專利名稱：雙楔砂箱鋼支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(tǒng)的鋼支撐形式及 工藝進(jìn)行改良，用于建筑工程構(gòu)件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，梁沛著《鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)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(shè)及拆除要求及目前鋼支撐設(shè)計與 施工中存在的一些不足與缺陷。序言中所述“鋼結(jié)構(gòu)支撐具有自重小、安裝和拆除都很方 便，而且可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)土方開挖進(jìn)度，鋼結(jié)構(gòu)支撐可以做到隨挖隨撐，并可施 加預(yù)應(yīng)力，這對控制墻體變形是十分有利的。因此，在一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用鋼結(jié)構(gòu)支撐。 然而鋼結(jié)構(gòu)支撐整體剛度較差，安裝節(jié)點(diǎn)比較多，當(dāng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不合理，或施工不當(dāng)不符合設(shè) 計要求，往往容易造成因節(jié)點(diǎn)變形與鋼結(jié)構(gòu)支撐變形，進(jìn)而造成基坑過大的水平位移。有時 甚至由于節(jié)點(diǎn)破壞，造成斷一點(diǎn)而破壞整體的后果。對此應(yīng)通過合理設(shè)計、嚴(yán)格現(xiàn)場管理和 提高施工技術(shù)水平等措施加以控制?！?4. 2節(jié)內(nèi)支撐體系的拆除中所述“支撐體系的拆除 時應(yīng)避免瞬間預(yù)加應(yīng)力釋放過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部變形、開裂。目前深基坑工程普遍采用的鋼支撐一般為直徑609MM，壁厚16MM圓形鋼管支撐， 支撐結(jié)構(gòu)主要由一個固定端、一個活絡(luò)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(luò)頭(閉合狀態(tài))的一般設(shè)計長度為2. 67M，也可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整?；?絡(luò)頭設(shè)有一個可移動的主軸，采用千斤頂施加壓力后對全段長度進(jìn)行調(diào)整，利用鋼楔將調(diào) 整后的鋼支撐空隙填實(shí)，達(dá)到使整個支護(hù)系統(tǒng)能按設(shè)計要求均勻的緊壓支護(hù)面?，F(xiàn)有鋼支 撐在基坑施工中存在以下幾個問題(1)傳統(tǒng)鋼支撐為單排鋼楔，橫向剛度不穩(wěn)定。(2)鋼 支撐極限承載力為3250KN。(數(shù)據(jù)來自〈鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范〉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(yù)應(yīng)力；二為切割鋼楔卸載。采用第一種方 案拆除支撐時，可能會影響砼結(jié)構(gòu)。采用第二種方案拆卸支撐需要切割鋼楔卸載，鋼楔材料 無法重復(fù)使用，造成施工成本增加，且可能會損傷支撐活絡(luò)頭。在軟土地基條件下進(jìn)行基坑施工，尤其是在大城市中，地上、地下各種建筑結(jié)構(gòu)已 經(jīng)林立，在鬧市區(qū)進(jìn)行地下基坑施工已經(jīng)達(dá)到“見縫插針”的飽和狀態(tài)，而且基坑施工對周 邊環(huán)境的保護(hù)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(yōu)點(diǎn)，但 由于其整體剛度較差，節(jié)點(diǎn)處理不慎就會對基坑施工產(chǎn)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(tǒng)的鋼支撐施工工藝進(jìn)行改良，化繁為簡，在提高支撐 整體剛度的同時，盡可能提高施工工藝的可操作性，從而使鋼支撐施工風(fēng)險降到最低，達(dá)到 保護(hù)周邊環(huán)境的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)不足和缺陷，將現(xiàn)有的鋼支撐形式改進(jìn)為一種新型的雙 楔砂箱鋼支撐，以實(shí)現(xiàn)提高支撐裝置的承載力，以及不破壞鋼楔結(jié)構(gòu)而進(jìn)行卸載的目的。[0006]基于上述目的，本實(shí)用新型的主要技術(shù)手段在于提供一種雙楔砂箱鋼支撐裝置， 其設(shè)有一活絡(luò)頭，包括一鋼支撐端板、于鋼支撐端板其中一端設(shè)有突出的支軸，另設(shè)一與活絡(luò)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(luò)頭具有可安裝千斤頂及雙鋼楔的軸向間距。優(yōu)選的，所述活絡(luò)頭的鋼支撐端板中段設(shè)有一千斤頂后做鋼板，其突出于支軸的 徑向周壁。