一种预制空心混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法技术方案

本发明专利技术属于地下基坑工程域，具体涉及一种预制空心混凝土支撑构件及施工方法，包括混凝土结构及两端头钢结构；混凝土结构包括具有沿支撑方向贯穿的中空部的混凝土，混凝土内配置有钢筋骨架和多根预应力纵筋，钢筋骨架的两端分别与两端头钢结构连接；预应力纵筋的两端分别锚于两端头钢结构内；混凝土结构的横截面为多边环形，且混凝土结构横截面的各个角均为圆角；本发明专利技术还提供一种内支撑系统及施工方法，其采用的装配式内支撑是由多个上述预制空心混凝土支撑构件拼接而成，且装配式内支撑的两端分别与两侧的预埋件连接。本发明专利技术能够提高装配式支撑的承载能力、抗变形能力、整体性以及节点刚度，且方便拆卸，便于循环使用、运输和安装。装。装。

【技术实现步骤摘要】
一种预制空心混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法


[0001]本专利技术属于地下基坑工程
，具体涉及一种预制空心混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法。

技术介绍

[0002]传统现浇混凝土支撑，因其刚度大、整体性好、安全可靠等优势，普遍应用于地下工程，但也存在突出的问题和缺点：(1)费钱，投资高：混凝土支撑属于临时工程，车站结构主体完工，即破除外运，临时性废弃工程投资高，一般地下车站达数百万，复杂站点达数千万；(2)费时，工期长：混凝土支撑支模、绑扎钢筋、浇筑振捣、养护，后期的破除，整个工序长达好几个月，严重制约现场施工进度；(3)费力，难度大：混凝土支撑施工难度大，使用完成后破除施工，需耗费大量人力物力；(4)不环保，混凝土破除废渣污染环境，不符合绿色建造、环保节能的发展方向。急需先进的产品和科学的施工方法，替代传统混凝土支撑。
[0003]传统钢管撑虽然可以回收，施工较为便利，但是其与基坑支挡结构间只能承受压力，整体性较差，抗变形能力差，成为基坑安全的薄弱环节；且目前所见的装配式混凝土支撑在拆卸时，由于支撑通常承受较大压力，长度较长，因此，若在巨大压应力下，将预制支撑节段间的螺栓拧开后，拆卸数米长的装配式支撑仍存在较大困难。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种预制空心混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法，能够提高装配式支撑的承载能力、抗变形能力、整体性以及节点刚度，且方便拆卸，便于循环使用、运输和安装。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种预制空心混凝土支撑构件，包括混凝土结构以及设置于所述混凝土结构支撑方向两端的两端头钢结构；所述混凝土结构包括具有沿支撑方向贯穿的中空部的混凝土，所述混凝土内配置有钢筋骨架和多根预应力纵筋，所述钢筋骨架的两端分别与两端头钢结构连接，所述预应力纵筋的两端分别锚于两端头钢结构内；所述混凝土结构的横截面为多边环形，且所述混凝土结构横截面的各个角均为圆角。
[0006]进一步地，所述端头钢结构包括相对设置的外法兰和内法兰，所述外法兰和所述内法兰之间设有内环管和多个加劲肋；所述内环管的两端分别与所述外法兰与所述内法兰连接，各所述加劲肋的三个侧面分别与所述外法兰、所述内环管和所述内法兰连接；所述钢筋骨架与所述内法兰连接；所述内法兰上设有锚孔，所述预应力纵筋的端部穿过对应的所述锚孔并锚于所述内法兰上。
