CN213625601U - 外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基坑支护技术领域，尤其是一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置。该装置矩形钢柱、弧形钢板、钢支撑和钢腰梁、钢牛腿。矩形钢柱沿基坑长度方向成对设置，矩形钢柱插入基坑底部需满足嵌固要求；沿基坑宽度方向，两矩形钢柱之间设置有钢支撑；相邻钢支撑端部设置有钢腰梁，保证矩形钢柱以及钢支撑的侧向稳定；矩形钢柱之间设置有便于插入土中的弧形钢板；矩形钢柱上设置有钢牛腿，用主要用来承受钢支撑以及钢腰梁自重。支护结构的传力途径为：水、土压力作用在弧形钢板上，弧形钢板将力传至矩形钢柱以及钢支撑上。矩形钢柱、钢支撑、弧形钢板、和钢腰梁连成整体形成钢框架结构，共同抵抗水土压力。

Description

外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置

技术领域

本实用新型涉及基坑支护技术领域，尤其是一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置。

背景技术

随着国家基础设施建设的快速发展，城市高层建筑、地铁车站等层出不穷。这类建筑修建的特点是需要开挖相当深度的基坑，以便于地下结构的施工。由于基坑深度通常在十几米到几十米之间，为了保证基坑开挖的安全，通常在基坑内部设置一层到几层的钢或混凝土支撑结构，支撑结构的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素。因此，支撑结构必须满足强度、稳定和变形的要求。

现有的外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置在实际使用时至少存在如下不足：(1)刚度不足，变形较大；(2)适用范围有限，主要在较浅的基坑中使用；(3)钢板的施工分段数较多，连接点较多，施工不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，克服前述现有技术中的诸多不足，安全可靠，相比于目前的支护方法，新型钢结构基坑支护装置结构刚度大，能有效控制基坑变形；钢板分段数少，能加快施工速度；采用装配式结构设计，施工完成后各组成部分能够回收再利用，降低成本，符合国家政策导向；施工方便且环保。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，包括矩形钢柱、弧形钢板、钢支撑和钢腰梁、钢牛腿；矩形钢柱沿基坑长度方向成对设置，间距6.0m，矩形钢柱插入基坑底部需满足嵌固要求；沿基坑宽度方向，两矩形钢柱之间设置有钢支撑，钢支撑设置的层数与基坑深度有关，根据计算确定。相邻钢支撑端部设置有钢腰梁，保证矩形钢柱以及钢支撑的侧向稳定；矩形钢柱之间设置有便于插入土中的弧形钢板；矩形钢柱上设置有钢牛腿，用主要用来承受钢支撑以及钢腰梁自重；支护结构的传力途径为：水、土压力作用在弧形钢板上，弧形钢板将力传至矩形钢柱以及钢支撑上；矩形钢柱、钢支撑、弧形钢板、和钢腰梁连成整体形成钢框架结构，共同抵抗水土压力。

进一步的，所述矩形钢柱不接触土一侧的翼缘左右两端对称设置有第一卡接耳板，所述弧形钢板两端设置有与第一卡接耳板相配合的第二卡接耳板，通过第一卡接耳板和第二卡接耳板的配合，弧形钢板卡接安装于左右相邻的两矩形钢柱之间；第一卡接耳板和第二卡接耳板均呈“C”型结构，矩形钢柱和弧形钢板卡接的连接形式便于安装和拆卸，且当弧形钢板受到土的压力后产生形变时，第二卡接耳板与矩形钢柱不接触土一侧翼缘相互压紧。

进一步的，所述弧形钢板向基坑外侧凸出。

进一步的，所述弧形钢板由第一弧形钢板和第二弧形钢板构成，第一弧形钢板和第二弧形钢板的接触端设置有相互配合的连接耳板，第一弧形钢板和第二弧形钢板的连接耳板通过紧固件连接；所述紧固件为螺栓和螺母；弧形钢板分体式设置且向基坑外侧凸出，使得弧形钢板的受力为三铰拱的受力模式，能够较好地控制土的侧向位移。

进一步的，所述矩形钢柱的下端设置有渐缩的尖端，便于矩形钢柱插入土中；矩形钢柱上焊接有钢牛腿，用于放置和固定钢支撑。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置具有以下优点：(1)矩形钢柱、钢支撑、弧形钢板、和钢腰梁连成整体形成刚度较大的钢框架结构，共同抵抗水土压力，弧形钢板向基坑外侧凸出，弧形钢板的受力为三铰拱的受力模式，能够更好地控制土的侧向位移；(2)施工时，将矩形钢柱插入固定，然后在左右相邻的两矩形钢柱之间安装弧形钢板，钢板分段数少，能加快施工速度；(3)施工完成后弧形钢板和矩形钢柱能够回收再利用，降低成本，符合国家政策导向；(4)施工方便且安全环保，符合国家政策导向。

