CN212835412U - 一种基坑支护叠合腰梁结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涉及土木工程中的基坑支护工程领域中的一种基坑支护叠合腰梁结构，其特征是包括腰梁桁架(1)、内支撑放置槽(7)、腰梁桁架连接段(8)、腰梁连接(3)及腰梁内支撑连接(4)五部分，内支撑放置槽(7)位于上下两个钢桁架之间，腰梁连接(3)与腰梁内支撑连接(4)具备调节腰梁预制构件与内支撑预制构件匹配长度匹配夹角功能，解决了钢内支撑长度匹配成本高、稳定性控制差、腰梁承载力低的缺陷，安装方便，施工速度快，造价低，承载力高。

Description

一种基坑支护叠合腰梁结构

技术领域

本发明涉及土木工程中的基坑支护工程领域。

背景技术

钢支撑有重量小，施工速度快，无需养护，可全回收再利用的优点。但现在使用较多的组合钢支撑，存在稳定性差、刚度小的实质性缺陷。现实中由于基坑开挖平面形状尺寸与组合钢支撑与腰梁的预制长度模数难以匹配，加之设计施工分离，导致现有的组合钢支撑拼合难度大、支撑布设多、挖土难度高、材料用量多，同时在长度细微调节方面成本高，性价比低。本发明主要介绍克服上述设计施工缺陷的一种基坑支护叠合腰梁结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由内支撑、挡土构件与腰梁组成的基坑支护结构中的叠合腰梁结构，该叠合腰梁结构可以全回收再利用，装配式安装，安装拆除方便，施工速度快，不需养护，造价低，施工现场干净，环保效益突出。

该种基坑支护叠合腰梁结构包括腰梁桁架、内支撑放置槽、腰梁桁架连接段、腰梁连接及腰梁内支撑连接五部分，其中的腰梁桁架是由上下两个钢桁架组成的位于内支撑与挡土构件之间的传力结构，内支撑放置槽位于上下两个钢桁架之间，腰梁桁架连接段是位于相邻腰梁桁架之间用于连接相邻腰梁桁架的结构，且为腰梁桁架与挡土构件之间的传力结构，腰梁连接是将腰梁桁架连接段与腰梁桁架连接为共同受力体且具备调节腰梁桁架或腰梁桁架连接段的预制构件匹配长度或角度功能的结构，腰梁内支撑连接是将腰梁桁架与内支撑相对固定且具备调节内支撑预制构件匹配长度或调节内支撑与腰梁桁架之间匹配夹角功能的传力结构，腰梁内支撑连接中至少包含内支撑长度调节装置、内支撑侧向位移控制装置两部分。

在上述的基坑支护叠合腰梁结构中，上述的腰梁连接沿腰梁轴线方向是通过构件叠合方式连接的，并在连接处设置具备传递腰梁桁架与腰梁桁架连接段之间内力功能的楔形块。

在上述的基坑支护叠合腰梁结构中，上述的腰梁内支撑连接中的内支撑长度调节装置由法兰盘、螺栓、螺帽三部分组成，其中法兰盘与内支撑牢固连接，螺栓一端穿越法兰盘，并通过螺帽与法兰盘牢固连接，另一端与腰梁桁架连接。

在上述的基坑支护叠合腰梁结构中，上述的腰梁桁架连接段与腰梁桁架上设置有楔形块安装缝。

在上述的基坑支护叠合腰梁结构中，上述的内支撑侧向位移控制装置包括楔形块与设置 在腰梁桁架上的楔形块安装缝两部分。

在上述的基坑支护叠合腰梁结构中，上述的内支撑侧向位移控制装置包含有由半筒状扣板、横向侧板组成的钢管内支撑径向局部压屈控制装置。

在上述的基坑支护叠合腰梁结构中，在上述的腰梁连接或腰梁内支撑连接中设置用于调节预制构件长度的楔形块组合体，楔形块组合体包括托板、楔形块、楔形面板三部分，其中的托板是控制楔形块与楔形面板相对移动方向的结构，楔形块为楔形的能够提供抗压承载力的预制构件，楔形面板为一侧为平面，另一侧带有斜面构造的预制构件。

在上述的楔形块组合体中，可以在上述的楔形块中设置稳定控制螺栓。

本发明的基坑支护叠合腰梁结构，为装配式结构，安装方便，通过预制构件的叠合实现各构件之间的连接与内力传递，解决了钢支撑长度调节成本高、稳定性差、安装施工质量差的缺陷，造价低，施工速度快。

