一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁制造技术

本发明专利技术公开了一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁，腰梁(1)由若干腰梁标准节段(4)和两个端部拉索锚固装置(5)拼接而成；所述撑杆(2)由与腰梁连接的铰接装置(6)、若干撑杆标准节段(8)和与拉索连接的索撑节点(9)拼接而成；所述撑杆(2)的上端通过所述铰接装置(6)铰接在所述腰梁(1)上，撑杆(2)的下端接索撑节点(9)，所述拉索(3)从索撑节点(9)的拉索通道内穿过，拉索(3)两端锚固在拉索锚固装置(5)上；所述拉索(3)在锚固之后锁定在拉索通道内防止其发生相对于撑杆的滑动。本发明专利技术中的撑杆只受轴压力，其稳定承载力大；根据监测数据调节撑杆长度，能更好地控制基坑支护结构的变形。

A prestressed fish belly beam with braced cable for deep foundation pit support

The present invention discloses a prestressed Fish-bellied beam for deep foundation pit support with locking cables. The waist beam (1) is composed of several standard segments (4) of the waist beam and two end cable anchorage devices (5), and the supporting rod (2) is composed of an articulated device (6) connected with the waist beam, a number of standard segments (8) of the supporting rods and cable-supported joints (9) connected with the cable. The upper end of the supporting rod (2) is hinged on the waist beam (1) through the articulating device (6), and the lower end of the supporting rod (2) is connected with the cable supporting node (9), the cable (3) passes through the cable channel of the cable supporting node (9), and the two ends of the cable (3) are anchored on the cable anchoring device (5); the cable (3) is locked in the cable channel to prevent it after anchoring. Slipping relative to the brace. The supporting rod in the invention is only subjected to axial pressure and has large stable bearing capacity, and the deformation of the supporting structure of the foundation pit can be better controlled by adjusting the length of the supporting rod according to the monitoring data.

