一种水平支撑体系及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种水平支撑体系，其包括鱼腹梁和水平梁；鱼腹梁包括腰梁和安装在腰梁上的支撑架组，支撑架组包括若干支撑架，在支撑架上安装有承力件和拉索架；在支撑架组的两侧各设置有安装在腰梁上的水平梁；在相邻拉索架之间连接有中间拉索，在水平梁与拉索架之间连接有侧边拉索；在承力件和拉索架之间设置有第一保力盒和第一千斤顶，第一千斤顶用于张拉中间拉索和侧边拉索，产生预应力。本申请还公开了水平支撑体系的施工方法。利用腰梁使水平梁和鱼腹梁成为一个整体，预应力主要集中在拉索上，减少了腰梁的变形，鱼腹梁在较少的变形下即可提供更大的反抗力，减少了基坑侧壁的变形，提高了基坑施工的安全性。提高了基坑施工的安全性。提高了基坑施工的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种水平支撑体系及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种水平支撑体系及其施工方法。

技术介绍

[0002]鱼腹梁为基坑内部的一种支撑，其用于开挖面积较大的基坑，在鱼腹梁的安装过程中，一根拉索贯穿整个鱼腹梁，并对拉索的两端进行张拉，以使锚索产生预应力。由于拉索贯穿整个鱼腹梁，在对拉索的两端进行张拉时，由于摩擦力的作用，易于使拉索的支撑杆产生弯曲，造成鱼腹梁结构的不稳定。
[0003]目前，由于鱼腹梁是直接安装在基坑边缘的支护桩上，在对拉索张拉过程中，腰梁产生弯曲变形，腰梁的两端会向外产生弯曲，使腰梁两端与支护桩的连接件产生较大的内应力，需要采用高强度的连接件来保证腰梁与支护桩的稳定连接，提高了水平支撑体系的建造成本。
[0004]另外，现有鱼腹梁在安装时，主要采用整体吊装方式，鱼腹梁的重量达到20
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30吨，在吊装鱼腹梁时，需要大型吊装设备才能，需要在基坑边缘设置专门的吊装平台，并对吊装平台进行整修和硬化加固，使得鱼腹梁的安装费用较高，也提高了基坑的施工费用。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术首先提出了一种水平支撑体系，其包括鱼腹梁和水平梁；
[0006]该鱼腹梁包括安装在支护桩上的腰梁和安装在该腰梁上的一个支撑架组，该支撑架组包括若干支撑架，该若干支撑架沿水平方向朝同一方向延伸、且均垂直于该腰梁，该若干支撑架沿腰梁的长度方向间隔设置，且支撑架的长度由中间向两侧逐渐缩短，在每一支撑架上均安装有一顶升部，每一顶升部均包括一个承力件和一个拉索架，该承力件和拉索架间隔设置，该拉索架位于承力件的背离腰梁的一侧；
[0007]在该支撑架组的水平方向的两侧各设置有一架水平梁，水平梁的一端安装在该腰梁上；
[0008]在相邻的两个拉索架之间连接有中间拉索，并在任一水平梁与相邻的拉索架之间连接有侧边拉索；
[0009]在每一顶升部的承力件和拉索架之间均设置有第一保力盒和第一千斤顶，该第一千斤顶用于将拉索架朝远离承力件的方向推动，以张拉所述中间拉索和侧边拉索，产生预应力，并在完成对中间拉索和侧边拉索的张拉后，将第一保力盒固定在承力件和拉索架之间，使拉索架经第一保力盒支撑在承力件上。
[0010]本申请中，第一保力盒和下述的第二保力盒均为一钢结构件，用于保持拉索的预应力，故称之为保力盒。本申请中，中间拉索和侧边拉索统一称为拉索。中间拉索以及中间拉索均为独立的拉索。
[0011]本申请中，水平梁安装在腰梁上，通过腰梁的连接，使水平梁和鱼腹梁连接为一个整体，在对拉索进行张拉时，由于有水平梁的限制，预应力主要集中在拉索上，减少了腰梁
的弯曲变形，降低了腰梁与支护桩之间连接件的内应力，随着基坑挖掘深度的增加，基坑外部压力持续增大时，鱼腹梁在较少的变形下即可提供更大的反抗力，使得基坑挖掘过程中，基坑侧壁的变形减少，保证了基坑侧壁的稳定性，从而提高了基坑挖掘过程中的安全性。利用本申请能够使单个鱼腹梁的跨度达到30
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50米，使单个鱼腹梁所所对应的基坑侧壁区域加大，提高基坑的安全性。在基坑侧壁变形时，其变形压力会作用在整个鱼腹梁上，当鱼腹梁的跨度较短时，会造成单个鱼腹梁的截面承受过大的压强，加大鱼腹梁的跨度，能够有效地分散所受到的变形压力，降低单个鱼腹梁的截面所承受的压强，提高基坑安全系数。
[0012]进一步，为便于固定中间拉索以及侧边拉索，每一拉索架均包括一拉索箱，每一中间拉索的两端均安装有第一拉索头，该第一拉索头自由地穿过拉索箱的箱体后，伸入到拉索箱的内腔中，并经第一螺母锁定在拉索箱上。拉索箱优选采用整体铸造件或者焊接钢结构件。设置拉索箱后，利用拉索箱将包括中间拉索和侧边拉索在内的相邻的两根拉索连接起来，利用拉索箱来进行预应力的传递，不但可以保证鱼腹梁内预应力的均匀布置，而且还可以利用拉索箱的高强度保证支撑系统的安全。
