CN115897599A - 预应力鱼腹式基坑钢支撑结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑支护的技术领域，尤其是涉及预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其包括预应力鱼腹梁，所述预应力鱼腹梁的上弦杆两端均设有用以拉紧钢绞线的加载装置，加载装置包括加载驱动件和卷线筒，加载驱动件的输出轴与卷线筒同轴固接，钢绞线的端部贯穿卷线筒并连接有紧定销，紧定销与卷线筒的周向侧壁抵接，卷线筒用以卷绕钢绞线；预应力鱼腹梁的上弦杆两端还均设有用以卡紧钢绞线的锁线装置，本申请具有便于对钢绞线进行拉力调节，保证施工进度，提高施工效率的效果。

Description

预应力鱼腹式基坑钢支撑结构

技术领域

本申请涉及基坑支护的技术领域，尤其是涉及预应力鱼腹式基坑钢支撑结构。

背景技术

预应力鱼腹式基坑钢支撑结构体系主要由水平支撑结构和竖向支撑结构组成。水平支撑结构主要包括对撑、角撑、预应力鱼腹梁、腰梁和连接杆；竖向支撑结构主要包括立柱（立柱桩）和连接件。对撑一般大致平行于基坑的短边用以支撑基坑的长边连续墙，角撑位于基坑的拐角处用以支护基坑的拐角，预应力鱼腹梁位于对撑和角撑之间用以支护基坑连续墙，腰梁用以连接对撑和预应力鱼腹梁，连接杆用以连接各个部件；立柱（立柱桩）用以支撑对撑和预应力鱼腹梁。

预应力鱼腹梁主要包括上弦杆（钢围檩）、钢绞线、直腹杆和三角键，三角键位于上弦杆（钢围檩）的两端，三角键内设有将上弦杆（钢围檩）与基坑连续墙锚接固定的锚具；直腹杆与上弦杆（钢围檩）固定连接，直腹杆垂直于上弦杆（钢围檩）且水平设置；钢绞线的两端分别与两组三角键连接用以压紧每一根直腹杆。预应力鱼腹梁属于特殊的桁架结构，其中，上弦杆（钢围檩）、直腹杆以受压为主，钢绞线仅受拉。

相对于传统支撑系统,预应力鱼腹式钢结构支撑在基坑开挖之前施加足够的预应力,消除了支撑的大部分压缩变形量，从而提高了基坑支护结构的安全度,减少了基坑的变形量。在基坑开挖过程中,预应力鱼腹式钢结构支撑支护结构能针对可能产生的较大水土压力或突发的施工载荷,通过加载装置调节预应力等措施,能确保支护结构的安全和控制周边土体的变形,有效地保护基坑周边的建(构)筑物、市政道路和管线等物体的安全。为了实现对基坑侧壁水土压力和围护结构变形的有效监控,采用多功能监测警报系统,从而基本消除了基坑支护结构的安全风险。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：调节钢绞线的拉力需要借助外部加载装置，在基坑开挖过程中，仍然需要根据基坑的变形量不断调节钢绞线的拉力，然而，外部加载装置体积较大，重量重，移动不便，不便于外部加载装置对钢绞线进行拉力调节，耽误施工进度，降低了施工效率。

发明内容

为了便于对钢绞线进行拉力调节，保证施工进度，提高施工效率，本申请提供预应力鱼腹式基坑钢支撑结构。

预应力鱼腹式基坑钢支撑结构采用如下技术方案：

一种预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，包括预应力鱼腹梁，所述预应力鱼腹梁的上弦杆两端均设有用以拉紧钢绞线的加载装置，加载装置包括加载驱动件和卷线筒，加载驱动件的输出轴与卷线筒同轴固接，钢绞线的端部贯穿卷线筒并连接有紧定销，紧定销与卷线筒的周向侧壁抵接，卷线筒用以卷绕钢绞线；预应力鱼腹梁的上弦杆两端还均设有用以卡紧钢绞线的锁线装置。

通过采用上述技术方案，在基坑开挖过程中，需要根据基坑的变形量不断调节钢绞线的拉力，首先解锁锁线装置，使锁线装置释放对钢绞线的卡紧，使钢绞线能够被加载装置张拉，随后，启动加载驱动件，加载驱动件带动卷线筒缓慢转动并卷绕或释放钢绞线，实现对钢绞线张力的自动快速调节。调节完毕后，使用锁线装置再次卡紧钢绞线，保持钢绞线稳定的绷紧状态。加载装置配合锁线装置，能够便于对钢绞线进行拉力调节，保证施工进度，提高施工效率。