【技术实现步骤摘要】
一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁
本专利技术涉及土木工程
，尤其涉及一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁。
技术介绍
支挡式结构是深基坑工程中最为常用且适用范围最广的一种支护结构，它包含锚拉式、支撑式、悬臂式、双排桩和逆作法等。锚拉式与双排桩会占用较多基坑周边的地下空间，且双排桩造价较高，而深基坑工程一般都位于城市内部建(构)筑物密集区，所以这两种支护结构使用较少。悬臂式的刚度较小、变形控制能力较差，不宜在深度较大的深基坑中使用。支撑式与逆作法的内支撑与楼板会减小基坑内部施工空间，使得土方开挖和机械材料进出困难。为了获得更大的基坑内部施工空间就需要增加围檩的抗弯刚度，从而增大对(角)撑之间的距离。现有技术中的混凝土支撑虽然具备较大的刚度，但混凝土的施工工期较长且混凝土支撑拆卸麻烦且无法重复利用。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提供了一种抗弯刚度大，可增大对(角)撑间距的拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁。所要解决的技术问题在于，克服现有技术中深基坑支护结构难以同时满足支护结构变形控制能力强、坑内施工操作空间大和坑周地下空间占用少等要求的缺点。技术方案：本专利技术一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁，该鱼腹梁包括一根腰梁、至少一根撑杆和至少一根拉索；所述腰梁由若干腰梁标准节段和两个端部拉索锚固装置拼接而成；所述撑杆由与腰梁连接的铰接装置、若干撑杆标准节段和与拉索连接的索撑节点拼接而成；所述撑杆的上端通过所述铰接装置铰接在所述腰梁上，撑杆的下端接索撑节点，所述拉索从索撑节点的拉索通道内穿过，拉索两端锚固在拉索锚固装置上；所述拉索在锚固之后锁定在拉索通道内防止其发生相对于撑杆的滑动。其中，在所述拉索中加入若干根备用拉索，所述备用拉索只需绷紧锚固无需张拉，所述备用拉索无需锁定在所述拉索通道内。所述撑杆中加入了长度调节装置，所述长度调节装置位于铰接装置与所述索撑节点之间的任意高度处。所述拉索与所述撑杆的下端及所述拉索锚固装置的连接点位于同一抛物线上，所述撑杆只受轴压力。所述腰梁标准节段、拉索锚固装置、铰接装置、长度调节装置、撑杆标准节段、索撑节点都是标准件，这些标准件可在工厂预制，现场拼装，施工结束之后可回收重复利用。在所述鱼腹梁通过所述拉索锚固装置上预留的连接装置与毗邻的围檩及对撑或角撑固定。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)本技术方案中的预应力拉索可在锚固之后锁定在撑杆端部的拉索通道内，防止预应力拉索发生相对于撑杆的滑动，增加了鱼腹梁的冗余度，安全性更高。(2)本技术方案中的撑杆只受轴压力，基本不受弯矩与剪力。由于撑杆与腰梁相互铰接且拉索对撑杆的作用可简化为一个集中力，所以撑杆可简化为二力杆即只受轴压力而基本不受弯矩与剪力。这使得撑杆的稳定承载能力显著提高，相同截面下撑杆长度可以更长且无需在撑杆两侧设置斜向支撑。再者，撑杆内部各构件之间及撑杆与腰梁的连接强度和刚度要求也更低。(3)本技术方案中鱼腹梁的变形控制效果好。由于撑杆在腰梁上的间距相等、各撑杆对腰梁的支撑力相等且预应力作用下各支撑力之和与设计土压力相等，所以预应力与土压力对腰梁的弯矩效应非常接近，腰梁向坑内的变形非常小。(4)本技术方案中的撑杆长度是可以进行伸缩调节的。调节撑杆长度可以实现鱼腹梁支撑对基坑变形的主动控制。岩土工程勘察误差、坑周堆载和降水等原因都可能使得土压力与设计值不一致，各撑杆对腰梁的支撑力也可能由于制造、装配或施工误差而与预期值不一致。当监测到鱼腹梁局部向坑内的变形或变形发展速率等情况与预期值不一样或超过警报值时，可通过调节各撑杆的长度来改变拉索拉力的大小及其在各撑杆上的分配情况，使支撑力与土压力对腰梁的弯矩效应尽量相等来减小腰梁的向坑内变形。(5)本技术方案中的备用索可以增加鱼腹梁支撑的刚度和安全储备。拉索截面积越大则腰梁变形后拉索拉力增加值越大即鱼腹梁刚度越大。当部分预应力拉索断裂时，备用索的存在可以减小断线荷载带来的不利影响并减小其他预应力拉索应力值的过度增加。当监测到鱼腹梁整体向坑内的变形或变形发展速率等情况与预期值不一样或超过警报值时，可通过张拉备用索来增大拉索拉力值使其与土压力对腰梁的弯矩效应尽量接近，减小基坑变形。(6)本技术方案中的鱼腹梁可实现工厂预制现场装配，可回收重复利用，是一种经济高效、绿色环保的支撑体系。