優(yōu)選的所述伸縮套包括一砂箱封板、焊接于砂箱封板其中一端面可套接所述支軸 的環(huán)形外側(cè)鋼板，所述活頭座包括一環(huán)形外側(cè)鋼板、焊接于環(huán)形外側(cè)鋼板內(nèi)周壁中段的砂 箱封板，該砂箱封板將活頭座內(nèi)部空間區(qū)隔成套設(shè)于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(cè)周壁分別設(shè)有一灌砂口、一卸砂口，活頭座與伸縮套的二砂箱封板 之間并且形成所述的砂箱。優(yōu)選的，所述活絡(luò)頭的支軸包括一設(shè)于鋼支撐端板中段的加勁鋼板，以及設(shè)于加 勁鋼板兩相對側(cè)的兩翼肋板，兩翼肋板與加勁鋼板之間具有間距，所述千斤頂后做鋼板突 出于加勁鋼板的上下側(cè)，所述伸縮套的環(huán)形外側(cè)鋼板范圍內(nèi)設(shè)有井字形加勁板，其是相應(yīng) 插接于兩翼肋板與加勁鋼板之間。優(yōu)選的，所述伸縮套的端部與活頭座內(nèi)周壁之間設(shè)有密封條。優(yōu)選的，所述伸縮套的端部與活頭座內(nèi)周壁之間設(shè)有密封條，并且伸縮套端部中 間設(shè)有突出的墊擋條。優(yōu)選的，所述活頭座的固定段設(shè)有井字形加勁板。實(shí)施上述技術(shù)手段以后，在施工支撐使用時，先將活絡(luò)頭固定連接在地下連續(xù)墻 或鋼圍檁上。然后將伸縮套插入到活絡(luò)頭中，伸縮套外側(cè)套設(shè)活頭座，藉由伸縮套與活頭 座之間所形成的砂箱內(nèi)的砂容量多寡，調(diào)節(jié)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(jìn)行灌砂即可。于活絡(luò)頭兩側(cè)放置千斤頂，施加應(yīng)力后，支撐長度調(diào)整 后產(chǎn)生的空隙由雙排鋼楔填實(shí)。鋼支撐拆除時，只需要將砂箱下的卸砂口打開，將砂箱內(nèi)的砂流出，伸縮套會發(fā)生 一定量的位移，鋼楔位置產(chǎn)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(yīng)力拆卸支撐而影響砼結(jié)構(gòu)或者是因?yàn)椴扇∏懈钿撔ㄐ遁d而損傷 支撐活絡(luò)頭。因此，本實(shí)用新型具有實(shí)質(zhì)性的特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。與傳統(tǒng)鋼支撐相比，其有幾大 優(yōu)點(diǎn)(1)支撐活頭采用雙排鋼楔，解決了支撐橫向不穩(wěn)定的問題。(2)鋼支撐內(nèi)增加砂箱 結(jié)構(gòu)，可方便地卸載軸力。鋼楔可回收重復(fù)使用，節(jié)約成本。(3)改良后的鋼支撐安裝及拆 卸均很方便，操作性強(qiáng)，在實(shí)際基坑使用中無安全隱患，有利于推廣應(yīng)用。以直徑800MM鋼管為例，經(jīng)試驗(yàn)，改良后的鋼支撐極限承載力可以達(dá)到5000KN，從 而能有效地控制墻體變形，減少因基坑變形而引起的對周邊建(構(gòu))筑物的影響，降低了工 程風(fēng)險。此外新型鋼支撐還具有可重復(fù)使用率高，成本低，拆卸支撐方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)用新型活絡(luò)頭的剖面示意圖；圖6為本實(shí)用新型活絡(luò)頭的右視剖面示意圖，即圖5的e-e剖面圖；圖7為本實(shí)用新型活絡(luò)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(shí)用新型活絡(luò)頭的左視剖面示意圖，即圖7的g_g剖面圖。
具體實(shí)施方式
圖1示，雙楔砂箱鋼支撐的結(jié)構(gòu)由活絡(luò)頭1，伸縮套2，活頭座3組成。其中活絡(luò)頭 1 (如圖5、所示)包括鋼支撐端板4、焊固于支撐端板4其中一表面的千斤頂后做鋼板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 于鋼支撐端板4，而千斤頂后做鋼板5則位于加勁鋼板7內(nèi)，并且如圖5所示突出于加勁 鋼板7的上下側(cè)，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(shè)于加勁鋼板7的前后側(cè)，并且與加勁鋼板7保時一段間距，另于兩翼肋板8與 鋼支撐端板4之間以數(shù)片三角形的連接鋼板6焊接固定，以補(bǔ)強(qiáng)支撐兩翼肋板8，所述鋼 支撐端板4、千斤頂后做鋼板5所使用的鋼板厚度較佳的選擇分別為50MM、20MM。所述活絡(luò) 頭1與基坑內(nèi)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(gòu)成一支軸，以 供所述的伸縮套2套接并可以位移。請參閱圖1、2及3所示，伸縮套2包括一砂箱封板13、焊接于砂箱封板13其中一 端面的井字形加勁板11及環(huán)形外側(cè)鋼板12，該井字形加勁板11并且位于環(huán)形外側(cè)板12 的范圍內(nèi)，而伸縮套2設(shè)有砂箱封板13該端面的周邊與中段分別設(shè)有密封條20、墊擋條 21。所述活頭座3包括一環(huán)形外側(cè)鋼板15、焊接于環(huán)形外側(cè)鋼板15內(nèi)周壁中段的砂箱 封板16，該砂箱封板16將活頭座3內(nèi)部空間區(qū)隔成套接段300以及固定段301，于固定段 301設(shè)有井字形加勁板14，該井字形加勁板14是與環(huán)形外側(cè)鋼板15內(nèi)周壁及砂箱封板16 焊接固定，以提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，另于套接段300的環(huán)形外側(cè)鋼板15上下側(cè)周壁，鄰近砂箱 封板16處分別設(shè)有一灌砂口 18、卸砂口 19，于灌砂口 18及卸砂口 19上分別設(shè)有進(jìn)砂閥， 卸砂閥?