一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置及施作方法
【專利摘要】一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置及施作方法，其中雙錨座活絡裝置在厚壁鋼管橫截面兩側均設置有千斤頂托盤，千斤頂托盤焊接在厚壁鋼管與杯形底座處法蘭上，活動撐桿外壁面加工有滾花；實心圓鋼一端焊接有活動撐桿處法蘭，實心圓鋼與活動撐桿處法蘭間焊接有活動撐桿加勁肋板。將活動撐桿插入杯形底座內，再通過錐形夾片楔入杯形底座杯口，錐心夾片外壁與杯形底座杯口斜面接觸，錐形夾片內壁與活動撐桿滾花摩擦面接觸，加載時通過錐形夾片擠壓咬合在一起形成雙錨座活絡裝置。雙錨座活絡裝置縱截面上是由兩個錨座共同支撐受力，杯形底座處法蘭上焊接有兩根厚壁鋼管、活動撐桿處法蘭焊接有兩根實心圓鋼，厚壁鋼管與實心圓鋼同圓心。厚壁鋼管圓心與杯形底座處法蘭同圓心。該雙錨座活絡裝置，結構形式簡單，重量輕，造價低。
【專利說明】一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置及施作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，用于對鋼支撐施加預加軸力，屬于基建施工輔助工件【技術領域】。
【背景技術】
[0002]基坑鋼支撐在明挖法的施工中廣泛應用，在安裝鋼支撐過程中，預加軸力的施加對控制地層水平位移意義重大，目前鋼支撐施加預壓軸力采用雙缸千斤頂支頂的活絡裝置或單缸千斤頂支頂的活絡裝置。這兩種方法均在用千斤頂施加預加軸力后，打入鋼楔塊，待穩定后拆除千斤頂。這兩類活絡裝置的缺點是:鋼楔傳力方式不可靠，容易造成應力集中和偏心受力，節點不穩定，整體性差。特別是在地層土質較軟時，上層鋼支撐處地層易出現向基坑外的變形，導致鋼支撐松動脫落。隨著我國建筑基坑的不斷增多，亟待解決鋼支撐體系整體性差的問題，因此鋼支撐活絡裝置需要研究采用新的結構，以加強鋼支撐剛度和保證承載力可靠。
【發明內容】
[0003]基于上述問題，本發明提出了一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，通過高強錐形夾片與活動撐桿之間的擠壓產生摩擦力和咬合力來承受和傳遞鋼支撐軸力，活動撐桿與杯形底座之間越壓越緊，兩者錨固起來，解決了現在鋼支撐體系整體性差、傳力不可靠的問題。雙錨座活絡裝置的活動撐桿與錐形夾片、錐形夾片與杯形底座均是面面接觸，改變了傳統活絡裝置打入鋼楔的點連接方式，既能有效地承受鋼支撐軸壓力，也可以承受土層向外變形的拉力，圍檁與鋼支撐整體性得到了改善。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置包括杯形底座1、錐形夾片3、活動撐桿2 ;杯形底座I包括厚壁鋼管16、杯形底座處法蘭6、千斤頂托盤9 ;杯形底座I的厚壁鋼管16 —端焊接有杯形底座處法蘭6 ;在厚壁鋼管16橫截面兩側均設置有千斤頂托盤9，千斤頂托盤9焊接在厚壁鋼管16與杯形底座處法蘭6上；活動撐桿2包括實心圓鋼17、活動撐桿處法蘭7，活動撐桿外壁面加工有滾花4 ;實心圓鋼17 —端焊接有活動撐桿處法蘭7，實心圓鋼17與活動撐桿處法蘭7間焊接有活動撐桿加勁肋板8 ;杯形底座I的厚壁鋼管16與活動撐桿2的實心圓鋼同圓心，且活動撐桿2插入杯形底座I內密貼且可自由伸縮。錐形夾片3由環狀錐片組成，被切割形成開口，一圓周環狀錐片均分為三塊夾片，錐形夾片3的內壁也加工有滾花4。將活動撐桿2插入杯形底座I內，再通過錐形夾片3楔入杯形底座I杯口，錐心夾片3外壁與杯形底座I杯口斜面接觸，錐形夾片3內壁與活動撐桿2滾花摩擦面接觸，加載時通過錐形夾片3擠壓咬合在一起形成雙錨座活絡裝置12。