[0013]进一步，为避免在进行预应力施工过程中，拉索的端部产生弯曲，在第一螺母与拉索箱的箱体之间垫设有球面垫片。设置球面垫片后，在张拉过程中，球面垫片能够随着拉索产生转动，最大限度地使张拉后的拉索在处于直线状态，可以避免拉索在张拉过程中，产生弯曲和磨损，影响拉索的强度及使用寿命。
[0014]进一步，每架水平梁均包括连接在腰梁上的底座以及与底座间隔设置的主梁，在底座与主梁之间设置有第二保力盒和第二千斤顶，该第二千斤顶用于扩大底座与主梁之间的距离，以使水平梁产生预应力。在水平梁上施加预应力后，不但可以提高水平梁抵抗基坑外部压力的能力，还可以提高水平梁对腰梁的抵压力，提高拉索张拉过程腰梁的稳定性，降低腰梁在拉索张拉过程中的弯曲程度。
[0015]进一步，为便于安装侧边拉索，在底座上安装有拉索座，侧边拉索的两端均安装有第二拉索头，其中一个第二拉索头自由地穿过拉索座后、经第二螺母锁定在拉索座上。设置专门的拉索座后，可以方便地将侧边拉索固定在水平梁上，并保证侧边拉索在张拉过程中的稳定性，避免在张拉过程中，由于固定不牢固，而导致侧边拉索脱离水平梁。
[0016]具体地，为保证支撑架的强度，至少有一个支撑架包括两根垂直于该腰梁的支撑柱，在该两根支撑柱之间安装有联系撑，并在支撑柱的至少一侧安装有斜撑。
[0017]进一步，为适应超长基坑的施工，包括N个支撑架组和N+1架水平梁，支撑架组和水平梁间隔设置，N为≥2的整数。每个支撑架组均可以形成一个鱼腹梁，由此可以形成共用同一根腰梁的多鱼腹梁和多水平梁支撑体系，以提高基坑施工过程中的安全性。
[0018]其次，本申请还提出了一种上述任一项水平支撑体系的施工方法，其包括如下步骤：
[0019](1)下沉支撑柱，在支护桩上安装腰梁；
[0020](2)在腰梁上安装支撑架和水平梁，并将支撑架和水平梁架设在支撑柱上；
[0021](3)安装中间拉索和侧边拉索，并将中间拉索和侧边拉索张紧锁定；
[0022](4)启动第一千斤顶，使顶升件与承力件之间的距离增大，对中间拉索和侧边拉索进行张拉，直到第一设定压力，使中间拉索和侧边拉索产生预应力，在第一保力盒与承力件或顶升件之间垫设第一垫板，泄去第一千斤顶的压力；
[0023]当中间拉索和侧边拉索的预应力低于第一设定阈值时，启动第一千斤顶，使中间拉索和侧边拉索的预应力恢复。
[0024]在该施工方法中，对腰梁、支撑架以及水平梁分别进行安装，可以采用小型吊装设备进行施工，同时可以采用多点作业，以提高施工效率。而在目前，鱼腹梁是完成组装后，采用整体吊装方式进行安装，一般鱼腹梁的重量达到20吨，一些大型鱼腹梁的重量可以达到40吨，在吊装鱼腹梁时，需要采用大型的吊装设备才能完成鱼腹梁的安装，为了大型吊装设备的行走，需要在基坑边缘设置专门的吊装平台，并对吊装平台进行整修和硬化加固，使得鱼腹梁的安装费用较高，也提高了基坑的施工费用。本施工方法中，由于将鱼腹梁分块安装，单个部件的重量控制在5吨，采用小型的吊装设备即可完成安装，而且在安装过程中，采用多点作业时，可以大幅度地节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平支撑体系，其特征在于，包括鱼腹梁和水平梁；该鱼腹梁包括安装在支护桩上的腰梁和安装在该腰梁上的一个支撑架组，该支撑架组包括若干支撑架，该若干支撑架沿水平方向朝同一方向延伸、且均垂直于该腰梁，该若干支撑架沿腰梁的长度方向间隔设置，且支撑架的长度由中间向两侧逐渐缩短，在每一支撑架上均安装有一顶升部，每一顶升部均包括一个承力件和一个拉索架，该承力件和拉索架间隔设置，该拉索架位于承力件的背离腰梁的一侧；在该支撑架组的水平方向的两侧各设置有一架水平梁，水平梁的一端安装在该腰梁上；在相邻的两个拉索架之间连接有中间拉索，并在任一水平梁与相邻的拉索架之间连接有侧边拉索；在每一顶升部的承力件和拉索架之间均设置有第一保力盒和第一千斤顶，该第一千斤顶用于将拉索架朝远离承力件的方向推动，以张拉所述中间拉索和侧边拉索，产生预应力，并在完成对中间拉索和侧边拉索的张拉后，将第一保力盒固定在承力件和拉索架之间，使拉索架经第一保力盒支撑在承力件上。2.根据权利要求1所述的水平支撑体系，其特征在于，每一拉索架均包括一拉索箱，每一中间拉索的两端均安装有第一拉索头，该第一拉索头自由地穿过拉索箱的箱体后，伸入到拉索箱的内腔中，并经第一螺母锁定在拉索箱上。3.根据权利要求2所述的水平支撑体系，其特征在于，在第一螺母与拉索箱的箱体之间垫设有球面垫片。4.根据权利要求1所述的水平支撑体系，其特征在于，每架水平梁均包括连接在腰梁上的底座以及与底座间隔设置的主梁，在底座与主梁之间设置有第二保力盒和第二千斤顶，该第二千斤顶用于扩大底座与主梁之间的距离，以使水平梁产生预应力。5.根据权利要求4所述的水平支撑体系，其特征在于，在底座上安...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：