本發(fā)明涉及基坑支護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置。

背景技術(shù)：

大型深基坑工程采用拼裝式的型鋼支撐體系可以提高施工效率，減小施工對(duì)環(huán)境的影響。眾所周知，常規(guī)的軸力補(bǔ)償裝置一般安裝在支撐結(jié)構(gòu)的端部，無(wú)法解決大型基坑中支撐軸力分布不均，調(diào)整難度大的問(wèn)題。而且超長(zhǎng)的鋼支撐結(jié)構(gòu)存在隨氣溫變化而伸縮以及軸力在空間分布不均等問(wèn)題，影響鋼支撐效率的發(fā)揮甚至危及支撐體系的安全，因此需要在鋼支撐體系中設(shè)置組合軸力補(bǔ)償裝置及相應(yīng)的調(diào)節(jié)方法，適應(yīng)大型深基坑支護(hù)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置，能夠有效解決大型基坑中支撐軸力分布不均，調(diào)整難度大的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置，鋼支撐體系包括支撐于基坑內(nèi)的鋼支撐，所述鋼支撐包括至少一第一支撐單元與一第二支撐單元，所述第一支撐單元與所述第二支撐單元沿同一軸線相互抵靠；

所述中繼裝置包括安裝于所述第一支撐單元與所述第二支撐單元之間的中繼千斤頂、以及安裝于所述中繼千斤頂外側(cè)的傳力組件，所述傳力組件的第一端向所述第一支撐單元方向延伸并與所述第一支撐單元固定連接，所述傳力組件的第二端向所述第二支撐單元方向延伸并與所述第二支撐單元滑動(dòng)連接。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述中繼千斤頂?shù)牡谝欢送ㄟ^(guò)一第一軸線保持結(jié)構(gòu)與所述第一支撐單元連接，所述第一軸線保持結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述中繼千斤頂?shù)牡谝欢说牡谝欢税?、設(shè)于所述第一支撐單元的端部的第二端板、以及連接于所述第一端板和所述第二端板之間的第一過(guò)渡板；

所述中繼千斤頂?shù)牡诙送ㄟ^(guò)一第二軸線保持結(jié)構(gòu)與所述第二支撐單元連接，所述第二軸線保持結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述中繼千斤頂?shù)牡诙说牡谌税?、設(shè)于所述第二支撐單元的端部的第四端板、以及連接于所述第三端板和所述第四端板之間的第二過(guò)渡板。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述中繼千斤頂為液壓千斤頂，所述中繼千斤頂?shù)牡诙藶橐簤和频侄恕?/p>

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：

1、中繼裝置采用中繼千斤頂和傳力組件組成，傳力組件的第一端為固定端，與第一支撐單元固定連接，傳力組件的第二端為自由端，與第二支撐單元滑動(dòng)連接，利用傳力組件可以保證對(duì)中繼千斤頂?shù)妮S向力的有效傳遞；

2、傳力組件一端固定，一端滑動(dòng)，構(gòu)成類(lèi)似于簡(jiǎn)支梁的傳力構(gòu)造，允許中繼千斤頂軸向自由運(yùn)動(dòng)，并起到分擔(dān)鋼支撐連接節(jié)點(diǎn)處的彎矩及剪力的作用，對(duì)中繼千斤頂起到保護(hù)作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中的大型深基坑鋼支撐體系的示意圖。

圖2為本發(fā)明中的大型深基坑鋼支撐體系的局部立面示意圖。

圖3為本發(fā)明一種用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一種用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置的立面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明一種用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖4的A-A剖面示意圖。

