钢管水平支撑结构及其施工方法技术

本申请公开了一种钢管水平支撑结构，其包括钢管主撑以及支撑钢管主撑的H型钢连梁，H型钢连梁的腹板沿竖直方向延伸；在H型钢连梁上，对应于钢管主撑设置有一缺口，缺口向上贯穿H型钢连梁的上翼缘、且与下翼缘具有距离；缺口卡持在钢管主撑上，一上包箍可拆卸地安装在H型钢连梁的上翼缘上，上包箍跨越该缺口，将钢管主撑紧密地抵压在缺口内。还公开了上述钢管水平支撑结构的施工方法。利用缺口将H型钢连梁与钢管主撑连接起来，在钢管主撑上不再开设任何孔洞，也不额外添加其它部件，保证了钢管主撑的完整性，不再产生由于连接而造成的薄弱点，保证了钢管主撑的整体强度，能够对钢管主撑施加更大的预应力，由此可以提高对基坑的防护等级。护等级。护等级。

【技术实现步骤摘要】
钢管水平支撑结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种钢管水平支撑结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]在基坑开挖过程中，为了保证基坑的安全，避免塌方，常常需要在基坑内架设水平支撑，以对支护桩或支护墙提供水平支撑力。
[0003]目前钢结构的水平支撑开始广泛使用，钢管常用于作为主撑，主撑之间无连接，或直接在主撑的下侧设置小型的型钢作为支撑梁，为了便于拆卸和安装，主撑一般直接搁置在支撑梁上，并在支撑梁上焊接限制件，以使主撑保持在支撑梁上，这种安装方式，使得支撑之间的连接关系较弱，无法形成网状结构，这种结构仅能用于5
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10米的宽幅较窄的基坑，
[0004]对于宽幅较大的基坑，为了提高支撑的强度，需要在主撑上焊接接头，然后将连梁连接在接头上，在主撑上焊接接头，使得主撑的局部遭到破坏，成为薄弱点，不利于基坑的安全施工。
[0005]为了提高基坑挖掘及地下结构施工过程中的安全性，有时会对主撑进行预应力施加，提高主撑的抗压力，减少基坑的变形，但是由于现有技术中，连梁主要采用螺栓或焊接方式连接在主撑上，在对主撑施加预应力过程中，由于主撑的长度会发生一定的变化，由此带动相应的连梁移动，各主撑在施加预应力过程中，所产生的长度变化不会完全相同，总会有一些差异，导致在对主撑施加预应力过程，也同步会对连梁产生作用，由于各主撑对连梁所产生的作用不同，导致连梁产生一定程度的弯曲变形，影响水平支撑的整体稳定性。为了避免由于连梁的变形而导致水平支撑的稳定性降低，在部分基坑内，水平支撑仅仅采用主撑，而取消连梁，取消连梁虽然可以消除上述问题，但是却增加了主撑的架设难度，而且对每根主撑均需要架设一定数量的立柱，立柱数量的过多，增加了基坑挖掘及地下结构施工的难度，无法提高施工效率。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本申请首先提出了一种钢管水平支撑结构，其包括若干根钢管主撑以及支撑该若干根钢管主撑的H型钢连梁，该若干根钢管主撑水平设置、且相互平行，该H型钢连梁的腹板沿竖直方向延伸；
[0007]在该H型钢连梁上，至少对应于一根钢管主撑设置有一缺口，该缺口向上贯穿H型钢连梁的上翼缘、且与下翼缘具有距离；该缺口卡持在钢管主撑上，一上包箍可拆卸地安装在H型钢连梁的上翼缘上，该上包箍跨越该缺口，将钢管主撑紧密地抵压在该缺口内。
