CN1576475A - 在地基上可活动连接地支撑预制构件的系统 - Google Patents

在地基上可活动连接地支撑预制构件的系统 Download PDF

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Abstract

在地基上可活动连接地支撑预制构件的系统，包括位于预制构件(12)竖立部(14)的基部(20)和地基(22)之间的第一静止铰链(26、27)、以及布置在竖立部(14)和地基(22)之间的附加静止铰链(28、29)，该附加静止铰链(28、29)具有一个旋转轴线，该轴线与第一静止铰链(26、27)的轴线平行并隔开。

Description

在地基上可活动连接地支撑预制构件的系统
技术领域
本发明涉及钢筋混凝土预制结构。具体地说，这些结构用于通过一系列拱形或洞门形段件制造如过街天桥、地下通道、桥梁、人工隧道、车库、地下停车场等工程，这些段件沿着工程的轴线连续安装，直到得到需要的工程尺寸。在这种类型的最普通结构的情况中，工程的每个段件包括一个或更多预制构件，该构件限定了支撑在相应地基元件上的一个或更多竖立部。
背景技术
通常情况下，每个预制件可具有加强杆，该加强杆从一个或多个竖立部下面伸出，并嵌入在工程内的混凝土铸件中，混凝土铸件构成了竖立部的基部或者地基结构。在这种方式中，在构件和基部结构之间形成了完全硬化的固定连接件。然而，这种刚性连接具有不足的地方，从而不能满足一些要求。例如，它不能在不破坏地基支座的可塑性的情况下支撑建筑工程结构。另外，从竖立部伸出的加强杆使构件显得庞大，因此对其可运输能力造成了负面影响。
发明内容
优选的是，应当替代使用这样的支撑构件竖立部的系统，其中没有伸出的加强杆，同时具有至少一小部分构件活动连接的性能。这种支撑系统包括位于每个竖立部基部和相应基部结构之间的所谓“静止铰链”。
具体地说，本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的支撑系统。
从相同申请人的EP-A-219501和EP-A-861358中可知这样的系统。这些文件涉及由一系列拱形或洞门形段件形成的露天工程，其中的拱形或洞门形段件由预制构件制造，该预制构件在每个用于支撑在地基结构上竖立部的基部具有一个静止铰链，其中地基结构例如为混凝土支座或者连续地基边石。优选的是，这些预制构件为所谓的活动连接型，并通过一系列钢筋混凝土主体制造，其中这些混凝土主体通过在混凝土主体之间伸出的共同加强杆彼此连接起来，并设计成在各种构件安装过程中可进行折叠，从而在构件安装后，从用于运输的扁平结构，使每个构件呈现出颠倒的L结构。在具有由四个活动连接件分离的五个主体预制构件的情况中，每个预制构件包括一对竖立部，其中相应的静止铰链形成在该竖立部的基部上。在具有由两个活动连接件分离的三个主体预制构件的情况中，该结构的每个段件包括至少两个这样的构件，一个静止铰链形成在每个构件的竖立部基部上，同时通常以活动连接的方式，每个构件的相对端被支撑到另一个类似并对称的构件上，或者支撑到大致平直的预制构件上，其中该构件位于对称布置两个构件之间的中心部上。
然而，在这种已知的支撑系统中，在每个段件基部的静止铰链的弯矩无效，因此在该结构的其他部分上弯曲应力的明显增加。通常情况下，有必要使各种构件的尺寸增加，从而抵抗这种弯曲应力，随之而来使运输和制造成本增加。
为了克服已知支撑系统的缺点，本发明的主题为在地基上活动连接地支撑预制构件的系统，该系统具有权利要求1中附加的权利要求1中描述的特征。
由于具有这些特征，发明的系统可根据相应构件运动种类，使每个构件围绕一个或其他基部静止铰链的中心旋转，其中发明的系统包括在支撑在地基上的预制构件每个竖立部基部区域上彼此隔开的两个静止铰链。在这个方式中，在具有负载的情况下，根据竖立部基部在一个方向或者另外方向旋转的趋势，采用一个或另一个静止铰链。带有两个基部静止铰链的方案可得到显著的实际优点，即，当作用在构件上合力作用的直线与两个基座静止铰链中心之间的间隔处相交时，用于每个构件竖立部的支撑系统就象固定的连接件，同时，当合力作用直线越过两个静止铰链中之一的轴线时，该支撑系统相对于该铰链的活动连接的支撑，从而实现了构件的小范围转动，直到整个结构达到新的平衡状态，其中应力合力的作用直线穿过该静止铰链的轴线。
