一种钢管支撑架设施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钢管支撑架设施工工艺，包括确定钢管支撑施工工艺的设计指标，根据设计预加力值及其对应的超加系数，确定千斤顶油压预加力值；用千斤顶撑开钢管与活络头，当千斤油压稳定读数不低于油压读数限值时，活络头与钢管之间产生联接空隙长度，填入矩形钢榫、固定楔形钢榫和活动楔形钢榫；击入活动楔形钢榫，锁紧钢榫；测量活动楔形钢榫出露高度，计算楔形钢榫打入比，检验楔形钢榫打入比是否小于楔形钢榫打入比设计值；若楔形钢榫打入比小于楔形钢榫打入比设计值，则增大千斤油压稳定读数，使活络头与钢管之间的联接空隙长度增大；若楔形钢榫打入比不小于楔形钢榫打入比设计值，则卸除千斤顶压力。本发明专利技术能够增加支护结构的安全度。构的安全度。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管支撑架设施工工艺


[0001]本专利技术涉及一种支撑架设施工工艺，尤其涉及一种钢管支撑架设施工工艺。

技术介绍

[0002]对于多层支撑的深基坑，每层土开挖过程中的支撑架设条件均是影响围护结构变形的重要因素。由于软土地区土含水量高，强度低，开挖卸荷后所产生的主动土压力大，因此钢管支撑架设后钢管支撑预加轴力偏小或支撑刚度偏低均会导致变形增大。目前钢管支撑的架设施工质量优劣对基坑支护安全有重要影响。规范对钢管支撑的轴力承载能力或确定方法没有明确规定，工程人员通常根据《钢结构设计标准》(GB50017
‑
2017)将钢管支撑看作受压问题，按轴心受压构件确定钢管受压屈服承载能力；通常认为壁厚t＝16mm的钢管支撑承载能力为3000kN；没有考虑联接钢榫的临塑限值对钢管支撑轴力的影响，由此已有因钢管承载力能不足而发生基坑失稳坍塌的实例。另外，钢管支撑架设施工质量还会影响钢管支撑刚度不稳定，远小于钢管轴向压缩刚度，进而发生预加力衰减以及开挖过程中的实际轴力值离散、规律性差的现象。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种钢管支撑架设施工工艺，确保钢管支撑的轴力承载力和预加力满足设计要求，进而增加支护结构的安全度。
[0004]技术方案：本专利技术包括以下步骤：
[0005]步骤(1)，确定钢管支撑施工工艺的设计指标，包含钢管支撑承载能力N
a
、设计预加力值N
d
、楔形钢榫打入比设计值α
d
以及活络头与钢管之间的空隙深度h；
[0006]步骤(2)，根据设计预加力值N
d
及其对应的超加系数θ，确定千斤顶油压预加力值N0，要求千斤顶油压预加力值N0不大于压屈承载能力N
max
，进而根据千斤顶荷载与油压标定关系，确定油压读数限值；
[0007]步骤(3)，用千斤顶撑开钢管与活络头，当千斤油压稳定读数不低于油压读数限值时，活络头与钢管之间产生联接空隙长度，填入矩形钢榫、固定楔形钢榫和活动楔形钢榫；
[0008]步骤(4)，击入活动楔形钢榫，锁紧钢榫；
[0009]步骤(5)，测量活动楔形钢榫出露高度，计算楔形钢榫打入比α，检验楔形钢榫打入比α是否小于楔形钢榫打入比设计值α
d
；
[0010]步骤(6)，若楔形钢榫打入比α小于楔形钢榫打入比设计值α
d
，则增大千斤油压稳定读数，使活络头与钢管之间的联接空隙长度增大，重复第(4)～(6)步，否则进入下一步；
[0011]步骤(7)，若楔形钢榫打入比α不小于楔形钢榫打入比设计值α
d
，则卸除千斤顶压力，钢管支撑架设完成。
[0012]所述的打入比α为：
[0013][0014]式中：α为楔形钢榫打入比；h为活络头与钢管之间的空腔深度；h
′
为楔形钢榫互补有效高度；S为活动楔形钢榫出露高度，打入比α在0～1之间取值。
[0015]所述钢管支撑的轴向抗压刚度实际值由钢管轴向抗压刚度折减后确定：
[0016]k
′
R
＝κ
·
k
R
[0017]式中：κ为与楔形钢榫打入比α相关的折减系数；k
R
为不考虑楔形钢榫打入比α时钢管支撑轴向抗压刚度；k
′
R
为考虑楔形钢榫打入比α后钢管支撑轴向抗压刚度。
[0018]所述千斤顶油压预加力值N0与有效预加力值N1之差为轴力损失值；所述有效预加力值N1与千斤顶油压预加力值N0之比为轴力保存率μ，μ＝N1/N0。
[0019]所述千斤顶油压预加力超加系数θ为：
[0020][0021]式中：μ
‑
轴力保存率。
[0022]所述千斤顶油压预加力值为：
[0023]N0≥N
d
θ
[0024]所述楔形钢榫打入比设计值α
d
不低于0.7。
[0025]所述钢管支撑由压屈承载能力N