可选的，所述卷线筒内部中空设置。

通过采用上述技术方案，将卷线筒内部设为中空，能够减轻卷线筒的自重，进而减轻预应力鱼腹梁的自重，保持预应力鱼腹梁良好的使用形态。

可选的，所述直腹杆远离上弦杆的端部铰接有弧形线筒，钢绞线穿过弧形线筒且与弧形线筒滑动配合。

通过采用上述技术方案，在钢绞线被拉紧的过程中，钢绞线与直腹杆的相对位置发生轻微变化，角度也发生轻微改变，弧形线筒既能够使钢绞线被顺畅地拉紧，又能够适应钢绞线与直腹杆之间的角度变化。

可选的，所述弧形线筒的内壁滚动嵌设有滚珠，滚珠与钢绞线滚动配合。

通过采用上述技术方案，滚珠能够减小钢绞线与弧形线筒内壁之间的摩擦力，使钢绞线能够更加顺畅地在弧形线筒内部移动。

可选的，所述弧形线筒开设有贯穿弧形线筒侧壁的注油孔。

通过采用上述技术方案，通过注油孔向弧形线筒内部加注润滑油之后，能够减小钢绞线与弧形线筒内壁之间的摩擦力，使钢绞线能够更加顺畅地在弧形线筒内部移动，减小钢绞线的磨损，延长钢绞线和弧形线筒的使用寿命。

可选的，所述锁线装置包括动压瓦、静压瓦和锁线驱动件，钢绞线位于动压瓦、静压瓦之间，静压瓦与三角键的梁体固接，锁线驱动件与上弦杆的侧壁固接，动压瓦与锁线驱动件的活塞杆固接，动压瓦、静压瓦相互正对的内凹面均能够共同抵紧钢绞线。

通过采用上述技术方案，锁定钢绞线时，锁线驱动件带动动压瓦逐渐靠近静压瓦，动压瓦、静压瓦共同压紧钢绞线，实现对钢绞线的自动快速卡紧固定，且能够保证稳定地卡紧钢绞线。当需要调节钢绞线的拉力时，使锁线驱动件反向动作，锁线驱动件带动动压瓦远离静压瓦，释放对钢绞线的压紧，钢绞线能够被加载装置进行拉力的调节，整个锁定、释放的过程能够实现自动快速进行。

可选的，所述动压瓦自身、静压瓦自身相互远离的侧边均固设有翼板，两块相互对应的翼板共同穿设有紧固螺栓。

通过采用上述技术方案，紧固螺栓通过翼板将动压瓦、静压瓦连为一体，动压瓦、静压瓦能够共同形成环形抱紧钢绞线，进一步提高动压瓦、静压瓦共同卡紧钢绞线的稳定性，进一步提高锁线装置对钢绞线的锁定效果。

可选的，所述动压瓦、静压瓦的内凹面均固设有防滑凸纹。

通过采用上述技术方案，防滑凸纹能够增加动压瓦、静压瓦与钢绞线之间的接触静摩擦力，提高动压瓦、静压瓦对于钢绞线的卡紧稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在基坑开挖过程中，加载装置能够便于实现对钢绞线张力的自动快速调节，保证施工进度，提高施工效率；

2.锁线装置能够卡紧钢绞线，保持钢绞线稳定的绷紧状态，减小加载装置的负载，提高预应力鱼腹梁对于基坑连续墙的支护稳定性；

3.弧形线筒既能够使钢绞线被顺畅地拉紧，又能够适应钢绞线与直腹杆之间的角度变化。

附图说明

图1是本申请实施例预应力鱼腹式基坑钢支撑结构的结构示意图；

图2是体现防滑凸纹的结构示意图；

图3是体现滚珠的剖视图。

附图标记说明：1、预应力鱼腹梁；11、上弦杆；111、加载支撑板；112、锁线支撑板；12、直腹杆；121、弧形线筒；122、滚珠；123、注油孔；13、三角键；131、支杆；14、钢绞线；141、紧定销；2、加载装置；21、加载驱动件；22、卷线筒；3、锁线装置；31、动压瓦；32、静压瓦；33、锁线驱动件；4、翼板；5、紧固螺栓；6、防滑凸纹。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，参照图1和图2，预应力鱼腹式基坑钢支撑结构包括预应力鱼腹梁1，预应力鱼腹梁1的上弦杆11、三角键13及直腹杆12均采用工字钢制造。预应力鱼腹梁1的上弦杆11两端均固设有加载装置2及锁线装置3；加载装置2和锁线装置3均位于三角键13围成的内部空间，加载装置2位于上弦杆11的端部和锁线装置3之间。每根直腹杆12远离上弦杆11的端部均铰接有弧形线筒121，弧形线筒121的铰接轴线竖直，钢绞线14穿过每一段弧形线筒121且与弧形线筒121滑动配合。