附图说明

图1为本发明的一个实施例所用的叠合钢支撑平面布置示意图；

图2为本发明的一个实施例所用的腰梁桁架构造示意图；

图3为本发明的一个实施例所用的腰梁桁架连接段构造示意图；

图4为本发明的一个实施例所用的腰梁连接处腰梁桁架的腹杆构造示意图；

图5为本发明的一个实施例所用的腰梁连接节点横断面构造示意图；

图6为本发明的一个实施例所用的腰梁连接节点纵断面构造示意图；

图7为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑侧向位移控制装置节点构造示意图；

图8为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑局部压屈控制装置横断面构造示意图；

图9为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑局部压屈控制装置侧视示意图；

图10为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑局部压屈控制装置纵断面构造示意图；

图11为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑局部压屈控制装置横向侧板形状示意图；

图12为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑局部压屈控制装置横向加劲板形状示意图；

图13为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接中的钢管内支撑与腰梁桁架下弦杆螺栓连接节点构造示意图；

图14为本发明的一个实施例所用的腰梁内支撑连接或腰梁连接中的用于微调预制构件长度的楔形块组合体构造示意图。

具体实施方式

作为本发明的一个实施例，下面结合图1～图14，介绍本发明的一种基坑支护叠合腰梁结构构造，工作原理及施工方法。

在本实施例中，附图中各编号名称如下：1-腰梁桁架；2-钢管内支撑；3-腰梁连接；4-腰梁内支撑连接；5-腰梁桁架下弦杆；6-腰梁桁架腹杆；7-内支撑放置槽；8-腰梁桁架连接段；9-楔形块安装缝；10-挡土构件；11-传力板；12-楔形块；13-螺帽；14-螺帽垫块；15-半筒状扣板；16-纵向侧板；17-横向侧板；18-纵向面板；19-横向加劲板； 20-法兰盘；21-长度调节螺栓；22-楔形面板；23-托板，24-腰梁桁架上弦杆。

针对如图1所示的基坑形状，采用由挡土构件、腰梁及内支撑组成的结构体系进行基坑围护，为了提高基坑支护结构体系的稳定性与承载能力，同时避免各个基坑形状不同带来的内支撑与预制腰梁构件长度调节的难题，采用了本发明的叠合腰梁结构进行处理，以适应钢支撑的标准化长度选取。采用标准长度杆件解决整体受力问题，以构件叠合受力形式解决支撑与腰梁预制构件局部尺寸适应性问题。具体实施方法是：以基坑内为主，首先划定一个边长以固定长度为模数的长方形，在长方形内形成标准化支撑，标准化支撑设置为间隔一固定距离的双拼钢管内支撑(2)；基坑周边的腰梁以腰梁桁架(1)为主体，并由双拼钢桁架梁组成的腰梁桁架(1)与钢管内支撑(2)连接。相邻腰梁桁架(1)之间设置双拼H型钢作为腰梁桁架连接段(8)，腰梁桁架连接段(8)与腰梁桁架(1)以叠合形式连接；以设置于腰梁桁架(1)内的如图2所示的内支撑放置槽(7)实现腰梁桁架(1)与钢管内支撑(2)之间的长度微调节与连接节点稳定性控制问题，通过设置楔形块(12)及如图3与图4所示的楔形块安装缝(9)解决腰梁分段接头长度微调及基坑大小形状不规则带来的节点稳定性控制问题、内支撑与腰梁夹角调节问题。