max
和联接钢榫的临塑承载能力N
p
共同确定：
[0026][0027]N
p
＝a
·
h
·
α
·
σ
s
‑
b
[0028]式中:N
a
为钢管支撑承载能力；N
max
为压屈承载能力；N
p
为临塑承载能力(kN)；a为联接钢榫截面宽度；α为楔形钢榫打入比；h为联接钢榫截面高度；σ
s
为联接钢榫材料屈服强度；b为考虑联接钢榫临塑状态时承载力修正值。
[0029]所述设计预加力值N
d
不大于临塑承载能力N
p
。
[0030]有益效果：本专利技术提出钢管支撑施工工艺的设计指标、施工质量指标，为钢管支撑架设的施工质量评估提供量化指标；提出利用千斤顶油压预加力超加值来弥补预加力损失的施工方法；提出钢管支撑的承载能力应取轴向受压稳定性的承载能力和临塑承载能力两者取小值；临塑承载能力与楔形钢榫打入比α呈线性正相关，建立钢管支撑承载能力与施工质量的定量关系，规范钢管支撑设计指标，施工架设质量指标，以提高设计与施工的配合程度，明确钢管支撑架设的工程质量检测方法，确保钢管支撑的轴向承载力和预加力满足设计要求，进而增加支护结构的安全性。
附图说明
[0031]图1为本专利技术在千斤顶预加力时的示意图；
[0032]图2为本专利技术在钢榫锁紧后的示意图；
[0033]图3为本专利技术楔形钢榫打入程度示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0035]如图1至图3所示，本专利技术的钢管支撑包括钢管1和活络头2，钢管1和活络头2之间
连接有钢榫，钢榫包括矩形钢榫6、固定楔形钢榫4和活动楔形钢榫5，相对钢管截面，钢榫截面小，使支撑轴向压缩刚度减小，预加力损失程度加大，是钢管支撑的关键部位和薄弱部位。其中，矩形钢榫6是调节钢管1与活络头2之间空腔长度的构件，固定楔形钢榫4和活动楔形钢榫5组成一对互补的楔形钢榫，互补程度决定着钢管支撑承载能力。楔形钢榫互补程度可用打入比α表达，打入比α为：
[0036]α＝h
′
/h
ꢀꢀꢀ
(1)
[0037]式中：α为楔形钢榫打入比；h为活络头与钢管之间的空腔深度；h
′
为楔形钢榫互补有效高度，打入比α在0～1之间取值，因此，钢管支撑承载能力与楔形钢榫打入比α呈正相关性。通过测量活动楔形钢榫的外露高度S，可计算钢榫打入比α：
[0038][0039]式中，S为活动楔形钢榫出露高度。
[0040]钢管支撑轴向抗压刚度与楔形钢榫打入比α呈正相关，钢管支撑轴向抗压刚度实际值由钢管轴向抗压刚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管支撑架设施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，确定钢管支撑施工工艺的设计指标，包含钢管支撑承载能力N
a
、设计预加力值N
d
、楔形钢榫打入比设计值α
d
以及活络头与钢管之间的空隙深度h；步骤(2)，根据设计预加力值N
d
及其对应的超加系数θ，确定千斤顶油压预加力值N0，要求千斤顶油压预加力值N0不大于压屈承载能力N
max
，进而根据千斤顶荷载与油压标定关系，确定油压读数限值；步骤(3)，用千斤顶撑开钢管与活络头，当千斤油压稳定读数不低于油压读数限值时，活络头与钢管之间产生联接空隙长度，填入矩形钢榫、固定楔形钢榫和活动楔形钢榫；步骤(4)，击入活动楔形钢榫，锁紧钢榫；步骤(5)，测量活动楔形钢榫出露高度，计算楔形钢榫打入比α，检验楔形钢榫打入比α是否小于楔形钢榫打入比设计值α
d
；步骤(6)，若楔形钢榫打入比α小于楔形钢榫打入比设计值α
d
，则增大千斤油压稳定读数，使活络头与钢管之间的联接空隙长度增大，重复第(4)～(6)步，否则进入下一步；步骤(7)，若楔形钢榫打入比α不小于楔形钢榫打入比设计值α
d
，则卸除千斤顶压力，钢管支撑架设完成。2.根据权利要求1所述的一种钢管支撑架设施工工艺，其特征在于，所述的打入比α为：式中：α为楔形钢榫打入比；h为活络头与钢管之间的空腔深度；h
′
为楔形钢榫互补有效高度；S为活动楔形钢榫出露高度，打入比α在0～1之间取值。3.根据权利要求1所述的一种钢管支撑架设施工工艺，其特征在于，所述钢管支撑的轴向抗压刚度实际值由钢管轴向抗压刚度折减后确定：k
′
R
＝κ
·
k
R
式中：κ为与楔形钢榫打入...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹雪山，顾祎鸣，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：