CN208039265U - 一种预制装配式组合结构支撑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种预制装配式组合结构支撑，包括预制混凝土支撑、卯榫式冠梁和支撑节点、预制混凝土支撑连接节点、以及预制混凝土支撑与钢格构立柱连接节点，混凝土冠梁和预制混凝土支撑通过卯榫式节点进行连接，预制混凝土支撑自身通过混凝土法兰盘和高强度螺栓节点进行对接，预制混凝土支撑与钢格构立柱通过钢牛腿和高强度螺栓节点进行连接；本实用新型提供的预制装配式组合结构支撑，采用前期预制，现场拼装的方法，极大的缩短了传统混凝土支撑现场支模、浇筑、养护和拆除的时间，而且能实现重复利用，对促进地下工程高质量、快速度、低成本施工具有极大意义，并具有重大的应用价值和产业化前景。

Description

一种预制装配式组合结构支撑

技术领域

本实用新型涉及一种建筑基坑构件，具体来说是一种预制装配式组合结构支撑。

背景技术

混凝土支撑具有刚度大，抵抗变形能力强等优点，适用性较广，尤其是对于软土地区深基坑支护阶段，一直在地铁基坑及民建基坑中被推崇，应用广泛，但是目前混凝土支撑都是通过现场支模或者采用地膜法现场浇筑，不仅工期长，而且质量不易控制。在拆除阶段，现场浇筑混凝土支撑自重大，拆除困难，废弃工程量大，不能够重复利用。上述混凝土支撑存在的缺点逐渐成为制约其发展的主要因素。

本发明提供一种预制装配式组合结构支撑，采用前期工厂预制、现场分节拼装和拆除的方法，极大的缩短了传统混凝土支撑现场支模、浇筑、养护和拆除的时间，而且能实现重复利用，并且容易控制工程质量，对促进地下工程高质量、快速度、低成本、绿色环保等施工具有极大意义。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的不足，提出一种预制装配式组合结构支撑，不仅能提高混凝土支撑施工效率和工程质量，而且能减小工程成本。

实现本实用新型的技术方案是：

一种预制装配式组合结构支撑，包括预制混凝土支撑、卯榫式冠梁支撑节点、预制混凝土支撑连接节点、钢牛腿高强度螺栓节点和现浇混凝土冠梁，所述现浇混凝土冠梁和预制混凝土支撑通过卯榫式冠梁支撑节点进行连接，预制混凝土支撑通过预制混凝土支撑连接节点进行对接，预制混凝土支撑与钢格构立柱通过钢牛腿高强度螺栓节点进行连接。

优选的，所述预制混凝土支撑的单节长度取跨长的1/3，接头宜设置在跨中1/3弯矩较小的位置，混凝土支撑的截面形状为矩形。具体现浇混凝土冠梁和预制混凝土支撑的单节长度页可根据具体的施工条件调整。

优选的，所述卯榫式冠梁支撑节点包含预制混凝土支撑榫头和冠梁预留凹槽，所述预制混凝土支撑榫头和冠梁预留凹槽的形状可以为阶梯型、四棱台形或矩形等多种形状，卯榫式冠梁支撑节点保证了预制混凝土支撑既能受压又能受拉，同时又能像钢支撑一样快速拼装和拆除；所述冠梁预留凹槽的槽孔比预制混凝土支撑榫头尺寸大10~20mm，组装后现浇混凝土冠梁与预制混凝土支撑榫头间的空隙用与冠梁支撑同标号微膨胀混凝土填实。所述卯榫式冠梁支撑节点满足冠梁支座弯矩、剪力承载力要求，预制混凝土支撑榫头满足支撑轴力引起的冲切承载力、剪切承载力和弯矩承载力要求。

优选的，所述预制混凝土支撑连接节点包含混凝土法兰盘和法兰盘高强度螺栓，所述混凝土法兰盘形状可以为圆形、矩形或正多边形等，根据工厂预制条件和工程实际需要选择，混凝土法兰盘上预留法兰盘高强度螺栓连接孔，现场直接安装法兰盘高强度螺栓进行对接，法兰盘高强度螺栓的个数根据实际工程受力大小来确定。