[0006]雙錨座活絡裝置12的兩端即杯形底座處法蘭6、活動撐桿處法蘭7分別與鋼支撐5連接。雙錨座活絡裝置12縱截面上是由兩個錨座共同支撐受力，杯形底座處法蘭6上焊接有兩根厚壁鋼管16、活動撐桿處法蘭7焊接有兩根實心圓鋼17，厚壁鋼管16與實心圓鋼17同圓心；雙錨座活絡裝置12的兩根厚壁鋼管16位置成一字形布置，厚壁鋼管16圓心布置在杯形底座處法蘭6半徑為150mm的圓周上。
[0007]進一步地，所述活動撐桿長度為300?500mm，所述活動撐桿頂部法蘭厚度為20?30_，用于防止鋼支撐軸力過大使活動撐桿頂部法蘭局部出現大變形。
[0008]進一步地，所述錐形夾片材料強度比活動撐桿和杯形底座的材料強度高，所述每組錐形夾片的長度為150?200mm，既要保證足夠的接觸面咬合摩擦，又要保證材料不被壓壞。活動撐桿外壁與錐形夾片內環壁表面經滾花處理，以提高表面摩擦系數。
[0009]進一步地,所述杯形底座長度為300?500mm。
[0010]進一步地，所述杯形底座處法蘭的厚度為20?30mm，用以防止鋼支撐軸力過大使杯形底座處法蘭局部出現大變形。
[0011]進一步地，所述雙錨座活絡裝置的兩根厚壁鋼管位置成一字形布置，厚壁鋼管圓心布置在杯形底座處法蘭半徑為150mm?250mm的圓周上。
[0012]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0013]1.本發明提出了一種基坑工程內支撐穩定連接的雙錨座活絡裝置，替代了傳統活絡裝置打入剛楔的辦法，保證了基坑支護體系的整體性，由現有的點連接不能承受拉力改進成即可承受軸壓也可承受拉力的結構，降低了鋼支撐脫落的風險；
[0014]2.本發明提出了一種基坑工程內支撐穩定連接的雙錨座活絡裝置，結構形式簡單，重量輕，造價低。同時，本構件加工工藝簡單，組裝方便，能滿足內支撐承壓與受拉，確保使用安全；
[0015]3.本發明提出了一種基坑工程內支撐穩定連接的雙錨座活絡裝置，錐形夾片等分為三塊，便于組裝又有利于接觸面的咬合，技術合理，可操作性強，綜合效益顯著，具有重要工程應用價值和發展前景；
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明雙錨座活絡裝置的正視示意圖；
[0017]圖2是本發明雙鋪座活絡裝置的俯視不意圖；
[0018]圖3是本發明千斤頂施加預加軸力示意圖；
[0019]圖4是本發明雙鋪座活絡裝直左視不意圖；
[0020]圖5是本發明雙鋪座活絡裝置右視不意圖；
[0021]圖6是本發明杯形底座的正視示意圖；
[0022]圖7是本發明杯形底座的俯視示意圖；
[0023]圖8是本發明錐形夾片的正視示意圖；
[0024]圖9是本發明錐形夾片的俯視示意圖；
[0025]圖10是本發明錐形夾片的右視示意圖；
[0026]圖11是本發明活動撐桿的正視示意圖；
[0027]圖12是本發明活動撐桿的俯視示意圖；
[0028]圖13是本發明鋼支撐的整體拼裝示意圖；
[0029]圖中，I一杯形底座、2—活動撐桿、3—錐形夾片、4一滾花、5—鋼支撐、6—杯形底座處法蘭、7—活動撐桿處法蘭、8—活動撐桿加勁肋板、9 一千斤頂托盤、10—千斤頂、11 一千斤頂活塞位置、12—雙錨座活絡裝置、13—鋼支撐固定節段、14 一鋼圍檁、15—地下連續墻、16—厚壁鋼管、17—實心圓鋼
【具體實施方式】