[0007]更进一步地，所述内法兰上背离所述外法兰的一侧连接有外环管，所述混凝土结构的端部位于所述外环管内；所述外环管上远离所述内法兰一端的内壁上设有一圈咬合齿，所述咬合齿嵌入所述混凝土内。
[0008]进一步地，所述钢筋骨架包括箍筋和多根普通纵筋；多根普通纵筋和多根预应力
纵筋均沿支撑方向布置，且所述普通纵筋与所述箍筋连接，所述普通纵筋的端部穿过所述内法兰上对应的锚孔并锁定于所述内法兰上。
[0009]本专利技术还提供一种内支撑系统，包括围护结构、冠梁、腰梁以及装配式内支撑；所述围护结构的顶部设有冠梁，所述围护结构的内侧设有腰梁，所述腰梁相对的两侧之间以及所述冠梁相对的两侧之间均支撑有所述装配式内支撑；所述装配式内支撑由多个上述的预制空心混凝土支撑构件拼接而成；所述冠梁或所述腰梁内均预埋有预埋件，所述装配式内支撑的两端分别与两侧的预埋件连接。
[0010]作为一种实施方式，所述装配式内支撑上至少其中两个相邻的所述预制空心混凝土支撑构件之间设置有拆卸垫块。
[0011]作为另一种实施方式，所述装配式内支撑的其中一端通过可伸缩结构与对应的预埋件连接，且所述装配式内支撑连接可伸缩结构的一端与对应的预埋件之间设有千斤顶，所述千斤顶与控制系统电连接。
[0012]本专利技术还提供上述的预制空心混凝土支撑构件的施工方法，包括如下步骤：
[0013]S1、在钢结构加工厂制作端头钢结构；
[0014]S2、在预制构件加工厂绑扎普通纵筋和箍筋，并将普通纵筋和箍筋点焊，形成钢筋骨架；
[0015]S3、将端头钢结构运至预制构件加工厂，并与钢筋骨架组成整体；在钢筋骨架内相应位置处固定波纹管、预留冒浆管和注浆管；并将端头钢结构和钢筋骨架的组合构件锁定于构件模具内，进行普通纵筋的张拉，张拉普通纵筋至设定控制应力，将普通纵筋的端部形成墩头后锁定于端头钢结构内；
[0016]S4、在构件模具内浇筑高强混凝土，振捣后采用高压蒸汽养护达到设计强度；
[0017]S5、将构件模具和预制构件整体放入预应力张拉工作台，在波纹管中穿入预应力纵筋，之后张拉预应力纵筋，并将预应力纵筋的端部锚于端头钢结构内，最后通过注浆管向波纹管中灌入水泥浆，直至预留冒浆管中有浆液冒出为止，使预应力纵筋与预制构件成为整体；
[0018]S6、拆模形成预制空心混凝土支撑构件。
[0019]本专利技术还提供一种内支撑系统的施工方法，包括如下步骤：
[0020]S1、在工厂预制所述预制空心混凝土支撑构件、预埋件和拆卸垫块，并运至施工现场；
[0021]S2、根据基坑宽度，将不同长度的预制空心混凝土支撑构件通过螺栓逐节拼接，同时在至少其中两个相邻的预制空心混凝土支撑构件之间安装拆卸垫块，组装成长度与基坑宽度匹配的装配式支撑；
[0022]S3、基坑开挖；
[0023]S4、吊装拼装后的装配式支撑至设计位置；在待浇筑冠梁或腰梁内的支撑设计位置固定预埋件；
[0024]S5、浇筑冠梁或腰梁，将预埋件埋置于其中；
[0025]S6、待冠梁或腰梁达到设计强度后，将装配式支撑的端部与预埋件固定，完成端部节点的安装；
[0026]S7、施工完毕后，首先拧开中间安装有拆卸垫块的两个预制空心混凝土支撑构件
上的螺栓，拆除拆卸垫块；
[0027]S8、逐节段拧开螺栓并回收预制空心混凝土支撑构件，端部节点拧开带螺纹钢筋进行回收。
[0028]本专利技术还提供另一种内支撑系统的施工方法，包括如下步骤：
[0029]S1、在工厂预制所述预制空心混凝土支撑构件、预埋件、第一伸缩接头和第二伸缩接头，并运至施工现场；
[0030]S2、根据基坑宽度，将不同长度的预制空心混凝土支撑构件通过螺栓逐节拼接，组装成长度与基坑宽度匹配的装配式支撑；并将可伸缩结构的第一伸缩接头通过螺杆与装配式支撑一端的预制空心混凝土支撑构件连接；