附图说明图1为现有技术中支撑式基坑支护结构示意图；图2为现有技术中预应力鱼腹梁基坑支护结构示意图；图3为本专利技术所述的一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁示意图；图4为本专利技术所述的撑杆端部的铰接装置示意图；图5为本专利技术所述的撑杆中的长度调节装置示意图；图6为本专利技术所述的撑杆端部的索撑节点示意图；图7为本专利技术所述的腰梁端部的拉索锚固装置示意图。其中有：腰梁1、撑杆2、拉索3、腰梁标准节段4、拉索锚固装置5、铰接装置6、长度调节装置7、撑杆标准节段8、索撑节点9。具体实施方式本专利技术的拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁，包括一根腰梁、至少一根撑杆和至少一根拉索。所述腰梁由若干中间标准节段和2个端部拉索锚固装置拼接而成。所述撑杆由若干中间标准节段、长度调节装置、与腰梁连接的铰接装置和与拉索连接的索撑节点组成。所述拉索由若干根施加初始预应力的预应力拉索和若干根备用拉索组成。所述各撑杆通过所述铰接装置铰接在腰梁上，所述各撑杆与所述腰梁相互垂直，所述各撑杆在所述腰梁上左右对称布置。所述拉索从所述各索撑节点的拉索通道内穿过，所述拉索两端锚固在所述拉索锚固装置内。所述撑杆通过所述索撑节点的拉索通道支承所述拉索且改变其与所述腰梁的角度。所述鱼腹梁通过所述拉索锚固装置上预留的连接装置与毗邻的围檩及对(角)撑固定。所述拉索在锚固之前可在所述拉索通道内滑动而不受太大的摩擦约束，在锚固之后将所述预应力拉索锁定在所述拉索通道内阻止其发生相对于所述撑杆的相对滑动，所述备用拉索则无需锁定。所述备用拉索在安装之后不需进行主动的张拉而只需将其绷紧并与预应力拉索一起锚固在所述拉索锚固装置中。所述备用拉索可以增加所述鱼腹梁的安全储备，当所述预应力拉索因初始缺陷等原因断裂时，可减小断索现象对整个支护体系造成的不利影响；所述备用拉索还可以增加所述鱼腹梁的刚度，减小整个支护结构的向坑内变形；所述备用拉索也有助于应对紧急情况，当监测到支护结构向坑内变形或变形发展速率较大时可对备用拉索进行张拉来控制变形。本专利技术的一种优选方案中，所述备用拉索占所述拉索总量的10％。所述铰接装置在所述腰梁上的固定位置及所述拉索线型的设计原则为所述撑杆及侧土压力对所述腰梁的弯矩效应尽量相同以减小所述鱼腹梁向坑内的变形。本专利技术的一种优选方案中，所述铰接装置在所述腰梁上的固定位置是所述拉索在所述拉索锚固装置中的锚固点之间的n个n+1等分点，其中n为所述撑杆数量。所述拉索的各转折点与端点位于同一条抛物线上，抛物线的形状根据所述鱼腹梁的跨度和垂跨比确定。所述撑杆受力形式以轴压为主，且所述各撑杆轴力相等。所述长度调节装置串联在所述撑杆的中间标准节段、与腰梁连接的铰接装置和与拉索连接的索撑节点之间；本专利技术的一种优选方案中，所述长度调节装置串联在所述铰接装置与所述中间标准节段之间且所述长度调节装置两端用螺栓固定。所述长度调节装置在沿撑杆方向的长度可以根据需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁，其特征在于，该鱼腹梁包括一根腰梁(1)、至少一根撑杆(2)和至少一根拉索(3)；所述腰梁(1)由若干腰梁标准节段(4)和两个端部拉索锚固装置(5)拼接而成；所述撑杆(2)由与腰梁连接的铰接装置(6)、若干撑杆标准节段(8)和与拉索连接的索撑节点(9)拼接而成；所述撑杆(2)的上端通过所述铰接装置(6)铰接在所述腰梁(1)上，撑杆(2)的下端接索撑节点(9)，所述拉索(3)从索撑节点(9)的拉索通道内穿过，拉索(3)两端锚固在拉索锚固装置(5)上；所述拉索(3)在锚固之后锁定在拉索通道内防止其发生相对于撑杆的滑动。

【技术特征摘要】
1.一种拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁，其特征在于，该鱼腹梁包括一根腰梁(1)、至少一根撑杆(2)和至少一根拉索(3)；所述腰梁(1)由若干腰梁标准节段(4)和两个端部拉索锚固装置(5)拼接而成；所述撑杆(2)由与腰梁连接的铰接装置(6)、若干撑杆标准节段(8)和与拉索连接的索撑节点(9)拼接而成；所述撑杆(2)的上端通过所述铰接装置(6)铰接在所述腰梁(1)上，撑杆(2)的下端接索撑节点(9)，所述拉索(3)从索撑节点(9)的拉索通道内穿过，拉索(3)两端锚固在拉索锚固装置(5)上；所述拉索(3)在锚固之后锁定在拉索通道内防止其发生相对于撑杆的滑动。2.根据权利要求1所述的拉索可锁的深基坑支护用预应力鱼腹梁，其特征在于，在所述拉索(3)中加入若干根备用拉索，所述备用拉索只需绷紧锚固无需张拉，所述备用拉索无需锁定在所述拉索通道内。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周臻，郭从明，王立云，马士良，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32