圖7為圖4的B-B剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

首先，參閱圖1和圖2所示，大型深基坑鋼支撐體系主要由支撐結(jié)構(gòu)、圍檁結(jié)構(gòu)21和軸力補(bǔ)償系統(tǒng)組成。圍檁結(jié)構(gòu)21沿基坑墻體10設(shè)置一周，圍檁結(jié)構(gòu)21的底部設(shè)有三角支架211，用于支撐和定位圍檁結(jié)構(gòu)21，如圖2所示；在圍檁結(jié)構(gòu)21的轉(zhuǎn)角處還可以設(shè)置角撐212，如圖1所示，以加強(qiáng)圍檁結(jié)構(gòu)21同基坑墻體10的整體穩(wěn)定性。支撐結(jié)構(gòu)包括支撐于圍檁結(jié)構(gòu)21內(nèi)的鋼支撐11及支撐于鋼支撐11底部與基坑底部之間的豎向支撐12，鋼支撐11用于支撐基坑墻體10，防止基坑墻體變形坍塌，豎向支撐12起到支撐鋼支撐11的作用。鋼支撐11進(jìn)一步包括至少一第一支撐單元111與一第二支撐單元112，且第一支撐單元111與第二支撐單元112沿同一軸線相互抵靠。

本發(fā)明中的大型深基坑鋼支撐體系的軸力補(bǔ)償系統(tǒng)主要由安裝在鋼支撐11的端部的液壓伺服裝置13及安裝在第一支撐單元111與第二支撐單元112之間的中繼裝置14兩部分組成，安裝在鋼支撐11端部的液壓伺服裝置13為主伺服系統(tǒng)，安裝在第一支撐單元111與第二支撐單元112之間的中繼裝置14為輔助伺服系統(tǒng)，液壓伺服裝置13與中繼裝置14協(xié)同作用，共同完成基坑鋼支撐11的軸力補(bǔ)償和調(diào)整。

液壓伺服裝置13包括連接于鋼支撐11端部的端部千斤頂及與端部千斤頂連接的液壓伺服系統(tǒng)，該端部千斤頂為液壓千斤頂，通過(guò)液壓伺服系統(tǒng)可以控制該端部千斤頂?shù)妮S力。為了避免端部千斤頂對(duì)圍檁結(jié)構(gòu)21產(chǎn)生的后坐力損害到圍檁結(jié)構(gòu)21，可以在圍檁結(jié)構(gòu)21與端部千斤頂之間進(jìn)一步設(shè)置一段型鋼加強(qiáng)段22，以避免端部千斤頂?shù)暮笞χ苯幼饔迷趪鷻_結(jié)構(gòu)21上而破壞圍檁結(jié)構(gòu)21的平衡，在該型鋼加強(qiáng)段的兩側(cè)進(jìn)一步可以設(shè)置斜撐23進(jìn)行支護(hù)。

中繼裝置作為本發(fā)明的重點(diǎn)，可以解決大型基坑中鋼支撐軸力分布不均，調(diào)整難度大的問(wèn)題。參閱圖3所示，中繼裝置包括中繼千斤頂140和傳力組件，其中，中繼千斤頂140為液壓千斤頂，安裝于第一支撐單元111和第二支撐單元112之間，且中繼千斤頂140可與端部千斤頂?shù)囊簤核欧到y(tǒng)連接，利用液壓伺服系統(tǒng)協(xié)同控制中繼千斤頂140的軸力。傳力組件設(shè)于中繼千斤頂140的外側(cè)，傳力組件的第一端向第一支撐單元111方向延伸并與第一支撐單元111固定連接，傳力組件的第二端向第二支撐單元112方向延伸并與第二支撐單元112滑動(dòng)連接。在本實(shí)施例中，傳力組件包括設(shè)于中繼千斤頂140的相對(duì)兩側(cè)的第一傳力板141和第二傳力板142，第一傳力板141的第一端和第二傳力板142的第一端與第一支撐單元111固定連接，第一傳力板141的第二端和第二傳力板142的第二端與第二支撐單元112滑動(dòng)連接，且中繼千斤頂140的第二端為液壓推抵端，由此，傳力組件一端固定，一端滑動(dòng)，構(gòu)成類(lèi)似于簡(jiǎn)支梁的傳力構(gòu)造，允許中繼千斤頂140軸向自由運(yùn)動(dòng)，并起到分擔(dān)第一支撐單元111與第二支撐單元112的連接節(jié)點(diǎn)處的彎矩及剪力的作用，對(duì)中繼千斤頂140還能起到保護(hù)作用。

