CN114482567A - 可重复利用装配式钢支撑连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重复利用装配式钢支撑连接装置，将构件标准化，并通过少量类型连接组件，可实现相对设置的支承组件之间的快速连接，而且具有适应随顶升高度变化的特点，也能适应支承组件之间间距和位置的变化，从而减少施工安装难度，并可保证所有装置和构件能重复利用。另一方面，加劲板的相对两侧的铰接耳板通过转轴连接在一起，而螺纹套筒的封闭端的偏心设置的铰接耳板，使得横杆与第一斜拉杆、第二斜拉杆实现共面设置，螺纹套筒的弯折线型铰接耳板实现力在一个平面内传递，受力合理，且避免出现第一斜拉杆和第二斜拉杆在受压时出现向面外弯折。本发明解决了现有的结构物荷载换托的支撑结构存在传递受力不合理且安拆工序多、施工效率低的问题。

Description

可重复利用装配式钢支撑连接装置

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，主要用于建筑物和桥梁的顶升施工中，具体涉及一种可重复利用装配式钢支撑连接装置。

背景技术

建筑物或桥梁结构在顶升移位过程中，需要对建筑物或桥梁等结构物荷载托换，这时需要利用支撑结构将荷载托换到临时基础上。此时的支撑结构替代了原来结构的柱或桥墩，其安全和稳定性直接决定了整个施工安全和成败。因而，支撑结构在设计和加工时通常做的较为结实。然而建筑物或桥梁等结构物的顶升是逐渐实现，支撑结构又是由短变长方式逐渐接长，这使得支撑结构的支撑节段较多，节段间虽然采用连接螺栓连接，但连接的性能与整体节段相比必然降低。而这类支撑结构通常会在结构物的下方设置有多根，如果多根支撑结构之间不进行有效连接，结构物设置在支撑结构的上方，在不确定的水平力如顶升偏载情况下，会导致支撑受力失控，必然导致支撑失稳，进而导致结构物倒塌，其危害影响会无法估量。

为了解决上述施工过程中的问题，在结构物的顶升过程中，支撑结构逐节加高，每加高一节段会进行螺栓预紧连接，到了一定高度后再更换长的节段。在这期间，在达到一定高度时将多根支撑结构进行相互连接。在这一过程中，由于顶升的结构物的构造不同，布置支撑结构时会出现间距的不同，加上考虑到接高和更换过程中的连接时间与方便性，使得支撑结构间的连接存在较大不确定性，主要表现在两支撑结构之间采用剪刀撑形式的连接杆件，杆件的长度要随着接高不断改变。现有的施工方法就是采用型钢搭焊的方式，将型钢如角钢或工字钢与支撑结构的连接处的法兰盘对焊。很明显，根据钢结构受力，这一焊接传力不仅不利于法兰盘的工作，会导致法兰盘撕裂，同时也使得连杆传力效率降低。同时，考虑到法兰盘主要用来上下钢支撑对接，焊接时会影响其连接螺栓布置，尤其是会导致法兰盘可能无法二次使用。目前变通的方法是在两个钢支撑的法兰盘之间加一块超出钢支撑的截面的钢板，然后将连接杆件焊在这块钢板上。从结构受力状态可知，这一水平布置的钢板受力是不合理的，只有水平连杆与钢板处于同一平面受力时才有效果，而受压或不位于同一平面时的受力这一钢板会产生面外受力，不仅达不到传递力的效果，同时会导致上下相邻的两节钢支撑连接间的螺栓受到不利荷载，更加严重的是当受到连接杆件的斜杆拉压力，会有促使两节钢支撑分离的作用。而实际上在在顶升过程，竖向支撑在受力时存在受力差，自然存在垂直于钢板面外受力，此时钢板抗弯能力是最低的，根本起不到传力效果。另一个不利问题时，连接杆件与钢支撑或钢板焊接后，在要变高或拆除时，只能是切割，这给钢支撑和连接杆造成了永久性的损伤，尤其是占较大施工成本的钢支撑，会因为焊接切割导致其无法重复使用，如果要重复使用需要对原支撑进行复杂的处理。