叠合腰梁结构是基坑支护叠合钢支撑的核心构件。该种基坑支护叠合腰梁结构包括如图 1与2所示的腰梁桁架(1)、内支撑放置槽(7)、如图3所示的腰梁桁架连接段(8)、如图1 所示的腰梁连接(3)及腰梁内支撑连接(4)五部分，其中的腰梁桁架(1)是由上下两个钢桁架组成的位于钢管内支撑(2)与挡土构件(10)之间的传力结构，每个钢桁架包括腰梁桁架下弦杆(5)、腰梁桁架腹杆(6)及腰梁桁架上弦杆(24)三部分，其中的腰梁桁架下弦杆(5)与挡土构件(10)连接。在本实施例中，通过腰梁桁架(1)的设置，一方面提高腰梁承载力与刚度，另一方面解决钢管内支撑(2)安装便利与稳定控制问题。在本实施例中，可将腰梁桁架(1)设计为如图2所示桁架结构，由上下两个如图2所示的桁架组成，并在上下两个桁架之间留有放置钢管内支撑(2)的距离，这样，钢管内支撑(2)就可以与腰梁桁架 (1)以直角或斜角相交。上下两个桁架之间可设置竖向连接，将两个桁架连接为受力整体。如图2与图7所示的内支撑放置槽(7)位于上下两个钢桁架之间，可将内支撑放置槽(7) 位置上部桁架结构的上弦杆在内支撑放置槽(7)处断开，便于安装钢管内支撑(2)，在钢管内支撑(2)放置后再将断开处连接，也可以利用钢管内支撑(2)水平位移控制结构代替断开部分的上弦杆。腰梁桁架连接段(8)是位于相邻腰梁桁架(1)之间用于连接相邻腰梁桁架(1)的结构，且为腰梁桁架(1)与如图5所示的挡土构件(10)之间的传力结构。在本实施例中，可采用双拼H型钢作为腰梁桁架连接段(8)，也可以采用桁架结构作为腰梁桁架连接段(8)。腰梁连接(3)是将腰梁桁架连接段(8)与腰梁桁架(1)连接为共同受力体且具备调节腰梁桁架(1)或腰梁桁架连接段(8)的预制构件匹配长度或角度功能的结构。在本实施例中，腰梁连接(3)沿腰梁轴线方向可以通过构件叠合方式放置。可通过在腰梁桁架连接段(8)与腰梁桁架腹杆(6)上设置如图3与图4所示的楔形块安装缝(9)，在连接处设置具备传递腰梁桁架(1)与腰梁桁架连接段(8)之间内力功能的楔形块(12)，形成腰梁连接(3)。在本实施例中，腰梁连接(3)的具体做法可参照图5与图6实施。在本实施例中，可将腰梁连接段(8)设置为两端固定铰连接，即腰梁连接(3)需传递沿着腰梁轴线方向的轴力及垂直于腰梁轴线方向的剪力。腰梁连接(3)的剪力传递可通过如图5所示的楔形块(12) 设置实现，同时实现腰梁连接段(8)在垂直于腰梁轴线方向预制构件尺寸调节。在图5中，通过设置在腰梁桁架腹杆(6)上的楔形块安装缝(9)与楔形块(12)调节挡土构件(10) 的施工误差等影响导致的安装尺寸偏差，同时使得腰梁桁架(1)与腰梁桁架连接段(8)在垂直于腰梁轴线方向紧密连接，以传递腰梁的剪力。为了便于将腰梁桁架腹杆(6)上的楔形块安装缝(9)实现标准化制作，提高尺寸调节幅度，减小楔形块(12)的材料用量，可在楔形块(12)与腰梁桁架连接段(8)之间设置传力板(11)。腰梁内支撑连接(4)是将腰梁桁架(1)与钢管内支撑(2)相对固定且具备调节钢管内支撑(2)预制构件匹配长度或调节钢管内支撑(2)与腰梁桁架(1)之间匹配夹角功能的传力结构，腰梁内支撑连接(4)中至少包含内支撑长度调节装置、内支撑侧向位移控制装置两部分。

在本实施例中，腰梁内支撑连接(4)中的内支撑侧向位移控制装置包括楔形块(12) 与设置在腰梁桁架(1)上的楔形块安装缝(9)两部分，如图7所示，通过楔形块(12)或楔形块(12)与传力板(11)的组合，将钢管内支撑(2)在腰梁桁架(1)的在腰梁桁架上 弦杆(24)位置处侧向固定。在本实施例中，考虑到位于上部的腰梁桁架上弦杆(24)在内 支撑放置槽(7)处断开，在钢管内支撑(2)放置后，采用如图7所示螺帽(13)与螺帽垫 块(14)将楔形块(12)竖向固定。考虑到钢管内支撑(2)是薄壁结构，在如图7所示的点 接触位置易出现局部压屈问题。为了解决钢管内支撑(2)在内支撑侧向位移控制装置中避免 局部压屈，在本实施例中设计了如图8～图12所示的钢管内支撑局部压屈控制装置，该装置 由半筒状扣板(15)、横向侧板(17)组成。为了节省空间，可在两块横向侧板(17)之间设 置纵向面板(18)或纵向侧板(16)及其组合，以便于使用时，将横向侧板(17)外伸出半 筒状扣板(15)的部分与腰梁桁架(1)的腰梁桁架上弦杆(24)重叠。当两块横向侧板(17) 距离较大时，可增设如图12与图10所示的横向加劲板(19)。