配合圖4～7所示，在本實(shí)施例中，第一支撐單元111與第二支撐單元112采用工字型鋼，分別包括腹板及設(shè)于腹板兩側(cè)的翼板。第一傳力板141的第一端和第二傳力板142的第一端與第一支撐單元111的翼板通過(guò)螺栓固定連接；通過(guò)在第一傳力板141的第一端、第二傳力板142的第一端及第一支撐單元111的翼板上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)供螺栓穿設(shè)的螺栓孔，將第一傳力板141的第一端貼合于第一支撐單元111的上翼板的上表面，再采用螺栓將兩者固定連接；同樣的，將第二傳力板142的第一端貼合于第一支撐單元111的下翼板的下表面，再采用螺栓將兩者固定連接。

第一傳力板141的第二端的兩側(cè)設(shè)有第一連接板151，第二傳力板142的第二端的兩側(cè)設(shè)有第二連接板152，第一連接板151和第二連接板152采用L型角鋼制作，L型角鋼的一邊與第一連接板151和第二連接板152焊接，第一連接板151和第二連接板152上的L型角鋼的另一邊相互貼合并分別開(kāi)設(shè)有螺栓孔，利用緊固件，如螺栓固定連接，從而使得第一傳力板141、第二傳力板142、第一連接板151和第二連接板152圍合形成供第二支撐單元112滑設(shè)的滑移空間16。第二支撐單元112滑設(shè)于滑移空間16內(nèi)，實(shí)現(xiàn)中繼千斤頂140的液壓推抵端的軸向自由運(yùn)動(dòng)，并分擔(dān)第一支撐單元111與第二支撐單元112的連接節(jié)點(diǎn)處的彎矩及剪力，對(duì)中繼千斤頂140起到保護(hù)作用；同時(shí)利用滑移空間16可以有效保持中繼千斤頂140的軸向運(yùn)動(dòng)軌跡，確保軸力的有效傳遞。進(jìn)一步，為了減小第二支撐單元在滑移空間16內(nèi)的摩擦，在第一傳力板141與第二支撐單元112之間和第二傳力板142與第二支撐單元112之間分別設(shè)有減摩隔離層，該減摩隔離層可為涂覆于第一傳力板141的內(nèi)表面與第二傳力板142的內(nèi)表面的減摩劑，進(jìn)一步保證對(duì)中繼千斤頂140的軸向力的自由傳遞。

在本實(shí)施例中，第一傳力板141和第二傳力板142分別采用相對(duì)設(shè)置于第一支撐單元111的翼板和第二支撐單元112的翼板的兩側(cè)的第一角鋼191和第二角鋼192，在第一角鋼191和第二角鋼192之間通過(guò)連接角鋼193連接，第一角鋼191和第二角鋼192分別為L(zhǎng)型角鋼，螺栓孔開(kāi)設(shè)在L型角鋼的表面。

中繼千斤頂140的第一端通過(guò)一第一軸線保持結(jié)構(gòu)與第一支撐單元111連接，該第一軸線保持結(jié)構(gòu)包括設(shè)于中繼千斤頂140的第一端的第一端板181、設(shè)于第一支撐單元111的端部的第二端板182、以及連接于第一端板181和第二端板182之間的第一過(guò)渡板183；中繼千斤頂140的第二端通過(guò)一第二軸線保持結(jié)構(gòu)與第二支撐單元112連接，該第二軸線保持結(jié)構(gòu)包括設(shè)于中繼千斤頂140的第二端的第三端板184、設(shè)于第二支撐單元112的端部的第四端板185、以及連接于第三端板184和第四端板185之間的第二過(guò)渡板186。利用第一軸線保持結(jié)構(gòu)和第二軸線保持結(jié)構(gòu)可以確保中繼千斤頂140的軸線與其兩端的第一支撐單元111和第二支撐單元112的軸線在同一直線上或相互平行，并克服由于第一支撐單元111和第二支撐單元112和中繼千斤頂140的端部不平整而導(dǎo)致的兩者無(wú)法平整連接的缺陷。進(jìn)一步，在第一端板181與第二端板182的四周角部之間以及第三端板184與第四端板185的四周角部之間分別采用螺栓進(jìn)行連接，以加強(qiáng)第一軸線保持結(jié)構(gòu)與第一軸線保持結(jié)構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