[0031]S3、将预埋件放置在待浇筑冠梁或腰梁内的支撑设计位置，然后浇筑冠梁或腰梁，使预埋件埋置于其中；
[0032]S4、待冠梁或腰梁达到设计强度后，将可伸缩结构的第二伸缩接头与预埋件固定；
[0033]S5、基坑开挖；
[0034]S6、吊装拼装后的装配式支撑至设计位置，使第一伸缩接头的U形钢板卡在第二伸缩接头的U形钢板中，将装配式支撑另一端的预制空心混凝土支撑构件与另一侧的预埋件固定；
[0035]S7、在U形钢板内放置千斤顶，通过控制系统施加压力至设计值，使千斤顶的两端分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制空心混凝土支撑构件，其特征在于：包括混凝土结构以及设置于所述混凝土结构支撑方向两端的两端头钢结构；所述混凝土结构包括具有沿支撑方向贯穿的中空部的混凝土，所述混凝土内配置有钢筋骨架和多根预应力纵筋，所述钢筋骨架的两端分别与两端头钢结构连接，所述预应力纵筋的两端分别锚于两端头钢结构内；所述混凝土结构的横截面为多边环形，且所述混凝土结构横截面的各个角均为圆角。2.如权利要求1所述的一种预制空心混凝土支撑构件，其特征在于：所述端头钢结构包括相对设置的外法兰和内法兰，所述外法兰和所述内法兰之间设有内环管和多个加劲肋；所述内环管的两端分别与所述外法兰与所述内法兰连接，各所述加劲肋的三个侧面分别与所述外法兰、所述内环管和所述内法兰连接；所述钢筋骨架与所述内法兰连接；所述内法兰上设有锚孔，所述预应力纵筋的端部穿过对应的所述锚孔并锚于所述内法兰上。3.如权利要求2所述的一种预制空心混凝土支撑构件，其特征在于：所述内法兰上背离所述外法兰的一侧连接有外环管，所述混凝土结构的端部位于所述外环管内；所述外环管上远离所述内法兰一端的内壁上设有一圈咬合齿，所述咬合齿嵌入所述混凝土内。4.如权利要求2所述的一种预制空心混凝土支撑构件，其特征在于：所述钢筋骨架包括箍筋和多根普通纵筋；多根普通纵筋和多根预应力纵筋均沿支撑方向布置，且所述普通纵筋与所述箍筋连接，所述普通纵筋的端部穿过所述内法兰上对应的锚孔并锁定于所述内法兰上。5.一种内支撑系统，其特征在于：包括围护结构、冠梁、腰梁以及装配式内支撑；所述围护结构的顶部设有冠梁，所述围护结构的内侧设有腰梁，所述腰梁相对的两侧之间以及所述冠梁相对的两侧之间均支撑有所述装配式内支撑；所述装配式内支撑由多个如权利要求1-4任一项所述的预制空心混凝土支撑构件拼接而成；所述冠梁或所述腰梁内均预埋有预埋件，所述装配式内支撑的两端分别与两侧的预埋件连接。6.如权利要求5所述的一种内支撑系统，其特征在于：所述装配式内支撑上至少其中两个相邻的所述预制空心混凝土支撑构件之间设置有拆卸垫块。7.如权利要求5所述的一种内支撑系统，其特征在于：所述装配式内支撑的其中一端通过可伸缩结构与对应的预埋件连接，且所述装配式内支撑连接可伸缩结构的一端与对应的预埋件之间设有千斤顶，所述千斤顶与控制系统电连接。8.一种如权利要求1-4任一项所述的预制空心混凝土支撑构件的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在钢结构加工厂制作端头钢结构；S2、在预制构件加工厂绑扎普通纵筋和箍筋，并将普通纵筋和箍筋点焊，形成钢筋骨架；S3、将端头钢结构运至预制构件加工厂，并与钢筋骨架组成整体；在钢筋骨架内相应位置处固定波纹管、预留冒浆管和注浆管；并将端头钢结构和钢筋骨架...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳冬，董俊，周兵，李成亮，赵晨阳，张建明，江胜学，邰家醉，李浩，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：