在基坑开挖过程中，需要根据基坑的变形量不断调节钢绞线14的拉力，首先解锁锁线装置3，使锁线装置3释放对钢绞线14的卡紧，使钢绞线14能够被加载装置2张拉，随后，利用加载装置2实现对钢绞线14张力的自动快速调节，在钢绞线14被拉紧的过程中，钢绞线14与直腹杆12的相对位置发生轻微变化，角度也发生轻微改变，弧形线筒121既能够使钢绞线14被顺畅地拉紧，又能够适应钢绞线14与直腹杆12之间的角度变化。调节完毕后，使用锁线装置3再次卡紧钢绞线14，保持钢绞线14稳定的绷紧状态。加载装置2配合锁线装置3，能够便于对钢绞线14进行拉力调节，保证施工进度，提高施工效率。

参照图1和图2，锁线装置3包括动压瓦31、静压瓦32和锁线驱动件33。组成三角键13的工字钢的翼板4在背离直腹杆12的侧面固定连接有支杆131，支杆131朝向上弦杆11的侧面与静压瓦32固定连接。组成上弦杆11的工字钢的翼板4在位于三角键13内部的梁段固定连接有水平的锁线支撑板112，锁线支撑板112的顶面与锁线驱动件33固定连接，本实施例中，锁线驱动件33采用液压缸。动压瓦31与锁线驱动件33的活塞杆固定连接，钢绞线14位于动压瓦31、静压瓦32之间，动压瓦31、静压瓦32相互正对的内凹面均能够共同抵紧钢绞线14。动压瓦31、静压瓦32的内凹面均一体成型有多道均匀分布的防滑凸纹6，防滑凸纹6与动压瓦31、静压瓦32的轴线具有夹角。动压瓦31自身、静压瓦32自身相互远离的侧边均一体成型有翼板4，两块相互对应的翼板4共同穿设有紧固螺栓5，紧固螺栓5将动压瓦31、静压瓦32固定连接以压紧钢绞线14。

锁定钢绞线14时，锁线驱动件33带动动压瓦31逐渐靠近静压瓦32，动压瓦31、静压瓦32共同压紧钢绞线14，实现对钢绞线14的自动快速卡紧固定，且能够保证稳定地卡紧钢绞线14。旋拧紧固螺栓5，紧固螺栓5通过翼板4将动压瓦31、静压瓦32连为一体，动压瓦31、静压瓦32能够共同形成环形抱紧钢绞线14。防滑凸纹6能够增加动压瓦31、静压瓦32与钢绞线14之间的接触静摩擦力，提高动压瓦31、静压瓦32对于钢绞线14的卡紧稳定性。当需要调节钢绞线14的拉力时，拆卸紧固螺栓5，使锁线驱动件33反向动作，锁线驱动件33带动动压瓦31远离静压瓦32，释放对钢绞线14的压紧，钢绞线14能够被加载装置2进行拉力的调节。

参照图1和图2，加载装置2包括加载驱动件21和卷线筒22。组成上弦杆11的工字钢的翼板4在位于三角键13内部的梁段固定连接有水平的加载支撑板111，加载支撑板111的顶面与加载驱动件21固定连接，本实施例中，加载驱动件21采用大功率伺服电机。加载驱动件21的输出轴与卷线筒22同轴固定连接，钢绞线14的端部贯穿三角键13的工字钢及卷线筒22并固定连接有紧定销141，紧定销141与卷线筒22的周向侧壁抵接，卷线筒22内部中空。

启动加载驱动件21，加载驱动件21带动卷线筒22缓慢转动并卷绕或释放钢绞线14，实现对钢绞线14张力的自动快速调节。将卷线筒22内部设为中空，能够减轻卷线筒22的自重，进而减轻预应力鱼腹梁1的自重，保持预应力鱼腹梁1良好的使用形态。