[0030]通過下面實例，如圖1-13所示，對本發明作進一步說明。
[0031]本發明的一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，設計鋼支撐最大軸力2000kN,安全系數為1.5，以提供一定的安全儲備，防止偶然荷載和地層變形過大等意外的發生造成工程事故。
[0032]一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置包括杯形底座1、錐形夾片3、活動撐桿2 ;杯形底座I包括厚壁鋼管16、杯形底座處法蘭6、千斤頂托盤9 ;杯形底座I的厚壁鋼管16 —端焊接有杯形底座處法蘭6 ;在厚壁鋼管16橫截面兩側均設置有千斤頂托盤9，千斤頂托盤9焊接在厚壁鋼管16與杯形底座處法蘭6上；活動撐桿2包括實心圓鋼17、活動撐桿處法蘭7，活動撐桿外壁面加工有滾花4 ;實心圓鋼17 —端焊接有活動撐桿處法蘭7，實心圓鋼17與活動撐桿處法蘭7間焊接有活動撐桿加勁肋板8 ;杯形底座I的厚壁鋼管16與活動撐桿2的實心圓鋼同圓心，且活動撐桿2插入杯形底座I內密貼且可自由伸縮。錐形夾片3由環狀錐片組成，被切割形成開口，一圓周環狀錐片均分為三塊夾片，錐形夾片3的內壁也加工有滾花4。將活動撐桿2插入杯形底座I內，再通過錐形夾片3楔入杯形底座I杯口，錐心夾片3外壁與杯形底座I杯口斜面接觸，錐形夾片3內壁與活動撐桿2滾花摩擦面接觸，加載時通過錐形夾片3擠壓咬合在一起形成雙錨座活絡裝置12。
[0033]雙錨座活絡裝置12的兩端即杯形底座處法蘭6、活動撐桿處法蘭7分別與鋼支撐5連接。雙錨座活絡裝置12縱截面上是由兩個錨座共同支撐受力，杯形底座處法蘭6上焊接有兩根厚壁鋼管16、活動撐桿處法蘭7焊接有兩根實心圓鋼17，厚壁鋼管16與實心圓鋼17同圓心；雙錨座活絡裝置12的兩根厚壁鋼管16位置成一字形布置，厚壁鋼管16圓心布置在杯形底座處法蘭6半徑為150mm的圓周上。
[0034]具體加工制作和安裝過程如下:
[0035]步驟一:杯形底座I制作:兩根厚壁鋼管分別由直徑為200mm，厚度為30mm的Q235厚壁鋼管加工而成，長度為300_，厚壁鋼管內壁從中部位置開始漸變擴大形成杯口狀，杯口鋼管厚度為20mm。制作杯形底座的厚壁鋼管加工后需與活動撐桿2同圓心，杯形底座的厚壁鋼管內徑等同于活動撐桿2實心圓鋼外徑。杯形底座I 一端焊接20mm厚的杯形底座處法蘭6，在杯形底座處法蘭6橫截面左右對稱位置焊接千斤頂托盤9，千斤頂托盤9長度與千斤頂10油缸高度相等。
[0036]步驟二:活動撐桿2制作:兩根實心圓鋼分別由直徑為140mm的Q235實心圓鋼加工而成，長度為400mm,實心圓鋼外表面進行滾花處理,滾花長度為350mm。實心圓鋼一端焊接20_厚活動撐桿處法蘭7，在實心圓鋼與活動撐桿處法蘭7間焊接活動撐桿加勁肋板8。
[0037]步驟三:錐形夾片3制作:兩套錐形夾片分別由直徑167mm厚度為13.5mmQ345鋼管加工而成，長度為200mm，錐形夾片外壁漸變車削至200mm，錐形夾片外壁與杯形底座杯口接觸面密貼。內壁進行滾花處理，環狀錐片被切割形成開口，一圓周環狀錐片均分為三塊夾片。
[0038]步驟四:杯形底座I與活動撐桿2的連接:將活動撐桿2插入杯形底座I內，再通過錐形夾片3初步楔入杯形底座I杯口，使之擠壓咬合在一起形成雙錨座活絡裝置12。
[0039]步驟五:在施作有地下連續墻15的基坑中，將加工制作的雙錨座活絡裝置12、預先制作好的鋼支撐固定節段13和鋼支撐5運輸至施工現場，鋼支撐5安裝前預拼裝，拼裝偏差應符合設計要求或相關規范規定，每根鋼支撐5的安裝軸線偏心不大于20mm。