优选的，为了方便安装固接，所述预制混凝土支撑节点的混凝土法兰盘之间可以进一步依次设置凹凸接头。

优选的，所述混凝土法兰盘厚度200mm~400mm，边长/直径取预制混凝土支撑边长/直径加200~400mm。

优选的，所述法兰盘高强度螺栓的螺帽和混凝土法兰盘之间可以进一步设置橡胶垫。

优选的，所述钢牛腿高强度螺栓节点包含钢牛腿板、正方形钢板和钢高强度螺栓，所述钢格构立柱的各面缀板上焊接3~5钢牛腿板，钢牛腿板和钢格构立柱顶面平齐，钢牛腿板可以为三角形或梯形，钢牛腿板和钢格构立柱顶面焊接与预制混凝土支撑同宽的正方形钢板，正方形钢板与预制混凝土支撑之间通过钢高强度螺栓进行连接，正方形钢板与预制混凝土支撑上预留钢高强度螺栓孔。

优选的，所述钢牛腿板和正方形钢板的厚度宜取16~20mm，钢牛腿板、缀板和正方形钢板应双面角焊，焊缝尺寸宜为6~10mm。

优选的，正方形钢板与预制混凝土支撑上预留钢高强度螺栓孔数量和钢高强度螺栓的型号可根据工程受力大小确定，但是钢高强度螺栓应均匀分布在正方形钢板上。

目前，对预制混凝土支撑的研究较多，申请了多项专利，但本发明专利与其他发明专利具有很大的不同点，主要有以下几个方面：

1、本发明专利预制混凝土支撑接头是通过混凝土法兰盘和高强度螺栓进行连接，不同于其他通过钢板法兰盘和锚筋连接的预制混凝土支撑；

2、本发明专利卯榫式冠梁和支撑节点中混凝土支撑是预制的，冠梁现浇预留凹槽，不同于其他专利节点完全现浇的情况。

3、本发明专利提供了预制混凝土支撑与钢格构临时立柱连接的方法，而其他专利没有涉及相关的内容。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）一种预制装配式组合结构支撑可以前期在工厂预制，开工时直接运至现场吊装拼接，缩短工期，而且质量能够得到保证。

（2）一种预制装配式组合结构支撑方便施工，预制混凝土支撑被分为不同的节，节与节之间通过螺栓连接，方便吊装和拆除。

（3）一种预制装配式组合结构支撑可以被重复利用，相当体量或者受力大致相同的基坑均可以使用同一组预制混凝土支撑。重复利用不仅可以降低工程成本，而且可以减少建筑垃圾，节能又环保。

（4）一种预制装配式组合结构支撑在预制混凝土支撑时可以预先起拱，优化支撑的受力，从而增大支撑和冠梁的跨度，减少支撑的根数，方便基坑的挖土，节约工程成本。

附图说明

图1为本实用新型预制装配式组合结构支撑平面示意图。

图2为本实用新型预制装配式组合结构支撑剖面示意图。

图3为本实用新型卯榫式冠梁支撑节点平面图。

图4为图3中的1-1剖面图。

图5为本实用新型预制混凝土支撑连接节点示意图。

图6为本实用新型预制混凝土支撑连接节点平面图。

图7为图6中的2-2剖面图。

图中标注为：1-预制混凝土支撑、2-卯榫式冠梁支撑节点、3-预制混凝土支撑连接节点、4-钢牛腿高强度螺栓节点、5-现浇混凝土冠梁、6-钢高强度螺栓、7-钢格构立柱、8-预制混凝土支撑榫头、9-冠梁预留凹槽、10-混凝土法兰盘、11-法兰盘高强度螺栓、12-凹凸接头、13-钢牛腿板、14-正方形钢板、15-缀板。

具体实施方式

为了使本实用新型的的技术特征、结构组成、使用方法和功效清楚明了，下面结合附图1-7及实施例，更清楚、更详细、更具体的描述本实用新型专利的基本内容、基本特征和基本内涵。

以某地铁基坑第一道混凝土支撑为例，介绍具体实施方式。通过承载力和稳定计算分析得到第一道混凝土支撑和冠梁的内力，包括：弯矩、轴力、剪力。在得到预制混凝土支撑1和现浇混凝土冠梁5的内力后，根据承载力和稳定性要求分步确定预制混凝土支撑1和现浇混凝土冠梁5的基本参数。第一步，根据预制混凝土支撑1和现浇混凝土冠梁5的内力确定预制混凝土支撑1和现浇混凝土冠梁5的截面尺寸、配筋和混凝土等级；第二步，根据预制混凝土支撑1的内力确定预制混凝土支撑连接节点3的混凝土法兰盘10的尺寸和法兰盘高强度螺栓11的等级和数量；第三步，根据预制混凝土支撑1轴力和现浇混凝土冠梁5支座弯矩和剪力，确定卯榫式冠梁支撑节点2的预制混凝土支撑榫头8和冠梁预留凹槽9的尺寸；第四步，根据预制混凝土支撑1的内力确定钢牛腿高强度螺栓节点4的钢高强度螺栓6的等级和数量。在确定预制混凝土支撑1基本参数的过程中，应注意归纳，选用的接头尺寸、螺栓的等级和数量尽量统一。根据预制混凝土支撑1和现浇混凝土冠梁5的内力确定完基本参数后，就可以在工厂进行混凝土支撑的预制。