该具有两个基部静止铰链的支撑系统因此能承受最大预定量的弯矩，该最大预定量弯矩等于两个基部静止铰链中心之间距离与垂直施加应力的乘积，但没有较高的弯矩，因为超过该阈值，活动连接支撑的动作就完成，其中弯矩为零。对于通常情况的完全固定的连接件或者简单的铰链，该特性在建筑领域的许多应用场合中是有利的。
实际上，在固定连接件连接的情况中，由于弯矩和剪切应力通常具有很高值，因此固定连接件的段件有承受非常大应力的趋势，这样就需要该段件增加尺寸，以安全地支撑该段件承受的最大应力。
另外，在通常为一个铰链的活动连接情况中，由于在铰链的弯矩为零，而在结构其他部分的弯曲应力非常高，从而构件必须增大尺寸。
作为本发明主题的具有两个基部静止铰链的连接可用预定的臂来施加弯矩，该臂等于两个基部铰链中心之间的距离，这对竖立部区域中构件尺寸的确定是完全足够的，并因此具有了在最佳方式的该区域段件弯曲强度的优点。在大多数情况下，该强度的最佳开发减小了工程一部分的尺寸，并因此降低了整个成本。
而且，双基部静止铰链具有的优点是，对于竖立部在任何方向的旋转，位于两个静止铰链轴线之间的预制件区域有时趋向于离开构件支撑的地基区域移动，从而该区域与相邻的地基部分的干涉决不会发生。因此，在预制件组装过程中，支撑和调节元件可布置在要使用的该区域内，该元件可放置在适当位置，同时对两个基部静止铰链的操作没有影响。
在具有一个基部铰链的现有技术的预制件中，要采取特别的方法来避免随着转动的部位之间的干涉。例如，需要预先在设计成要进行相对运动的部分之间预备中空或间隙，其中插入因压迫可导致收缩的材料，如聚苯乙烯片层，或者预制件的端部必须倾斜，以避免与基部结构发生干涉，该干涉可阻碍旋转。
附图说明
在阅读下面详细描述后，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，这些特征和优点作为非限定性实例并参照附图来提供，其中：
图1为露天工程段件的示意正视图，该段件包括一对并排放置并支撑在相应地基结构上的预制构件，
图2为图1中箭头II所指细节的放大和局部剖面图，以及
图3为示意示出了在制作本发明支撑系统前、构件支撑在相应地基上步骤的透视和局部分解图。
具体实施方式
参见附图，一个露天工程的拱形或洞门形段件用标号10表示。通过沿着工程轴线对一系列段件10安装，直到达到设计尺寸，该工程立在水平区域上，其中水平区域可以通过挖掘得到。
尽管图1中的段件10具有在上部和侧面封闭的结构，并包括一对承坐在地基上的竖立部，但也可能不是露天型的工程，也可能是由一系列敞开段件或单一的元件构成，其中每个段件或元件带有一个竖立部，其限定了朝侧面和/或朝向上面的结构。这些均在本发明范围内。
在段件带有一对竖立部并形成封闭结构的情况中，如果其中每个段件由一个单个构件形成，则该构件本身将带有一对竖立部，并在安装状态下具有大致倒立的U形结构。如果工程的每个段件改为由两个或更多结构件形成，则工程的竖立部由两个预制构件的一部分而构成，其中两个预制件彼此相对于每个段件布置在侧面，并在这两个构件之间在安装状态下具有大致颠倒的L形结构，而这两个构件有可能插在位于中心位置的第三个预制件之间。
优选的是，图1的段件10由所谓活动连接型的两个预制构件12组成，这种构件本身是公知的，并在EP-A-219501和EP-A-861358中描述过，按照大致倒立的L结构，这两个构件以相对于工程轴线的对称位置彼此相对布置。简单地说，每个预制构件12包括由三个钢筋混凝土主体，其中这三个主体由在成对的相邻主体之间区域延伸的增强杆连接，其中该区域作为活动连接区，其方式是，当在安装构件12的过程中，这些区域的增强杆弯曲的结果使每个构件12具有上述的L形结构。每个构件12的主体包括第一直线主体14、构成L的倾斜部的中间直线主体16和具有悬臂端18a的另一个直线支架主体18，其中第一直线主体14作为竖立部并在朝向工程轴线的一侧具有平板部14a。两个构件12的端部18a通过活动连接件(在图1中没有示出)彼此充分固定在一起或者连接在一起，其中该活动连接件构成了每个段件10的中心铰链。