進(jìn)一步，可在中繼千斤頂失效情況下，傳力組件可在滑動(dòng)一側(cè)采用螺栓連接或焊接，替代中繼千斤頂傳遞軸力。當(dāng)采用螺栓連接時(shí)，只需預(yù)先在傳力組件的第一傳力板的第二端和第二傳力板的第二端與第二支撐單元的翼板之間對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有供安裝鎖固件的安裝孔，在中繼千斤頂失效情況下，用鎖固件，如螺栓進(jìn)行固定，使用方便，效果顯著。

本發(fā)明用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置通過(guò)安裝在基坑鋼支撐端部的液壓伺服裝置和安裝在基坑鋼支撐中間的中繼裝置協(xié)同作用，共同完成基坑鋼支撐的軸力補(bǔ)償和調(diào)整；其中，中繼裝置采用中繼千斤頂和傳力組件組成，傳力組件的第一端為固定端，與第一支撐單元固定連接，傳力組件的第二端為自由端，與第二支撐單元滑動(dòng)連接，利用傳力組件可以有效保證對(duì)中繼千斤頂?shù)妮S向力的有效傳遞；傳力組件一端固定，一端滑動(dòng)，構(gòu)成類(lèi)似于簡(jiǎn)支梁的傳力構(gòu)造，允許中繼千斤頂軸向自由運(yùn)動(dòng)，并起到分擔(dān)鋼支撐連接節(jié)點(diǎn)處的彎矩及剪力的作用，對(duì)千斤頂起到保護(hù)作用；為了減小摩擦，傳力組件與第一支撐單元和第二支撐單元之間設(shè)置減摩劑，保證對(duì)中繼千斤頂?shù)妮S向力的自由傳遞；進(jìn)一步，在中繼千斤頂失效情況下，傳力組件可在滑動(dòng)一側(cè)采用螺栓連接或焊接與鋼支撐固定，替代中繼千斤頂傳遞軸力。

采用本發(fā)明用于大型深基坑鋼支撐體系軸力補(bǔ)償?shù)闹欣^裝置進(jìn)行軸力補(bǔ)償?shù)氖┕と缦拢?/p>

(1)基坑土方開(kāi)挖，安裝圍檁結(jié)構(gòu)，拼裝基坑鋼支撐，安裝液壓伺服裝置，安裝中繼裝置的。

(2)啟動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)，先將液壓伺服裝置的端部千斤頂?shù)膲毫φ{(diào)整至設(shè)計(jì)值的70％，然后調(diào)節(jié)中繼裝置的中繼千斤頂，使兩組千斤頂?shù)膲毫χ迪嗟?，且等于設(shè)計(jì)值。

(3)基坑施工過(guò)程中，當(dāng)鋼支撐體系中部壓力小于設(shè)計(jì)值時(shí)，啟動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)，先調(diào)節(jié)中繼千斤頂，使其壓力增加至設(shè)計(jì)值的110％，然后調(diào)節(jié)端部千斤頂，使兩組千斤頂?shù)膲毫Φ扔谠O(shè)計(jì)值。當(dāng)鋼支撐體系中部壓力大于設(shè)計(jì)值時(shí)，啟動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)，先調(diào)節(jié)中繼千斤頂，使其壓力減少至設(shè)計(jì)值的90％，然后端部千斤頂，使兩組千斤頂?shù)膲毫Φ扔谠O(shè)計(jì)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明大型深基坑鋼支撐體系的軸力補(bǔ)償系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

通過(guò)本發(fā)明大型深基坑鋼支撐體系的軸力補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)鋼支撐體系采用液壓千斤頂進(jìn)行軸力補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑變形的主動(dòng)控制，減少基坑施工對(duì)環(huán)境的影響；

通過(guò)液壓伺服裝置和中繼裝置相互協(xié)調(diào)作用，可以克服大型深基坑超長(zhǎng)鋼支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力不均勻分布的問(wèn)題，解決鋼支撐體系使用過(guò)程中的溫度效益和變形協(xié)調(diào)問(wèn)題。

以上結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書(shū)界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。