现场施工地铁车站基坑围护结构和临时立柱，砼冠梁和围护结构一起浇筑，冠梁上预留安装预制混凝土支撑1的冠梁预留凹槽9。在完成地铁车站基坑围护结构和临时立柱施工后，即可进行土体开挖，开挖基坑土体的同时将工厂预制的混凝土支撑运至现场。开挖至第一道混凝土支撑底标高时，分节吊装预制混凝土支撑1，预制混凝土支撑连接节点3、预制混凝土支撑1与钢格构柱7之间直接在预先预留的螺栓孔上安装螺栓连接，卯榫式冠梁支撑节点2间的空隙填充微膨胀混凝土。第一道预制混凝土支撑快速吊装，极大的缩短了第一道混凝土现场支模、浇筑和养护的工期。第一道预制支撑吊装完成后，继续分层开挖第一道混凝土支撑下方的土体，架设各道钢支撑，浇筑地铁车站的主体结构。

当地铁车站主体结构浇筑完成达到设计强度后，回填顶板上覆土至预制混凝土支撑下50cm。分节拆除预制混凝土支撑1，批量的运送至下一个地铁基坑使用，实现预制混凝土支撑1的重复利用，降低工程成本，而且节能环保。

上述实例仅为本实用新型应用的个例，并不限制本实用新型使用的范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，包括预制混凝土支撑（1）、卯榫式冠梁支撑节点（2）、预制混凝土支撑连接节点（3）、钢牛腿高强度螺栓节点（4）和现浇混凝土冠梁（5），所述现浇混凝土冠梁（5）和预制混凝土支撑（1）通过卯榫式冠梁支撑节点（2）进行连接，预制混凝土支撑（1）通过预制混凝土支撑连接节点（3）进行对接，预制混凝土支撑（1）与钢格构立柱（7）通过钢牛腿高强度螺栓节点（4）进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述预制混凝土支撑（1）的单节长度取跨长的1/3，接头设置在跨中1/3弯矩较小的位置。

3.根据权利要求1所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述卯榫式冠梁支撑节点（2）包含预制混凝土支撑榫头（8）和冠梁预留凹槽（9），所述冠梁预留凹槽（9）的槽孔比预制混凝土支撑榫头（8）尺寸大10~20mm，组装后现浇混凝土冠梁（5）与预制混凝土支撑榫头（8）间的空隙用与冠梁支撑同标号微膨胀混凝土填实。

4.根据权利要求1所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述预制混凝土支撑连接节点（3）包含混凝土法兰盘（10）和法兰盘高强度螺栓（11），混凝土法兰盘（10）上预留法兰盘高强度螺栓连接孔，现场直接安装法兰盘高强度螺栓（11）进行对接。

5.根据权利要求4所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述预制混凝土支撑节点（3）的混凝土法兰盘（10）之间依次设置凹凸接头（12）。

6.根据权利要求4所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述混凝土法兰盘（10）厚度200mm~400mm，边长取预制混凝土支撑（1）边长加200~400mm。

7.根据权利要求4所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述法兰盘高强度螺栓（11）的螺帽和混凝土法兰盘（10）之间设置橡胶垫。

8.根据权利要求1所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述钢牛腿高强度螺栓节点（4）包含钢牛腿板（13）、正方形钢板（14）和钢高强度螺栓（6），所述钢格构立柱（7）的各面缀板（15）上焊接3~5钢牛腿板（13），钢牛腿板（13）和钢格构立柱（7）顶面平齐，钢牛腿板（13）和钢格构立柱（7）顶面焊接与预制混凝土支撑（1）同宽的正方形钢板（14），正方形钢板（14）与预制混凝土支撑（1）之间通过钢高强度螺栓（6）进行连接，正方形钢板（14）与预制混凝土支撑（1）上预留高强度螺栓孔。

9.根据权利要求8所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述钢牛腿板（13）和正方形钢板（14）的厚度取16~20mm，钢牛腿板（13）、缀板（15）和正方形钢板（14）双面角焊，焊缝尺寸为6~10mm。

10.根据权利要求8所述的一种预制装配式组合结构支撑，其特征在于，所述钢高强度螺栓（6）均匀分布在正方形钢板（14）上。