附图说明

图1为本实用新型的俯视结构示意图；

图2为本实用新型的基坑剖视结构示意图；

图3为本实用新型图1的A区结构放大示意图；

图4为本实用新型图1的B区结构放大示意图；

其中，1矩形钢柱、2弧形钢板、201第一弧形钢板、202第二弧形钢板、203连接耳板、3钢支撑、4钢腰梁、5第一卡接耳板、6第二卡接耳板、7钢牛腿。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-4所示的实施例中，一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，包括矩形钢柱1、弧形钢板2、钢支撑3、钢腰梁4和钢牛腿7，所述矩形钢柱1纵向插入基坑两侧，前后相邻的两矩形钢柱1之间根据计算需要设置一层或几层钢支撑3；相邻钢支撑3端部设置有钢腰梁4；矩形钢柱1上设置有钢牛腿7，主要用来承受钢支撑3以及钢腰梁4自重；所述相邻两矩形钢柱1之间设置有便于插入土中的弧形钢板2；施工时，将矩形钢柱1插入固定，然后在左右相邻的两矩形钢柱1之间安装弧形钢板2；矩形钢柱1、弧形钢板2、钢支撑3、钢腰梁4连成整体形成钢框架结构，共同抵抗水土压力,并止水。

本实施例中，所述矩形钢柱非挡土一侧翼缘左右两端对称设置有第一卡接耳板5，所述弧形钢板2的两端设置有与第一卡接耳板5相配合的第二卡接耳板6，通过第一卡接耳板5和第二卡接耳板6的配合，弧形钢板2卡接安装于左右相邻的两矩形钢柱1之间；第一卡接耳板5和第二卡接耳板6均呈“C”型结构，矩形钢柱1和弧形钢板2卡接的连接形式便于安装和拆卸，且当弧形钢板2受到土的压力后产生形变时，第二卡接耳板6与不与土接触的钢柱翼缘相互压紧。

本实施例中，所述弧形钢板2向基坑外侧凸出；所述弧形钢板2由第一弧形钢板201和第二弧形钢板202构成，第一弧形钢板201和第二弧形钢板202的接触端设置有相互配合的连接耳板203，第一弧形钢板201/第二弧形钢板202与其对用的连接耳板203呈“L”型弯折，第一弧形钢板201和第二弧形钢板202的连接耳板203通过螺栓和螺母连接；弧形钢板2分体式设置且向基坑外侧凸出，使得弧形钢板2的受力为三铰拱的受力模式，能够较好地控制土的侧向位移。

本实施例中，所述矩形钢柱1的下端设置有渐缩的尖端，便于矩形钢柱1插入土中；矩形钢柱1上设置有钢牛腿7，主要用来承受钢支撑3以及钢腰梁4自重。所述矩形钢柱1和钢支撑3之间设置的钢腰梁4能够保证内凹式承压止水型钢结构基坑支护装置的侧向稳定性。

工作原理：本实用新型的一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，弧形钢板2向基坑外侧凸出，使得弧形钢板2的受力为三铰拱的受力模式，能够较好地控制土的侧向位移；施工时，将矩形钢柱1插入固定，然后在左右相邻的两矩形钢柱1之间安装弧形钢板2；土压力作用下弧形钢板2受力弯曲，第二卡接耳板6与不与土接触的钢柱翼缘相互压紧；矩形钢柱1、弧形钢板2、钢支撑3、钢腰梁4连成整体形成钢框架结构，共同抵抗水土压力,并止水，最大限度地降低了基坑支护的风险。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，其特征在于：包括钢柱、弧形钢板、钢支撑、钢腰梁和钢牛腿，其中：

所述钢柱纵向插入基坑中，钢柱沿基坑长度方向成对设置，成对的两条钢柱之间设置有钢支撑，相邻的两条钢支撑的端部之间设置有钢腰梁，钢柱上固定有用于放置并固定钢支撑的钢牛腿；

所述钢柱不接触土的一侧的翼缘的左右两端对称设置有第一卡接耳板，所述弧形钢板的两端设置有与第一卡接耳板相配合的第二卡接耳板，通过第一卡接耳板和第二卡接耳板的配合，弧形钢板卡接安装于左右相邻的两钢柱之间；

所述弧形钢板向基坑外侧凸出；

所述弧形钢板由第一弧形钢板和第二弧形钢板构成，第一弧形钢板和第二弧形钢板的接触端设置有相互配合的连接耳板，第一弧形钢板和第二弧形钢板的连接耳板通过紧固件连接。

2.根据权利要求1所述的一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，其特征在于：所述第一弧形钢板与第二弧形钢板形成外凸式结构。

3.根据权利要求1所述的一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，其特征在于：所述第一卡接耳板和第二卡接耳板均呈“C”型结构；所述第一弧形钢板/第二弧形钢板与其对用的连接耳板呈“L”型弯折。

4.根据权利要求1所述的一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，其特征在于：钢柱呈矩形结构，钢柱的下端设置有渐缩的尖端。

5.根据权利要求1所述的一种外凸式三铰拱受力型钢结构基坑支护装置，其特征在于：沿基坑长度方向成对的两钢柱之间的间距为5-7m。

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