；铑^座3是通過套接段300套設(shè)于伸縮套2的環(huán)形外側(cè)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即位于砂箱17的 范圍內(nèi)。支撐使用時，先將活絡(luò)頭1固定連接在地下連續(xù)墻或鋼圍檁上，然后將伸縮套2 的井字形加勁板11插置于活絡(luò)頭1的兩翼肋板8與加勁鋼板7之間，伸縮套2外側(cè)是套 設(shè)所述的活頭座3，可通過兩者之間的砂箱17內(nèi)砂容量的多少來調(diào)節(jié)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(jìn)行灌砂即可，另藉由伸縮套2端部 與活頭座3內(nèi)周壁之間密封條20達(dá)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(dá)到10mm。施加應(yīng)力前，將千斤頂放置在伸縮套2與千斤頂后做鋼板5之間的千斤 頂位置10，施加應(yīng)力后，支撐長度調(diào)整后產(chǎn)生的空隙(即鋼楔位置9)由雙排鋼楔填實(shí)。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(nèi)的砂流出，伸縮 套2即會發(fā)生一定量的位移，鋼楔位置產(chǎn)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(yīng)力拆卸支撐而影響砼結(jié)構(gòu)或者是因?yàn)椴扇∏懈钿撔?卸載而損傷支撐活絡(luò)頭。
權(quán)利要求1.一種雙楔砂箱鋼支撐裝置，其設(shè)有一活絡(luò)頭，其特征在于所述活絡(luò)頭包括一鋼支撐端板、于鋼支撐端板其中一端設(shè)有突出的支軸；另設(shè)一與活 絡(luò)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(luò)頭具有可安裝千斤頂及雙鋼楔的軸向間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述活絡(luò)頭的鋼支撐端板中段設(shè)有一千斤頂后做鋼板，其突出于支軸的徑向周壁。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述的伸縮套包括一砂箱封板、焊接于砂箱封板其中一端面可套接所述支軸的環(huán)形外 側(cè)鋼板，所述活頭座包括一環(huán)形外側(cè)鋼板、焊接于環(huán)形外側(cè)鋼板內(nèi)周壁中段的砂箱封板，該砂 箱封板將活頭座內(nèi)部空間區(qū)隔成套設(shè)于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(cè)周壁分別設(shè)有一灌砂口、一卸砂口，活頭座與伸縮套的二砂箱封板之間并且形 成所述的砂箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述活絡(luò)頭的支軸包括一設(shè)于鋼支撐端板中段的加勁鋼板，以及設(shè)于加勁鋼板兩相 對側(cè)的兩翼肋板，兩翼肋板與加勁鋼板之間具有間距，所述千斤頂后做鋼板突出于加勁鋼 板的上下側(cè)，所述伸縮套的環(huán)形外側(cè)鋼板范圍內(nèi)設(shè)有井字形加勁板，其是相應(yīng)插接于兩翼肋板與 加勁鋼板之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述伸縮套的端部與活頭座內(nèi)周壁之間設(shè)有密封條。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述伸縮套的端部與活頭座內(nèi)周壁之間設(shè)有密封條，并且伸縮套端部中間設(shè)有突出 的墊擋條。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述活頭座的固定段設(shè)有井字形加勁板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙楔砂箱鋼支撐裝置，其特征在于所述活頭座的固定段設(shè)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(luò)頭、伸縮套和活頭座,該活絡(luò)頭設(shè)有一支撐端板,于支撐端板的一端面設(shè)有千斤頂后做鋼板、加勁鋼板、兩翼肋板，各構(gòu)件通過焊接固定連接。于加勁鋼板與兩翼肋板上套接一伸縮套,該伸縮套外側(cè)再套設(shè)一活頭座,活頭座內(nèi)部與伸縮套之間形成一可灌注砂子的砂箱,通過砂箱內(nèi)的砂容量多寡,調(diào)節(jié)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(jìn)行灌砂即可。于活絡(luò)頭兩側(cè)放置千斤頂，施加應(yīng)力后，支撐長度調(diào)整后產(chǎn)生的空隙由雙排鋼楔填實(shí)。
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(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者朱雁飛, 沈尉, 潘偉強(qiáng), 陸善龍 申請人:上海隧道工程股份有限公司