总结来说，现在用于结构物荷载换托的支撑结构的连接方式，存在以下问题：

(1)不仅无法很好的传递受力；

(2)焊接安装和切除降低了施工效率和增加了施工风险；

(3)造成钢支撑和连接杆件无法重复使用；

(4)安装与拆除时工序较多，降低了施工效率。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种可重复利用装配式钢支撑连接装置，以解决现有的结构物荷载换托的支撑结构存在传递受力不合理且安拆工序多、施工效率低的问题。

为实现上述目的，提供一种可重复利用装配式钢支撑连接装置，包括：

多个支承组件，所述支承组件包括同轴设置的多节钢管支撑，所述钢管支撑的两端分别形成有连接法兰，所述钢管支撑的连接法兰可拆卸地连接于相邻钢管支撑的连接法兰，所述钢管支撑的两连接法兰的相对侧与所述钢管支撑的外侧之间分别连接有多块加劲板，所述加劲板开设有连接孔；以及

第一连接组件，包括多个螺纹套筒、第一斜拉杆、两个第二斜拉杆和两个横杆，所述螺纹套筒具有一个开口端和一个封闭端，所述封闭端连接有铰接耳板，所述铰接耳板偏心设置于所述封闭端的一侧，两个所述第二斜拉杆的一端分别铰接连接于所述第一斜拉杆的中部的上下两侧，多个所述螺纹套筒的开口端分别螺纹连接于所述第一斜拉杆的端部、所述第二斜拉杆的另一端以及所述横杆的端部，两个所述支承组件的上部相对的两加劲板以及下部相对的两个加劲板的连接孔中分别可转动地穿设有转轴，所述横杆的两端的螺纹套筒的铰接耳板连接于两所述支承组件的位置相对的两个转轴的第一端，所述第一斜拉杆的上端以及所述第一斜拉杆的上侧的第二斜拉杆的另一端的螺纹套筒的铰接耳板分别连接于两个所述支承组件的上部且位置相对的两转轴的第二端，所述第一斜拉杆的下端以及所述第一斜拉杆的下侧的第二斜拉杆的另一端的螺纹套筒的铰接耳板分别连接于两所述支承组件的下部且位置相对的两转轴的第二端，所述第一斜拉杆、所述第二斜拉杆以及所述横杆长度可调且共面设置。

进一步的，所述第一斜拉杆包括：

连杆器，所述连杆器具有相对的两端，所述连杆器的两端分别连接有第一套管，所述连杆器的中部开设有贯通的条形孔，

第二套管，可翻转地穿设于所述条形孔中，所述第二套管的中部通过铰接轴可转动地连接于所述条形孔的内壁，两所述第二斜拉杆的一端分别可拆卸地连接于所述第二套管的两端；以及

长度可调的两个第一杆节，所述第一杆节的一端连接于所述连杆器的两端的第一套管，所述第一杆节的另一端连接有一所述螺纹套筒的开口端。

进一步的，所述第一杆节包括同轴设置的多节直杆本体和连接于相邻的两节所述直杆本体之间的接长套管，所述直杆和套筒一端为顺丝，一端为反丝，以便对套筒的转动拧紧时，直杆向套筒内拧进。

进一步的，所述螺纹套筒的封闭端的端面朝向所述螺纹套筒的一侧斜向外延伸形成有斜向板，所述斜向板的远离所述封闭端的一端形成有铰接耳板，所述铰接耳板开设有轴孔，所述铰接耳板沿所述螺纹套筒的轴向方向设置，所述转轴穿设于所述轴孔中。

进一步的，多个所述加劲板沿所述钢管支撑的圆周方向间隔设置，且多个加劲板以钢管支撑的圆心为圆心呈15°或30°的圆心角间隔设置，使得当多个支承组件不共面设置时(如三个支承组件按等边三角形布置时)，本发明的可重复利用装配式钢支撑连接装置形成一种空间更稳定的结构。

本发明的有益效果在于，本发明的可重复利用装配式钢支撑连接装置将构件标准化，并通过少量类型连接组件，可实现相对设置的支承组件之间的快速连接，而且具有适应随顶升高度变化的特点，也能适应支承组件之间间距和位置的变化，从而减少施工安装难度，并可保证所有装置和构件能重复利用。另一方面，加劲板的相对两侧的铰接耳板通过转轴连接在一起，而螺纹套筒的封闭端的偏心设置的铰接耳板，使得横杆与第一斜拉杆、第二斜拉杆实现共面设置，螺纹套筒的弯折线型铰接耳板实现力在一个平面内传递，受力合理，且避免出现第一斜拉杆和第二斜拉杆在受压时出现向面外弯折。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的可重复利用装配式钢支撑连接装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的横杆、第一斜拉杆与加劲板的连接节点示意图。

