔，所述第二连接通孔用于该异形法兰侧向拼接。
实施例1
作为本发明异形法兰的一个优选实施例，所述左限位部为设置在所述端板左侧上、下两端的两个第一翼板，且两个第一翼板与所述端板垂直相交设置；
所述右限位部为设置在所述端板右侧上、下两端的两个第二翼板，且两个第二翼板与所述端板垂直相交设置。
所述上限位部为设置在所述端板上部的第一加筋肋板，其第一加筋肋板与所述端板垂直相交设置；
所述下限位部为设置在所述端板下部的第二加筋肋板，其第二加筋肋板与所述端板垂直相交设置。
优选的，所述端板为矩形钢板；所述第一翼板的外边缘与矩形钢板的左侧边缘相平齐。
优选的，所述第二翼板的外边缘与矩形钢板的右侧边缘相平齐。
优选的，所述第二连接通孔为腰型孔。
实施例2
作为本发明异形法兰的另一个优选实施例，所述左限位部为设置在所述端板左侧的一块第一侧板，且所述第一侧板与所述端板垂直相交设置；
所述右限位部为设置在所述端板右侧的一块第二侧板，且所述第二侧板与所述端板垂直相交设置。
所述上限位部为设置在所述端板上部的上底板，其所述上底板与所述端板垂直相交设置；
所述下限位部为设置在所述端板下部的下底板，其所述下底板与所述端板垂直相交设置。
优选的，所述端板为矩形钢板；所述第一侧板的外边缘与矩形钢板的左侧边缘相平齐；所述第二侧板的外边缘与矩形钢板的右侧边缘相平齐。
优选的，位于所述限位型腔外侧的端板和上底板之间设有第一加筋肋板；
优选的，位于所述限位型腔外侧的端板和下底板之间设有第二加筋肋板。
2、使用该异形法兰的基坑钢支撑结构
应用该异形法兰的型钢支撑包含一根或多根钢支撑标准节，每根所述钢支撑标准节包含：
一根截面呈矩形的空心型钢，简称方矩管；套接在方矩管两端的异形法兰。异形法兰与方矩管端部套合焊接。
钢支撑标准节两端的法兰端板上的连接通孔，通过连接件连接，实现钢支撑标准节的轴向拼接。
每两根轴向连接的钢支撑标准节端头上，位于钢支撑标准节同一侧的两个侧板之间，通过一块缀板连接，缀板上对应侧板上槽型通孔的位置设有相应的槽型通孔。
多根钢支撑标准节并排设置时，各个钢支撑标准节的侧板之间，通过连接件连接，以实现钢支撑标准节的并联连接。
构建桁架时，钢支撑法兰端板通孔，与轴向对接的两根钢支撑端头的侧板通孔，通过连接件连接，完成垂向拼接，形成桁架。
钢支撑构成桁架时，作为连系梁的钢支撑法兰侧板，与轴向连接的钢支撑端头侧板，分别通过连接件与带有肋板的侧向稳固件进行连接。
基坑边部，各支撑梁端部通过预应力结构及活络端等与基坑冠梁、围檩连接，形成整体支撑体系。异形法兰的左限位部，右限位部，上限位部，下限位部均焊接连接在所述端板的同一侧。
矩形型钢支撑梁钢管与法兰为套合焊接。
端板与上下顶底板呈直角相接区域焊接加筋肋板。
钢支撑轴向连接时，其侧板加装缀板；
钢支撑垂向连接，构成桁架体系时，作为连系梁的钢支撑法兰侧板，加装带有肋板的侧向稳固件。

Claims (9)

1.一种基坑钢支撑结构，使用一种异形法兰，该异形法兰包括：
端板；
左限位部，连接在所述端板的左侧边缘处；
右限位部，连接在所述端板的右侧边缘处；
上限位部，连接在所述左限位部和右限位部之间，且位于所述端板上部；
下限位部，连接在所述左限位部和右限位部之间，且位于所述端板下部；
上述部件围合形成的限位型腔用于与型钢套合连接；
所述端板的上端位于所述限位型腔外侧的部分、以及端板的下端位于所述限位型腔外侧的部分均设置若干第一连接通孔，所述第一连接通孔用于该异形法兰轴向对接；
所述左限位部位于所述限位型腔外侧的部分、以及右限位部位于所述限位型腔外侧的部分均设置若干第二连接通孔，所述第二连接通孔用于该异形法兰侧向拼接；
其特征在于，钢支撑标准节两端的法兰端板上的第一连接通孔，通过连接件连接，实现钢支撑标准节的轴向拼接；
每两根轴向连接的钢支撑标准节端头上，位于钢支撑标准节同一侧的两个翼板或限位侧板之间，通过一块缀板连接，缀板上对应翼板或限位侧板上第二连接通孔的位置设有相应的第三连接通孔；
多根钢支撑标准节并排设置时，各个钢支撑标准节的翼板或限位侧板之间，通过连接件连接，以实现钢支撑标准节的并联连接；
构建桁架时，异形法兰端板的第一连接通孔，与轴向对接的两根钢支撑上异形法兰的第二连接通孔，通过连接件连接，完成垂向拼接，形成桁架；
钢支撑构成桁架时，作为连系梁的钢支撑端部异形法兰的翼板或限位侧板，与轴向连接的钢支撑端头异形法兰的翼板或限位侧板，分别通过连接件与带有肋板的侧向稳固件进行连接；
基坑边部，各支撑梁端部通过预应力结构及活络端与基坑冠梁、围檩连接，形成整体支撑体系。
2.根据权利要求1所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述左限位部为设置在所述端板左侧上、下两端的两个第一翼板，且两个第一翼板与所述端板垂直相交设置；
所述右限位部为设置在所述端板右侧上、下两端的两个第二翼板，且两个第二翼板与所述端板垂直相交设置。
3.根据权利要求2所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述上限位部为设置在所述端板上部的第一加筋肋板，其第一加筋肋板与所述端板垂直相交设置；
所述下限位部为设置在所述端板下部的第二加筋肋板，其第二加筋肋板与所述端板垂直相交设置。
4.根据权利要求3所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述端板为矩形钢板；
所述第一翼板的外边缘与矩形钢板的左侧边缘相平齐；
所述第二翼板的外边缘与矩形钢板的右侧边缘相平齐。
5.根据权利要求1所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述第二连接通孔为腰型孔。
6.根据权利要求1所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述左限位部为设置在所述端板左侧的一块第一侧板，且所述第一侧板与所述端板垂直相交设置；
所述右限位部为设置在所述端板右侧的一块第二侧板，且所述第二侧板与所述端板垂直相交设置。
7.根据权利要求6所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述上限位部为设置在所述端板上部的上底板，其所述上底板与所述端板垂直相交设置；
所述下限位部为设置在所述端板下部的下底板，其所述下底板与所述端板垂直相交设置。
8.根据权利要求6所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
所述端板为矩形钢板；
所述第一侧板的外边缘与矩形钢板的左侧边缘相平齐；
所述第二侧板的外边缘与矩形钢板的右侧边缘相平齐。
9.根据权利要求7所述的基坑钢支撑结构，其特征在于，
位于所述限位型腔外侧的端板和上底板之间设有第一加筋肋板；
位于所述限位型腔外侧的端板和下底板之间设有第二加筋肋板。
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