参照图1和图3，弧形线筒121的内壁滚动嵌设有多组滚珠122，每组滚珠122包括多个滚珠122，每组滚珠122的所有滚珠122关于弧形线筒121的轴线周向均布，滚珠122与钢绞线14滚动配合。弧形线筒121开设有多道贯穿弧形线筒121侧壁的注油孔123。

滚珠122能够减小钢绞线14与弧形线筒121内壁之间的摩擦力，使钢绞线14能够更加顺畅地在弧形线筒121内部移动。通过注油孔123向弧形线筒121内部加注润滑油之后，能够减小钢绞线14与弧形线筒121内壁及滚珠122之间的摩擦力，使钢绞线14能够更加顺畅地在弧形线筒121内部移动，减小钢绞线14的磨损，延长钢绞线14和弧形线筒121的使用寿命。

本申请实施例预应力鱼腹式基坑钢支撑结构的实施原理为：

在基坑开挖过程中，需要根据基坑的变形量不断调节钢绞线14的拉力。

首先解锁锁线装置3，拆卸紧固螺栓5，使锁线驱动件33动作，锁线驱动件33带动动压瓦31远离静压瓦32，释放对钢绞线14的压紧，钢绞线14能够被加载装置2进行拉力的调节。

随后，启动加载驱动件21，加载驱动件21带动卷线筒22缓慢转动并卷绕或释放钢绞线14，实现对钢绞线14张力的自动快速调节，在钢绞线14被拉紧的过程中，钢绞线14与直腹杆12的相对位置发生轻微变化，角度也发生轻微改变，弧形线筒121既能够使钢绞线14被顺畅地拉紧，又能够适应钢绞线14与直腹杆12之间的角度变化。

调节完毕后，使锁线驱动件33带动动压瓦31逐渐靠近静压瓦32，动压瓦31、静压瓦32共同压紧钢绞线14，实现对钢绞线14的自动快速卡紧固定。旋拧紧固螺栓5，紧固螺栓5通过翼板4将动压瓦31、静压瓦32连为一体，动压瓦31、静压瓦32能够共同形成环形抱紧钢绞线14，保持钢绞线14稳定的绷紧状态。加载装置2配合锁线装置3，能够便于对钢绞线14进行拉力调节，保证施工进度，提高施工效率。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，包括预应力鱼腹梁(1)，其特征在于：所述预应力鱼腹梁(1)的上弦杆(11)两端均设有用以拉紧钢绞线(14)的加载装置(2)，加载装置(2)包括加载驱动件(21)和卷线筒(22)，加载驱动件(21)的输出轴与卷线筒(22)同轴固接，钢绞线(14)的端部贯穿卷线筒(22)并连接有紧定销(141)，紧定销(141)与卷线筒(22)的周向侧壁抵接，卷线筒(22)用以卷绕钢绞线(14)；预应力鱼腹梁(1)的上弦杆(11)两端还均设有用以卡紧钢绞线(14)的锁线装置(3)。

2.根据权利要求1所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述卷线筒(22)内部中空设置。

3.根据权利要求1所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述直腹杆(12)远离上弦杆(11)的端部铰接有弧形线筒(121)，钢绞线(14)穿过弧形线筒(121)且与弧形线筒(121)滑动配合。

4.根据权利要求3所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述弧形线筒(121)的内壁滚动嵌设有滚珠(122)，滚珠(122)与钢绞线(14)滚动配合。

5.根据权利要求3所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述弧形线筒(121)开设有贯穿弧形线筒(121)侧壁的注油孔(123)。

6.根据权利要求1所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述锁线装置(3)包括动压瓦(31)、静压瓦(32)和锁线驱动件(33)，钢绞线(14)位于动压瓦(31)、静压瓦(32)之间，静压瓦(32)与三角键(13)的梁体固接，锁线驱动件(33)与上弦杆(11)的侧壁固接，动压瓦(31)与锁线驱动件(33)的活塞杆固接，动压瓦(31)、静压瓦(32)相互正对的内凹面均能够共同抵紧钢绞线(14)。

7.根据权利要求6所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述动压瓦(31)自身、静压瓦(32)自身相互远离的侧边均固设有翼板(4)，两块相互对应的翼板(4)共同穿设有紧固螺栓(5)。

8.根据权利要求6所述的预应力鱼腹式基坑钢支撑结构，其特征在于：所述动压瓦(31)、静压瓦(32)的内凹面均固设有防滑凸纹(6)。

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