图3为本发明实施例的连杆器的结构示意图。

图4为本发明实施例的螺纹套筒的结构示意图。

图5为本发明实施例的螺纹套筒的俯视图。

图6为本发明实施例的可重复利用装配式钢支撑连接装置的上部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图6所示，本发明提供了一种可重复利用装配式钢支撑连接装置，包括：多个支承组件1、第一连接组件2。

在本实施例中，支承组件沿竖直方向设置。当支承组件的数量为两根时，两支承组件相对设置；当支承组件的数量为多个个时，多个支承组件呈矩阵式排布。具体的，每一个支承组件1包括多节钢管支撑11。多节钢管支撑上下叠合且同轴设置。多节钢管支撑11的两端分别形成有连接法兰12。钢管支撑11的连接法兰12可拆卸地连接于相邻钢管支撑11的连接法兰12，即上下相邻的两钢管支撑通过连接法兰连接，且连接法兰通过螺栓可拆卸地连接在一起。每一节的钢管支撑11的两连接法兰12的相对侧与所述钢管支撑11的外侧壁之间分别连接有多块加劲板13。加劲板按15°圆心角间隔布置。加劲板13开设有连接孔。在一些实施例中，加劲板沿竖直方向设置，连接孔沿水平方向设置。

第一连接组件2包括多个螺纹套筒21、第一斜拉杆22、两个第二斜拉杆23和两横杆24。其中，继续参阅图4和图5所示，螺纹套筒21具有一开口端和一封闭端。螺纹套筒21的封闭端连接有铰接耳板212。铰接耳板212偏心设置于螺纹套筒21的封闭端的一侧。第一斜拉杆倾斜设置。两第二斜拉杆23的一端分别铰接连接于第一斜拉杆22的中部的上下两侧。多个螺纹套筒21的开口端分别可拆卸地连接于第一斜拉杆22的端部、第二斜拉杆23的另一端以及横杆24的端部。

两支承组件1的上部相对的两加劲板13、以及两支承组件1的下部相对的两加劲板13的连接孔中分别可转动地穿设有转轴。在本实施例中，参阅图6所示，每一个支承组件的上部的一钢管支撑、以及每一个支承组件的下部的一钢管支撑的一加劲板的轴孔中分别可转动地穿设有一转轴。

横杆24的两端的螺纹套筒21的铰接耳板212连接于两所述支承组件1的位置相对的两转轴的第一端，即，一横杆24(图6中的上部的一横杆)的两端的螺纹套筒21的铰接耳板212连接于两所述支承组件1的上部的位置相对的两转轴的第一端，另一横杆24(图6中的下部的一横杆)的两端的螺纹套筒21的铰接耳板212连接于两支承组件1的下部的位置相对的两转轴的第一端。

第一斜拉杆22的上端以及第一斜拉杆22的上侧的第二斜拉杆23的另一端的螺纹套筒21的铰接耳板212分别连接于两支承组件1的上部的位置相对的两转轴的第二端；第一斜拉杆22的下端以及第一斜拉杆22的下侧的第二斜拉杆23的另一端的螺纹套筒21的铰接耳板212分别连接于两支承组件1的下部的位置相对的两转轴的第二端。

第一斜拉杆22、第二斜拉杆23以及横杆24长度可调且共面设置。

本发明的可重复利用装配式钢支撑连接装置将构件标准化，并通过少量类型连接组件，可实现相对设置的支承组件之间的快速连接，而且具有适应随顶升高度变化的特点，也能适应支承组件之间间距和位置的变化，从而减少施工安装难度，并可保证所有装置和构件能重复利用。另一方面，加劲板的相对两侧的铰接耳板通过转轴连接在一起，而螺纹套筒的封闭端的偏心设置的铰接耳板，使得横杆与第一斜拉杆、第二斜拉杆实现共面设置，螺纹套筒的弯折线型铰接耳板实现力在一个平面内传递，避免出现第一斜拉杆和第二斜拉杆在受压时出现向面外弯折。