在本实施例中，上述的腰梁内支撑连接(4)中的内支撑长度调节装置可以由如图13 所示的法兰盘(20)、长度调节螺栓(21)、螺帽(13)三部分组成，其中法兰盘(20)与钢管内支撑(2)牢固连接，长度调节螺栓(21)一端穿越法兰盘(20)，并通过螺帽(13)与法兰盘(20)牢固连接，另一端与腰梁桁架(1)连接。

在本实施例中，可在腰梁连接(3)处或腰梁内支撑连接(4)处设置用于调节预制构件长度的楔形块组合体，楔形块组合体的构造如图14所示，包括托板(23)、楔形块(12)、楔形面板(22)三部分，其中的托板(23)是控制楔形面板(22)相对移动方向的结构，楔形块(12)为楔形的能够提供抗压承载力的预制构件，楔形面板(22)为一侧为平面，另一侧带有斜面构造的预制构件。在本实施例中，可通过调节上下两块楔形块(12)的相对距离调节楔形面板(22)的相对水平距离，实现预制构件长度补偿。在本实施例中，可在楔形块(12) 中设置如图14所示的长度调节螺栓(21)与螺帽(13)，作为稳定控制螺栓结构，通过控制上下两个楔形块(12)的相对距离控制楔形面板(22)的相对水平距离。在本实施例中，楔形块(12)与楔形面板(22)可采用钢板与砼组合而成的结构。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (7)

1.一种基坑支护叠合腰梁结构，其特征是包括腰梁桁架(1)、内支撑放置槽(7)、腰梁桁架连接段(8)、腰梁连接(3)及腰梁内支撑连接(4)五部分，其中的腰梁桁架(1)是由上下两个钢桁架组成的位于内支撑与挡土构件之间的传力结构，内支撑放置槽(7)位于上下两个钢桁架之间，腰梁桁架连接段(8)是位于相邻腰梁桁架(1)之间用于连接相邻腰梁桁架(1)的结构，且为腰梁桁架(1)与挡土构件之间的传力结构，腰梁连接(3)是将腰梁桁架连接段(8)与腰梁桁架(1)连接为共同受力体且具备调节腰梁桁架(1)或腰梁桁架连接段(8)的预制构件匹配长度或角度功能的结构，腰梁内支撑连接(4)是将腰梁桁架(1)与内支撑相对固定且具备调节内支撑预制构件匹配长度或调节内支撑与腰梁桁架(1)之间匹配夹角功能的传力结构，腰梁内支撑连接(4)中至少包含内支撑长度调节装置、内支撑侧向位移控制装置两部分。

2.根据权利要求1所述的基坑支护叠合腰梁结构，其特征是上述的腰梁连接(3)沿腰梁轴线方向是通过构件叠合方式连接的，并在连接处设置具备传递腰梁桁架(1)与腰梁桁架连接段(8)之间内力功能的楔形块。

3.根据权利要求1所述的基坑支护叠合腰梁结构，其特征是上述的腰梁内支撑连接(4)中的内支撑长度调节装置由法兰盘、螺栓、螺帽三部分组成，其中法兰盘与内支撑牢固连接，螺栓一端穿越法兰盘，并通过螺帽与法兰盘牢固连接，另一端与腰梁桁架(1)连接。

4.根据权利要求1所述的基坑支护叠合腰梁结构，其特征是上述的腰梁桁架连接段(8)与腰梁桁架(1)上设置有楔形块安装缝(9)。

5.根据权利要求1所述的基坑支护叠合腰梁结构，其特征是上述的内支撑侧向位移控制装置包括楔形块(12)与设置在腰梁桁架(1)上的楔形块安装缝(9)两部分。

6.根据权利要求1所述的基坑支护叠合腰梁结构，其特征是上述的内支撑侧向位移控制装置包含有由半筒状扣板(15)、横向侧板(17)组成的钢管内支撑径向局部压屈控制装置。

7.根据权利要求1所述的基坑支护叠合腰梁结构，其特征是上述的腰梁连接(3)或腰梁内支撑连接(4)中设置用于调节预制构件长度的楔形块组合体，楔形块组合体包括托板(23)、楔形块(12)、楔形面板(22)三部分，其中的托板(23)是控制楔形块(12)与楔形面板(22)相对移动方向的结构，楔形块(12)为楔形的能够提供抗压承载力的预制构件，楔形面板(22)为一侧为平面，另一侧带有斜面构造的预制构件。

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