[0040]步驟六:儀器測量定位，在鋼圍檁14上準確安裝鋼支撐固定節段13，螺栓不擰緊。
[0041]步驟七:采用龍門吊拼裝鋼支撐5，并安裝雙錨座活絡裝置12，將雙錨座活絡裝置12兩端分別與鋼支撐5連接，檢查各節點的連接狀況。
[0042]步驟八:選擇適宜噸位的千斤頂10，使用千斤頂10前必須進行檢測標定，準確將千斤頂10安放在杯形底座I的千斤頂托盤9上，起重一定長度使千斤頂10對正千斤頂活塞位置11，用于檢查有無偏心；調試儀器，液壓泵必須帶有壓力表，以控制液壓泵的壓力和加壓的速率。
[0043]步驟九:按照設計的預加軸力逐級進行加壓，兩法蘭之間伸長，活動撐桿2隨之伸出，檢查鋼支撐5和鋼圍檁14有無異常后，擰緊鋼支撐固定節段13的螺栓。
[0044]步驟十:預加軸力達到設定值時，預加軸力作用于活動撐桿2上，通過錐形夾片3、杯形底座I傳遞給鋼支撐5，實現了對鋼支撐軸力的施加。鎖定千斤頂10，然后楔緊雙錨座活絡裝置12錐形夾片3，緩慢拆除千斤頂10。
[0045]以上是本發明的一個典型實例，本發明的實施不限于此。
【權利要求】
1.一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，其特征在于:該雙錨座活絡裝置包括杯形底座(I)、錐形夾片(3)、活動撐桿(2);杯形底座(I)包括厚壁鋼管(16)、杯形底座處法蘭￠)、千斤頂托盤(9);杯形底座(I)的厚壁鋼管(16) —端焊接有杯形底座處法蘭(6);在厚壁鋼管(16)橫截面兩側均設置有千斤頂托盤(9)，千斤頂托盤(9)焊接在厚壁鋼管(16)與杯形底座處法蘭(6)上；活動撐桿(2)包括實心圓鋼(17)、活動撐桿處法蘭(7)，活動撐桿外壁面加工有滾花(4);實心圓鋼(17)另一端焊接有活動撐桿處法蘭(7)，實心圓鋼(17)與活動撐桿處法蘭(7)間焊接有活動撐桿加勁肋板(8);杯形底座(I)的厚壁鋼管(16)與活動撐桿(2)的實心圓鋼同圓心，且活動撐桿(2)插入杯形底座(I)內密貼且可自由伸縮；錐形夾片(3)由環狀錐片組成，被切割形成開口，一圓周環狀錐片均分為三塊夾片，錐形夾片⑶的內壁也加工有滾花⑷；將活動撐桿⑵插入杯形底座⑴內，再通過錐形夾片(3)楔入杯形底座(I)杯口，錐心夾片(3)外壁與杯形底座(I)杯口斜面接觸，錐形夾片(3)內壁與活動撐桿(2)滾花摩擦面接觸，加載時通過錐形夾片(3)擠壓咬合在一起形成雙錨座活絡裝置(12)； 雙錨座活絡裝置(12)的兩端即杯形底座處法蘭￠)、活動撐桿處法蘭(7)分別與鋼支撐(5)連接；雙錨座活絡裝置(12)縱截面上是由兩個錨座共同支撐受力，杯形底座處法蘭(6)上焊接有兩根厚壁鋼管(16)、活動撐桿處法蘭(7)焊接有兩根實心圓鋼(17)，厚壁鋼管(16)與實心圓鋼(17)同圓心；雙錨座活絡裝置(12)的兩根厚壁鋼管(16)位置成一字形布置，厚壁鋼管(16)圓心布置在杯形底座處法蘭(6)半徑為150mm的圓周上。
2.一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置施作方法，其特征在于:該方法具體加工制作和安裝過程如下， 步驟一:杯形底座(I)制作:兩根厚壁鋼管分別由直徑為200mm，厚度為30mm的Q235厚壁鋼管加工而成，長度為300_，厚壁鋼管內壁從中部位置開始漸變擴大形成杯口狀，杯口鋼管厚度為20mm;制作杯形底座的厚壁鋼管加工后需與活動撐桿(2)同圓心，杯形底座的厚壁鋼管內徑等同于活動撐桿(2)實心圓鋼外徑；杯形底座(I) 