参阅图1和图3所示，第一斜拉杆22包括：连杆器221、第二套管222和两第一杆节223。其中，连杆器221具有相对的两端。连杆器221的两端分别连接有第一套管2211。连杆器221的中部开设有贯通的条形孔。连杆器成长方体形，第一套管连接于连杆器的端部且沿连杆器的长度方向设置，条形孔沿连杆器的宽度方向设置。

第二套管222的中部可翻转地穿设于条形孔中。第二套筒的两端分别伸至连杆器的相对两侧的外部。第二套管222的中部通过铰接轴可转动地连接于条形孔的内壁。两第二斜拉杆23的一端分别可拆卸地连接于第二套管222的两端。第一套管和第二套管共面设置。

第一杆节223的长度可调。第一杆节223的一端连接于连杆器221的两端的第一套管2211。第一杆节223的另一端连接有一螺纹套筒21的开口端。

在本实施例中，第一杆节与横杆、第二斜拉杆的结构相同，具体的以第一杆节为示例说明三者的具体结构。第一杆节223包括多节直杆本体和接长套管。多节直杆本体同轴设置。接长套管连接于相邻的两节直杆本体之间。第一杆节、横杆、第二斜拉杆的长度，则根据两支承组件之间的间距，以及两支承组件的顶部与底部之间的斜向距离确定第一杆节、横杆、第二斜拉杆的长度，即直杆本体的数量。

在本发明的可重复利用装配式钢支撑连接装置安装后，第一连接组件呈X形，通过第一杆节和第二斜拉杆的接长套管的拧动，促使接长套管的两端的直杆本体插入接长套筒中以缩短第一杆节和第二斜拉杆的长度，这将使得第一连接组件实现对两竖立的支承组件形成的结构施加了斜向预应力。

作为一种较佳的实施方式，参阅图4和图5，螺纹套筒21的封闭端的端面朝向螺纹套筒21的一侧斜向外延伸形成有斜向板211。斜向板211的远离封闭端的一端形成有铰接耳板212。铰接耳板212开设有轴孔。铰接耳板212沿螺纹套筒21的轴向方向设置。转轴穿设于轴孔中。

继续参阅图4和图5，斜向板包括斜向过渡段和连接于所述斜向过渡段的两端的两平直段。一平直段同轴连接于螺纹套筒。另一平直段连接于铰接耳板。

在本实施例中，多个加劲板13沿钢管支撑11的圆周方向间隔设置，且等间距设置。在连接法兰的相对侧的侧面上按间隔15度布置有24个加劲板，可实现多个支承组件在平面布置时，多个角度实现相互连接，形成空间布置形式(多个支承组件呈矩阵式排布)，其中，相邻的两支承组件的加劲板是45度角与90度角布置通过第一连接组件进行加固连接。

本发明的可重复利用装配式钢支撑连接装置的钢管支撑的两端的连接法兰，不同于常规钢支撑的法兰盘只用于竖向连接。本发明的连接法兰同时要考虑支承组件之间的连接，因此，连接法兰进行了扩大，一是利于与加劲板之间的受力，二是方便上下钢管支撑之间的连接，三是利于与连接套管搭接时形成转动空间，四是满足受力构造要求，以便将螺纹套筒传递的拉力向钢管支撑的侧壁传递(不同于常见顶升用钢支撑，常见方式此处多将连杆直接焊于法兰盘，或法兰盘处的加劲肋上，此处的肋通常只考虑法兰盘受力，因而尺寸较小，相应的受力对法兰盘会产生不利作力)，本发明的中的加劲板用于相邻的支承组件的钢管支撑之间水平连接，加劲板设置有轴孔。

作为一种较佳的实施方式，参阅图6所示，随着顶升高度增加，当钢管支撑接高时，接高长度可以设置为标准节和非标准节。。当多节标准节同轴连接，非标准节同轴连接于最顶层的标准节上部。

当结构物顶升一定高度后，需要借助一定高度(通常是20-50cm)的垫块(即非标准节)将千斤顶支撑的荷载转移到相邻支撑上，这样逐级增加，直到达到了定接高后，再更换长的标准节钢管支撑与原有钢管支撑对接。在本实施例中，非标准节采用与标准节的相同结构，区别仅在于高度的不同。