[0008]优选地，对应于每根钢管主撑，在该H型钢连梁上均设置有一缺口。为了避免缺口过大，影响H型钢连梁的强度，优选钢管主撑的顶部向上超出H型钢连梁的上表面，H型钢连梁沿水平方向延伸，H型钢连梁的上表面是在上翼缘朝向上方的表面，使钢管主撑的顶部向上超出H型钢连梁的上表面，还可以在保证强度的情况下，采用截面高度较小的H型钢来制作H型钢连梁。具体地，H型钢连梁采用HM中翼缘或HN窄翼缘类H型钢制作。具体地，上包箍采
用螺栓连接到H型钢连梁的上翼缘上。
[0009]本申请采用在H型钢连梁上开设缺口的方式将H型钢连梁与钢管主撑连接起来，在钢管主撑上不再开设任何孔洞，也不额外添加其它部件，保证了钢管主撑的完整性，不再产生由于连接而造成的薄弱点，保证了钢管主撑的整体强度，能够对钢管主撑施加更大的预应力，由此可以提高对基坑的防护等级。
[0010]本申请在施工时，是首先在立柱上架设H型钢连梁，然后再架设钢管主撑，并将钢管主撑活动地卡持到缺口内，然后对钢管主撑施加预应力，由于钢管主撑相对于H型钢连梁能够自由移动，在施加预应力过程中，不会对H型钢连梁造成影响，使H型钢连梁保持原有状态，在完成预应力的施加后，再安装上包箍，将H型钢连梁与钢管主撑固定连接起来。由于采用H型钢连梁，能够减少立柱的数量，减少对基坑挖掘以及地下结构施工的影响，能够有效地提高施工效率。
[0011]进一步，为扩大与钢管主撑的接触面积，在该缺口的底部设置有一垫板，该垫板的上表面形成为呈弧形的支撑面，钢管主撑支撑在该支撑面上。利用垫板扩大H型钢连梁与钢管主撑的接触面积，避免H型钢连梁的腹板直接支撑在H型钢连梁的腹板上，造成局部压力过大，影响钢管主撑的正常使用。
[0012]进一步，为了对缺口补强，沿H型钢连梁的长度方向，在缺口的两侧均焊接有肋板，肋板垂直于H型钢连梁的长度方向，且沿竖直方向延伸。更进一步，在该缺口的底部焊接有一补强板，该补强板沿水平方向延伸。利用肋板和补强板对由于缺口而造成的强度损失进行补充，以保证H型钢连梁的强度。
[0013]进一步，该钢管主撑包括沿一直线方向顺序连接的至少两根钢管，相邻的两根钢管之间经主撑接头可拆卸地连接在一起，该主撑接头的周向侧面与钢管的外周面位于同一虚拟管状面上。在目前，架设钢管主撑时，一般采用吊装的方式进行，利用吊车或卷扬机在基坑边缘对钢管主撑的钢管进行吊装，然后操作人员在钢管上将相邻的两根钢管连接在一起，由于钢管上的操作空间有限，操作人员需要较长的时间才能完成一个接头的连接工作，且操作具有一定的危险程度，需要设置相应的安装措施。另外，在大型基坑中，由于吊臂的长度有限，仅仅在基坑边缘无法完成钢管的吊装，需要采用小型吊车或吊架在基坑内进行吊装，使得施工效率较低。本申请中，对主撑接头进行了特设，使主撑接头的周向侧面与钢管的外周面位于同一虚拟管状面上，在相邻的两根钢管之间不存在轴向方向的凹槽或凸起，使得在拖动过程中，不会造成卡顿现象，使得本申请能够采用拖动的方式进行安装或拆除，在安装时，可以在地面完成整根钢管主撑的安装，然后利用拖动的方式将钢管主撑拖到设定位置；或者在地面将部分钢管连接为一体，然后利用边拖边连接的方式完成钢管主撑的安装。在进行钢管主撑的拆卸时，可以按照安装时的相反次序将钢管主撑拆卸下来。
[0014]具体地，每一主撑接头均包括焊接在钢管的端面上的端板、焊接在该端板上的短管以及焊接在该短管背离端板的一端上的法兰，在该法兰上设置有法兰孔，在端板与法兰之间设置有若干块径向板，该若干块径向板呈辐射状设置在短管的外侧；该端板的外周面、法兰的外周面以及径向板的径向外侧面共同形成主撑接头的周向侧面。上述结构能够在保证连接强度的情况下，使两根钢管之间的连接更加方便。