每个竖立部14具有一个基部20，该基部设计成靠在相应的地基构件22上，该构件例如为混凝土基座或者地基的连续边石，该构件22具有向上开口的槽形支撑座24，以能够接纳构件12的基部20。
一对突起的彼此分开的附属部26、28从每个基部20延伸，每个附属部构成了相应静止铰链的半个部分，这些在下面更清楚地描述。
优选的是，该突起的附属部26、28由紧挨着竖立部14的各自圆柱表面限定，该附属部从竖立部14延伸，并由直线部30隔开，该圆柱表面的两个轴线与工程的总轴线平行。
临时支撑装置35布置在直线部30上，为方便起见，位于两个静止铰链之间的中间部上，用来支撑竖立部14。当组装过程中竖立部14位于地基22上时，支撑装置35用来使基部20保持相对于支撑座24底部而抬高。该支撑装置35优选的是具有一个可调节的延伸部，从而为了得到每个构件12相对于地基22以及相对于另外相对的构件12的最佳位置，每个竖立部14的基部20和支撑座24之间的距离可任意调整。
在发明的本实施例中，支撑装置35包括一对用于每个竖立部14的带螺纹的衬套37(图2)，其中每个衬套嵌入在竖立部14相应侧的基部20内。一个螺钉38配合在每个衬套37内，该螺钉具有一个朝地基22伸出并带有一个支撑板40的头部39。螺钉38的头部39具有一个控制结构，例如为六边形截面，以使如控制扳手的工具能够配合，从而使其旋转，以使螺钉38的延伸部相对于各自的衬套37而变化。该衬套37和螺钉38具有特定的尺寸，从而在工程安装过程中至少能支撑相应构件12的重量。
从图3中更清楚地看到，在安装过程中，每个预制件12竖立部14的基部20位于相应地基22的支撑座24内，可能与预先安装的其他构件12并排布置。如果必要的话，支撑装置35可进行调节，直到获得构件12需要的姿态。
当以这种方式安置一个构件12或安装多个构件12时，在地基22的支撑座24中的工程内，在该座和有关构件12的竖立部14之间，形成混凝土铸件36，以填补座24的底部和每个竖立部14的基部20之间的空隙，其方式是支撑座24在一侧，而基部20在另一侧，执行模具和底模的功能。在这个方式中，当铸件36硬化时，在突出附属部26和28对应部分上形成互补的凹进面27和29，这就构成了每个静止铰链的另一个半部分。
一旦铸件36硬化后，构件12以及施加到该构件12上的负载将由铸件36和基部20之间接触区来支撑，从而螺钉38也可破裂，同时对结构没有任何影响。
优选的是，抗摩擦材料层32、34位于每个突起附属部26、28和相应的凹进面27、29之间，目的是阻止两个静止铰链部的粘结，其中两个静止铰链部设计成可转动，并降低接触部的切向摩擦，以在精致铰链工作时，利于突起附属部26、28在凹进面27、29上滑动。这样，层32、34设计成作为连接润滑部，并可包括当铰链部相对移动时导致永久变形的、如高密度聚乙烯的聚合塑料材料片层，或确定了相对转动时铰链部之间较低摩擦系数的聚氯乙烯的片层，或者其他相对于混凝土具有较低摩擦系数的、容易变形塑料材料片层。当在施加的负载不太高的情况下，足以把高质量沥青涂料层施加到附属部26和28上。
由于在支撑在地基22的预制构件12的基部20区域提供了彼此隔开的两个静止铰链，施加到每个构件12上应力的结果，使构件12围绕一个或另一个静止铰链的中心惰性旋转。这样，当施加到构件12的合力被引导，以便穿过由两个静止铰链轴限定的空隙内时，本发明的支撑系统以固定连接工作，或者当施加到构件12的合力被引导，以便穿过由两个静止铰链轴限定的空隙外部时，本发明的支撑系统以活动连接工作。在后面的情况中，构件12围绕靠近其余力作用直线的静止铰链而旋转，直到得到平衡状态，其中合力穿过静止铰链轴。