一端焊接20_厚的杯形底座處法蘭￠)，在杯形底座處法蘭(6)橫截面左右對稱位置焊接千斤頂托盤(9)，千斤頂托盤(9)長度與千斤頂(10)油缸高度相等； 步驟二:活動撐桿(2)制作:兩根實心圓鋼分別由直徑為140mm的Q235實心圓鋼加工而成，長度為400mm,實心圓鋼外表面進行滾花處理,滾花長度為350mm ;實心圓鋼一端焊接20_厚活動撐桿處法蘭(7)，在實心圓鋼與活動撐桿處法蘭(7)間焊接活動撐桿加勁肋板(8)； 步驟三:錐形夾片(3)制作:兩套錐形夾片分別由直徑167mm厚度為13.5mmQ345鋼管加工而成，長度為200mm，錐形夾片外壁漸變車削至200mm，錐形夾片外壁與杯形底座杯口接觸面密貼；內壁進行滾花處理，環狀錐片被切割形成開口，一圓周環狀錐片均分為三塊夾片; 步驟四:杯形底座(I)與活動撐桿(2)的連接:將活動撐桿(2)插入杯形底座(I)內，再通過錐形夾片(3)初步楔入杯形底座(I)杯口，使之擠壓咬合在一起形成雙錨座活絡裝置(12)； 步驟五:在施作有地下連續墻(15)的基坑中，將加工制作的雙錨座活絡裝置(12)、預先制作好的鋼支撐固定節段(13)和鋼支撐(5)運輸至施工現場，鋼支撐(5)安裝前預拼裝，拼裝偏差應符合設計要求或相關規范規定，每根鋼支撐(5)的安裝軸線偏心不大于20mm ； 步驟六:儀器測量定位，在鋼圍檁(14)上準確安裝鋼支撐固定節段(13)，螺栓不擰緊；步驟七:采用龍門吊拼裝鋼支撐(5)，并安裝雙錨座活絡裝置(12)，將雙錨座活絡裝置(12)兩端分別與鋼支撐(5)連接，檢查各節點的連接狀況； 步驟八:選擇適宜噸位的千斤頂(10)，使用千斤頂(10)前必須進行檢測標定，準確將千斤頂(10)安放在杯形底座(I)的千斤頂托盤(9)上，起重一定長度使千斤頂(10)對正千斤頂活塞位置(11)，用于檢查有無偏心；調試儀器，液壓泵必須帶有壓力表，以控制液壓泵的壓力和加壓的速率； 步驟九:按照設計的預加軸力逐級進行加壓，兩法蘭之間伸長，活動撐桿(2)隨之伸出，檢查鋼支撐(5)和鋼圍檁(14)有無異常后，擰緊鋼支撐固定節段(13)的螺栓； 步驟十:預加軸力達到設定值時，預加軸力作用于活動撐桿(2)上，通過錐形夾片(3)、杯形底座(I)傳遞給鋼支撐(5)，實現了對鋼支撐軸力的施加；鎖定千斤頂(10)，然后楔緊雙錨座活絡裝置(12)錐形夾片(3)，緩慢拆除千斤頂(10)。
3.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，其特征在于:所述活動撐桿(2)長度為300?500mm，所述活動撐桿處法蘭(7)的厚度為20?30mm。
4.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，其特征在于:所述錐形夾片(3)材料強度比活動撐桿(2)和杯形底座(I)的材料強度高，所述每組錐形夾片⑶的長度為150?200mm。
5.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，其特征在于:所述杯形底座(I)長度為300?500_。
6.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的雙錨座活絡裝置，其特征在于:所述杯形底座處法蘭(6)的厚度為20?30mm。
【文檔編號】E02D17/04GK104480946SQ201410648046
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月15日 優先權日:2014年11月15日
【發明者】張明聚, 李家云, 苑媛, 陳曉帆 申請人:北京工業大學