[0015]其次本申请还提出了一种钢管水平支撑结构的施工方法，该钢管水平支撑结构包括若干根钢管主撑以及支撑该若干根钢管主撑的H型钢连梁，该若干根钢管主撑水平设置、
且相互平行，该H型钢连梁的腹板沿竖直方向延伸；
[0016]该施工方法包括如下步骤：
[0017](1)在设定位置施工立柱，并在立柱上安装H型钢连梁，在该H型钢连梁上，至少对应于一根钢管主撑设置有一缺口，该缺口向上贯穿H型钢连梁的上翼缘、且与下翼缘具有距离；
[0018](2)在H型钢连梁上安装钢管主撑，使钢管主撑活动地支撑在所对应的缺口内；
[0019](3)对钢管主撑施加预应力，完成预应力的施加后，将钢管主撑固定安装到围檩上；
[0020](4)将上包箍可拆卸地安装到H型钢连梁的上翼缘上，该上包箍跨越该缺口，将钢管主撑紧密地抵压在该缺口内；
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钢管水平支撑结构，其特征在于，包括若干根钢管主撑以及支撑该若干根钢管主撑的H型钢连梁，该若干根钢管主撑水平设置、且相互平行，该H型钢连梁的腹板沿竖直方向延伸；在该H型钢连梁上，至少对应于一根钢管主撑设置有一缺口，该缺口向上贯穿H型钢连梁的上翼缘、且与下翼缘具有距离；该缺口卡持在钢管主撑上，一上包箍可拆卸地安装在H型钢连梁的上翼缘上，该上包箍跨越该缺口，将钢管主撑紧密地抵压在该缺口内。2.根据权利要求1所述的钢管水平支撑结构，其特征在于，在该缺口的底部设置有一垫板，该垫板的上表面形成为呈弧形的支撑面，钢管主撑支撑在该支撑面上。3.根据权利要求1所述的钢管水平支撑结构，其特征在于，沿H型钢连梁的长度方向，在缺口的两侧均焊接有肋板，肋板垂直于H型钢连梁的长度方向，且沿竖直方向延伸。4.根据权利要求1所述的钢管水平支撑结构，其特征在于，在该缺口的底部焊接有一补强板，该补强板沿水平方向延伸。5.根据权利要求1所述的钢管水平支撑结构，其特征在于，该钢管主撑包括沿一直线方向顺序连接的至少两根钢管，相邻的两根钢管之间经主撑接头可拆卸地连接在一起，该主撑接头的周向侧面与钢管的外周面位于同一虚拟管状面上。6.根据权利要求5所述的钢管水平支撑结构，其特征在于，每一主撑接头均包括焊接在钢管的端面上的端板、焊接在该端板上的短管以及焊接在该短管背离端板的一端上的法兰，在该法兰上设置有法兰孔，在端板与法兰之间设置有若干块径向板，该若干块径向板呈辐射状设置在短管的外侧；该端板的外周面、法兰的外周面以及径向板的径向外侧面共同形成主撑接头的周向侧面。7.钢管水平支撑结构的施工方法，其特征在于，该钢管水平支撑结构包括若干根钢管主撑以及支撑该若干根钢管主撑的H型钢连梁，该若干根钢管主撑水平设置、且相互平行，该H型钢连梁的腹板沿竖直方向延伸；该施工方法包括如下步骤：(1)在设定位置施工立柱，并在立柱上安装H型钢连梁，在该H型钢连梁上，至少对应于一根钢管主撑设置有一缺口，该缺口向上贯穿H型钢连梁的上翼缘、且与下翼缘具有距离；(2)在H型钢连梁上安装钢管主撑，使钢管主撑活动地支撑在所对应的缺口内；(3)对钢管主撑施加预应力，完成预应力的施加后，将钢管主撑固定安装到围檩上；(4)将上包箍可拆卸地安装到H型钢连梁的上翼缘上，该上包箍跨越该缺口，将钢管主撑紧密地抵压在该缺口内；(5)完成基坑的开挖；(6)卸去钢管主撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕超，刘飞，李仁民，王建兰，
申请(专利权)人：南京深地智能建造技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：