作为更多适用性，在实际使用过程中，根据相对设置的两支承组件之间的距离以及支承组件的高度，确定横杆、第一斜拉杆以及第二斜拉杆的长度，其中，横杆的连接螺纹套筒后的长度适配于位置相对的两钢管支撑之间的距离，第一斜拉杆的长度连接螺纹套筒后的长度适配于一支承组件的最顶层的钢管支撑的上部加劲板与另一支承组件的最底层(或最底层的上方的一层)钢管支撑的下部加劲板之间的距离。

在将横杆、第一斜拉杆和第二斜拉杆安装于相对的两支承组件之间形成网格形的连接结构以连接于相邻的两支承组件之间。

本发明图示中的杆件和套筒，只是为了说明实施案例，杆件的端部为外螺纹，套筒的端部为内螺纹。反之，当杆件的端部以空心套筒形式替代时，则杆件的端部为内螺纹，与杆件连接的套筒则相应的变为实心杆件，实心杆件的端部为外螺纹。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种可重复利用装配式钢支撑连接装置，其特征在于，包括：

多个支承组件，所述支承组件包括同轴设置的多节钢管支撑，所述钢管支撑的两端分别形成有连接法兰，所述钢管支撑的连接法兰可拆卸地连接于相邻钢管支撑的连接法兰，所述钢管支撑的两连接法兰的相对侧与所述钢管支撑的外侧之间分别连接有多块加劲板，所述加劲板开设有连接孔；以及

第一连接组件，包括多个螺纹套筒、第一斜拉杆、两个第二斜拉杆和两个横杆，所述螺纹套筒具有一个开口端和一个封闭端，所述封闭端连接有铰接耳板，所述铰接耳板偏心设置于所述封闭端的一侧，两个所述第二斜拉杆的一端分别铰接连接于所述第一斜拉杆的中部的上下两侧，多个所述螺纹套筒的开口端分别螺纹连接于所述第一斜拉杆的端部、所述第二斜拉杆的另一端以及所述横杆的端部，两个所述支承组件的上部相对的两加劲板以及下部相对的两个加劲板的连接孔中分别可转动地穿设有转轴，所述横杆的两端的螺纹套筒的铰接耳板连接于两所述支承组件的位置相对的两个转轴的第一端，所述第一斜拉杆的上端以及所述第一斜拉杆的上侧的第二斜拉杆的另一端的螺纹套筒的铰接耳板分别连接于两个所述支承组件的上部且位置相对的两转轴的第二端，所述第一斜拉杆的下端以及所述第一斜拉杆的下侧的第二斜拉杆的另一端的螺纹套筒的铰接耳板分别连接于两所述支承组件的下部且位置相对的两转轴的第二端，所述第一斜拉杆、所述第二斜拉杆以及所述横杆长度可调且共面设置。

2.根据权利要求1所述的可重复利用装配式钢支撑连接装置，其特征在于，所述第一斜拉杆包括：

连杆器，所述连杆器具有相对的两端，所述连杆器的两端分别连接有第一套管，所述连杆器的中部开设有贯通的条形孔，

第二套管，可翻转地穿设于所述条形孔中，所述第二套管的中部通过铰接轴可转动地连接于所述条形孔的内壁，两所述第二斜拉杆的一端分别可拆卸地连接于所述第二套管的两端；以及

长度可调的两个第一杆节，所述第一杆节的一端连接于所述连杆器的两端的第一套管，所述第一杆节的另一端连接有一所述螺纹套筒的开口端。

3.根据权利要求2所述的可重复利用装配式钢支撑连接装置，其特征在于，所述第一杆节包括同轴设置的多节直杆本体和连接于相邻的两节所述直杆本体之间的接长套管。

4.根据权利要求1所述的可重复利用装配式钢支撑连接装置，其特征在于，所述螺纹套筒的封闭端的端面朝向所述螺纹套筒的一侧斜向外延伸形成有斜向板，所述斜向板的远离所述封闭端的一端形成有铰接耳板，所述铰接耳板开设有轴孔，所述铰接耳板沿所述螺纹套筒的轴向方向设置，所述转轴穿设于所述轴孔中。

5.根据权利要求1所述的可重复利用装配式钢支撑连接装置，其特征在于，多个所述加劲板沿所述钢管支撑的圆周方向间隔设置。

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