雙楔砂箱鋼支撐裝置的製作方法

2023-07-03 18:46:51 1

專利名稱：雙楔砂箱鋼支撐裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型的雙楔砂箱鋼支撐裝置，主要針對傳統的鋼支撐形式及 工藝進行改良，用於建築工程構件領域。
背景技術：
經文獻檢索發現，梁沛著《鋼結構支撐在深基坑支護中的應用》，廣東建材2009年 第4期，該文介紹了深基坑中的支撐體系、鋼支撐的架設及拆除要求及目前鋼支撐設計與 施工中存在的一些不足與缺陷。序言中所述「鋼結構支撐具有自重小、安裝和拆除都很方 便，而且可以重複使用等優點。根據土方開挖進度，鋼結構支撐可以做到隨挖隨撐，並可施 加預應力，這對控制牆體變形是十分有利的。因此，在一般情況下，應優先選用鋼結構支撐。 然而鋼結構支撐整體剛度較差，安裝節點比較多，當節點構造不合理，或施工不當不符合設 計要求，往往容易造成因節點變形與鋼結構支撐變形，進而造成基坑過大的水平位移。有時 甚至由於節點破壞，造成斷一點而破壞整體的後果。對此應通過合理設計、嚴格現場管理和 提高施工技術水平等措施加以控制。」 4. 2節內支撐體系的拆除中所述「支撐體系的拆除 時應避免瞬間預加應力釋放過大而導致結構局部變形、開裂。目前深基坑工程普遍採用的鋼支撐一般為直徑609MM，壁厚16MM圓形鋼管支撐， 支撐結構主要由一個固定端、一個活絡頭及若干個不同長度的鋼管通過法蘭盤連接而成。 固定端及活絡頭(閉合狀態)的一般設計長度為2. 67M，也可根據實際情況適當調整。活 絡頭設有一個可移動的主軸，採用千斤頂施加壓力後對全段長度進行調整，利用鋼楔將調 整後的鋼支撐空隙填實，達到使整個支護系統能按設計要求均勻的緊壓支護面。現有鋼支 撐在基坑施工中存在以下幾個問題(1)傳統鋼支撐為單排鋼楔，橫向剛度不穩定。(2)鋼 支撐極限承載力為3250KN。(數據來自〈鋼結構設計規範〉GB50017-2003) (3)目前常用 的拆撐方法主要有兩種一為對支撐施加額外預應力；二為切割鋼楔卸載。採用第一種方 案拆除支撐時，可能會影響砼結構。採用第二種方案拆卸支撐需要切割鋼楔卸載，鋼楔材料 無法重複使用，造成施工成本增加，且可能會損傷支撐活絡頭。在軟土地基條件下進行基坑施工，尤其是在大城市中，地上、地下各種建築結構已 經林立，在鬧市區進行地下基坑施工已經達到「見縫插針」的飽和狀態，而且基坑施工對周 邊環境的保護要求也越來越高，鋼支撐施工雖具有自重小、安裝和拆除都很方便等優點，但 由於其整體剛度較差，節點處理不慎就會對基坑施工產生影響，因此對施工工藝提出很高 的要求。在這樣的背景下，我方就傳統的鋼支撐施工工藝進行改良，化繁為簡，在提高支撐 整體剛度的同時，儘可能提高施工工藝的可操作性，從而使鋼支撐施工風險降到最低，達到 保護周邊環境的效果。
發明內容本實用新型針對現有技術不足和缺陷，將現有的鋼支撐形式改進為一種新型的雙 楔砂箱鋼支撐，以實現提高支撐裝置的承載力，以及不破壞鋼楔結構而進行卸載的目的。[0006]基於上述目的，本實用新型的主要技術手段在於提供一種雙楔砂箱鋼支撐裝置， 其設有一活絡頭，包括一鋼支撐端板、於鋼支撐端板其中一端設有突出的支軸，另設一與活絡頭套接的伸縮套、與伸縮套套接的活頭座，該活頭座與伸縮頭之間 形成一可灌砂及卸砂的砂箱，伸縮套與活絡頭具有可安裝千斤頂及雙鋼楔的軸向間距。優選的，所述活絡頭的鋼支撐端板中段設有一千斤頂後做鋼板，其突出於支軸的 徑向周壁。優選的所述伸縮套包括一砂箱封板、焊接於砂箱封板其中一端面可套接所述支軸 的環形外側鋼板，所述活頭座包括一環形外側鋼板、焊接於環形外側鋼板內周壁中段的砂 箱封板，該砂箱封板將活頭座內部空間區隔成套設於伸縮套的套接段以及固定段，鄰近砂 箱封板的套接段上下側周壁分別設有一灌砂口、一卸砂口，活頭座與伸縮套的二砂箱封板 之間並且形成所述的砂箱。優選的，所述活絡頭的支軸包括一設於鋼支撐端板中段的加勁鋼板，以及設於加 勁鋼板兩相對側的兩翼肋板，兩翼肋板與加勁鋼板之間具有間距，所述千斤頂後做鋼板突 出於加勁鋼板的上下側，所述伸縮套的環形外側鋼板範圍內設有井字形加勁板，其是相應 插接於兩翼肋板與加勁鋼板之間。