Claims (12)

1.在地基上可活动连接地支撑预制构件的系统，包括位于预制构件(12)竖立部(14)的基部(20)和地基(22)之间的第一静止铰链(26、27)，
其特征在于，该系统包括布置在竖立部(14)的基部(20)和地基(22)之间的附加静止铰链(28、29)，所述附加静止铰链(28、29)具有一个旋转轴线，该轴线与第一静止铰链(26、27)的轴线平行并隔开。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，竖立部(14)的基部(20)具有一对突起的附属部(26、28)，每个附属部(26、28)形成了相应静止铰链的半个部分，每个突起附属部(26、28)可旋转地与对应形状的凹进面(27、29)配合，该凹进面(27、29)形成了每个静止铰链所述半个部分的互补部分。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，每个突起附属部(26、28)由相应圆柱表面限定。
4.根据权利要求1到3任何之一所述的系统，其特征在于，地基(22)具有向上开口的槽形支撑座(24)。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，利用朝基部(20)的混凝土铸件，在放置在地基(22)的基部(20)后，两个所述凹进面(27、29)形成在构件(12)基部(20)和地基(22)支撑座(24)之间的工程内。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，竖立部(14)带有用来把其支撑在地基(22)上的支撑装置(35)，该装置位于静止铰链(26、28；27、29)之间，并用来把竖立部(14)的基部(20)相对于地基(22)的支撑座(24)保持抬高。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，竖立部(14)的支撑装置(35)具有一个可调节的延伸部，从而使竖立部(14)基部(20)和地基(22)支撑座(24)之间的距离是可调节的。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，竖立部(14)的支撑装置(35)嵌入在静止铰链(26、28；27、29)之间中间位置中的预制件(12)的基部(20)内。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，竖立部(14)的支撑装置(35)包括至少一个结合在竖立部(14)的基部(20)内的带螺纹的衬套(37)，其中一个朝地基(22)延伸的螺钉与该衬套配合，该螺钉带有一个控制结构(39)，以通过工具来相对于带螺纹的衬套(37)对螺钉(38)延伸部进行调节。
10.根据权利要求1到9中任一个所述的系统，其特征在于，抗摩擦材料层(32、34)位于每个所述突起附属部(26、28)和相应凹进面(27、29)之间，所述层用于分离混凝土铸件，并有助于突起附属部(26、28)相对于的凹进面(27、29)的相对滑动。
11.根据权利要求3到10任何之一所述的系统，其特征在于，在安装状态下，每个构件(12)为U形或者设计成呈现为颠倒U形的预制构件(12)，或者在安装状态下，为L形或者设计为呈现为颠倒L形的预制构件(12)，并与另一个类似构件(12)成对称关系，同时可用于形成露天工程的拱形段件(10)，这些露天工程例如为地下通道、过街天桥、桥梁、人工隧道、车库、地下停车场等，其特征还在于，包括如下操作：
-通过在地基(22)上支撑预制构件(12)的竖立部(14)或者每个竖立部(14)而安装至少一个预制构件(12)；
-在每个构件(12)的每个竖立部(14)和相应地基(22)的支撑座(24)之间在工程中形成混凝土铸件(36)，以为竖立部(14)的每个突起附属部(26、28)形成对应形状的凹进面(27、29)。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该系统包括如下操作，即通过调节所述支撑装置(35)以把其支撑在地基(22)上，来调节每个构件(12)的位置。
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