優選的，所述伸縮套的端部與活頭座內周壁之間設有密封條。優選的，所述伸縮套的端部與活頭座內周壁之間設有密封條，並且伸縮套端部中 間設有突出的墊擋條。優選的，所述活頭座的固定段設有井字形加勁板。實施上述技術手段以後，在施工支撐使用時，先將活絡頭固定連接在地下連續牆 或鋼圍檁上。然後將伸縮套插入到活絡頭中，伸縮套外側套設活頭座，藉由伸縮套與活頭 座之間所形成的砂箱內的砂容量多寡，調節伸縮套與活頭座的組合長度，灌砂時，只需通 過砂箱上口的灌砂口進行灌砂即可。於活絡頭兩側放置千斤頂，施加應力後，支撐長度調整 後產生的空隙由雙排鋼楔填實。鋼支撐拆除時，只需要將砂箱下的卸砂口打開，將砂箱內的砂流出，伸縮套會發生 一定量的位移，鋼楔位置產生一定量的空隙，雙排鋼楔即可取出，這樣可以方便地卸載軸 力，無須對支撐施加額外應力拆卸支撐而影響砼結構或者是因為採取切割鋼楔卸載而損傷 支撐活絡頭。因此，本實用新型具有實質性的特點和顯著進步。與傳統鋼支撐相比，其有幾大 優點(1)支撐活頭採用雙排鋼楔，解決了支撐橫向不穩定的問題。(2)鋼支撐內增加砂箱 結構，可方便地卸載軸力。鋼楔可回收重複使用，節約成本。(3)改良後的鋼支撐安裝及拆 卸均很方便，操作性強，在實際基坑使用中無安全隱患，有利於推廣應用。以直徑800MM鋼管為例，經試驗，改良後的鋼支撐極限承載力可以達到5000KN，從 而能有效地控制牆體變形，減少因基坑變形而引起的對周邊建(構)築物的影響，降低了工 程風險。此外新型鋼支撐還具有可重複使用率高，成本低，拆卸支撐方便等優點。

圖1為本實用新型的平面組合剖面示意圖，即圖2的a-a剖面圖；圖2為本實用新型的組合端面剖面示意圖，即圖1的d-d剖面圖；[0020]圖3為本實用新型圖1的俯視組合剖面示意圖，即圖2的b_b剖面圖；圖4為本實用新型的另一方向的組合端面剖面示意圖，即圖1的c-c剖面圖；圖5為本實用新型活絡頭的剖面示意圖；圖6為本實用新型活絡頭的右視剖面示意圖，即圖5的e-e剖面圖；圖7為本實用新型活絡頭的俯視剖面示意圖，即圖5的f_f剖面圖；以及圖8為本實用新型活絡頭的左視剖面示意圖，即圖7的g_g剖面圖。
具體實施方式
圖1示，雙楔砂箱鋼支撐的結構由活絡頭1，伸縮套2，活頭座3組成。其中活絡頭 1 (如圖5、所示)包括鋼支撐端板4、焊固於支撐端板4其中一表面的千斤頂後做鋼板5、 連接鋼板6、加勁鋼板7及兩翼肋板8，由圖7可知，加勁鋼板是呈U字型以兩自由端焊接 於鋼支撐端板4，而千斤頂後做鋼板5則位於加勁鋼板7內，並且如圖5所示突出於加勁 鋼板7的上下側，以在施工時，如圖1所示被千斤頂所推頂，又如圖7、8所示，兩翼肋板 8是分別設於加勁鋼板7的前後側，並且與加勁鋼板7保時一段間距，另於兩翼肋板8與 鋼支撐端板4之間以數片三角形的連接鋼板6焊接固定，以補強支撐兩翼肋板8，所述鋼 支撐端板4、千斤頂後做鋼板5所使用的鋼板厚度較佳的選擇分別為50MM、20MM。所述活絡 頭1與基坑內襯、基坑槽壁組成固定連接，所述的加勁鋼板與兩翼肋板8構成一支軸，以 供所述的伸縮套2套接並可以位移。請參閱圖1、2及3所示，伸縮套2包括一砂箱封板13、焊接於砂箱封板13其中一 端面的井字形加勁板11及環形外側鋼板12，該井字形加勁板11並且位於環形外側板12 的範圍內，而伸縮套2設有砂箱封板13該端面的周邊與中段分別設有密封條20、墊擋條 21。所述活頭座3包括一環形外側鋼板15、焊接於環形外側鋼板15內周壁中段的砂箱 封板16，該砂箱封板16將活頭座3內部空間區隔成套接段300以及固定段301，於固定段 301設有井字形加勁板14，該井字形加勁板14是與環形外側鋼板15內周壁及砂箱封板16 焊接固定，以提升結構強度，另於套接段300的環形外側鋼板15上下側周壁，鄰近砂箱 封板16處分別設有一灌砂口 18、卸砂口 19，於灌砂口 18及卸砂口 19上分別設有進砂閥， 卸砂閥。活頭座3是通過套接段300套設於伸縮套2的環形外側鋼板12的外周壁，以在 二砂箱封板13、16之間形成一砂箱17，而所述的灌砂口 18及卸砂口 19即位於砂箱17的 範圍內。支撐使用時，先將活絡頭1固定連接在地下連續牆或鋼圍檁上，然後將伸縮套2 的井字形加勁板11插置於活絡頭1的兩翼肋板8與加勁鋼板7之間，伸縮套2外側是套 設所述的活頭座3，可通過兩者之間的砂箱17內砂容量的多少來調節伸縮套2與活頭座3 的組合長度，灌砂時，只需通過砂箱上口的灌砂口 18進行灌砂即可，另藉由伸縮套2端部 與活頭座3內周壁之間密封條20達到密封效果，為保證拆卸支撐方便，一般情況下砂箱17 長度需達到10mm。施加應力前，將千斤頂放置在伸縮套2與千斤頂後做鋼板5之間的千斤 頂位置10，施加應力後，支撐長度調整後產生的空隙(即鋼楔位置9)由雙排鋼楔填實。鋼支撐拆除時，只需要將砂箱17下的卸砂口 19打開，將砂箱17內的砂流出，伸縮 套2即會發生一定量的位移，鋼楔位置產生一定量的空隙，雙排鋼楔即可取出，這樣可以方
5便地卸載軸力，無須對支撐施加額外應力拆卸支撐而影響砼結構或者是因為採取切割鋼楔 卸載而損傷支撐活絡頭。
權利要求1.一種雙楔砂箱鋼支撐裝置，其設有一活絡頭，其特徵在於所述活絡頭包括一鋼支撐端板、於鋼支撐端板其中一端設有突出的支軸；另設一與活 絡頭套接的伸縮套、與伸縮套套接的活頭座，該活頭座與伸縮頭之間形成一可灌砂及卸砂 的砂箱，伸縮套與活絡頭具有可安裝千斤頂及雙鋼楔的軸向間距。
2.根據權利要求1所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述活絡頭的鋼支撐端板中段設有一千斤頂後做鋼板，其突出於支軸的徑向周壁。
3.據權利要求1或2所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述的伸縮套包括一砂箱封板、焊接於砂箱封板其中一端面可套接所述支軸的環形外 側鋼板，所述活頭座包括一環形外側鋼板、焊接於環形外側鋼板內周壁中段的砂箱封板，該砂 箱封板將活頭座內部空間區隔成套設於伸縮套的套接段以及固定段，鄰近砂箱封板的套 接段上下側周壁分別設有一灌砂口、一卸砂口，活頭座與伸縮套的二砂箱封板之間並且形 成所述的砂箱。
4.根據權利要求3所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述活絡頭的支軸包括一設於鋼支撐端板中段的加勁鋼板，以及設於加勁鋼板兩相 對側的兩翼肋板，兩翼肋板與加勁鋼板之間具有間距，所述千斤頂後做鋼板突出於加勁鋼 板的上下側，所述伸縮套的環形外側鋼板範圍內設有井字形加勁板，其是相應插接於兩翼肋板與 加勁鋼板之間。
5.根據權利要求4所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述伸縮套的端部與活頭座內周壁之間設有密封條。
6.根據權利要求4所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述伸縮套的端部與活頭座內周壁之間設有密封條，並且伸縮套端部中間設有突出 的墊擋條。
7.根據權利要求4所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述活頭座的固定段設有井字形加勁板。
8.根據權利要求6所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特徵在於所述活頭座的固定段設有井字形加勁板。
專利摘要一種雙楔砂箱鋼支撐裝置,包括活絡頭、伸縮套和活頭座,該活絡頭設有一支撐端板,於支撐端板的一端面設有千斤頂後做鋼板、加勁鋼板、兩翼肋板，各構件通過焊接固定連接。於加勁鋼板與兩翼肋板上套接一伸縮套,該伸縮套外側再套設一活頭座,活頭座內部與伸縮套之間形成一可灌注砂子的砂箱,通過砂箱內的砂容量多寡,調節伸縮套與活頭座的組合長度，灌砂時，只需通過砂箱上口的灌砂口進行灌砂即可。於活絡頭兩側放置千斤頂，施加應力後，支撐長度調整後產生的空隙由雙排鋼楔填實。
文檔編號E04G25/04GK201857615SQ20102059409
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者朱雁飛, 沈尉, 潘偉強, 陸善龍 申請人:上海隧道工程股份有限公司