一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架制造技术

本发明专利技术公开了一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架包括围檩；拉杆；拉索；腹杆；锚座；多铰节点；所述围檩、所述拉杆、所述拉索、所述腹杆、所述锚座和所述多铰节点组合形成一抛物线形桁架；所述围檩用于承受桁架产生的压力，所述腹杆设有多根，多根所述腹杆与所述围檩垂直固定，所述腹杆的长度由所述围檩的中间向两侧依次减小；所述拉杆设有多根，所述拉杆分别连接所述腹杆的端部；所述拉杆和所述腹杆的连接位置设有所述多铰节点，所述拉杆通过所述多铰节点与所述腹杆转动连接；所述围檩的两侧设有与两侧的所述拉杆的端部连接的所述锚座，所述拉索与所述拉杆组合使用均起到了承受桁架拉力的作用；所述拉索之间设有横向张拉装置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架


[0001]本专利技术涉及土木工程
，尤其用于基坑工程
，特别涉及一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架。

技术介绍

[0002]在地下结构工程中，为满足施工开挖条件及对周边环境变形的控制，需进行专项基坑围护施工，其中部分基坑围护工程采用板式支护体系，即在基坑周围设置灌注桩、型钢桩、地下连续墙等挡土墙体，在基坑内挡土墙体顶部及中部需设置坑内支撑系统，作为挡土墙体的反力支点，用于平衡挡土墙外侧的土压力，支撑系统一般采用钢支撑或钢筋混凝土支撑。
[0003]钢支撑以其安装速度快、施工方便、可回收重复使用、可平衡加载控制基坑变形、成本低等优势，在基坑工程被大量应用。基坑工程中常用的钢支撑有型钢和钢管支撑，沿基坑围护桩设置围檩，钢支撑作为围檩的支点，共同承担基坑周围土压力。围檩一般按连续梁设计，跨度受截面及土压力值限制，跨度一般不宜超过10m，则钢支撑间距多在10m以内，实际应用中普遍存在以下问题：钢支撑数量较多，布置间距较小，影响基坑内土方开挖；支撑数量较多，分散布置，需要设置较多立柱，大量立柱除增加了基坑工程成本外，也会影响施工便利性，立柱穿越结构地下室底板时也会产生诸多不利影响；围檩为受弯构件，跨中部位有一定的弯曲变形，使基坑局部变形加大，对基坑周边环境对象保护不利。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]基于上述思路，本专利技术提供如下技术方案：一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架包括围檩；拉杆；拉索；腹杆；锚座；多铰节点；所述围檩、所述拉杆、所述拉索、所述腹杆、所述锚座和所述多铰节点组合形成一抛物线形桁架；所述围檩用于承受桁架产生的压力，所述腹杆设有多根，多根所述腹杆与所述围檩垂直固定，所述腹杆的长度由所述围檩的中间向两侧依次减小；所述拉杆设有多根，所述拉杆分别连接所述腹杆的端部；所述拉杆和所述腹杆的连接位置设有所述多铰节点，所述拉杆通过所述多铰节点与所述腹杆转动连接；所述围檩的两侧设有与两侧的所述拉杆的端部连接的所述锚座，所述拉索与所述拉杆组合使用均起到了承受桁架拉力的作用；所述拉索之间设有横向张拉装置。
[0006]优选地，锚座的内侧边设置有用于承受拉杆、拉索对锚座的拉力沿围檩方向的分力的牛腿；所述围檩与所述腹杆相交位置处设置有钢板预埋件，提高围檩局部受压承载力。
[0007]优选地，所述拉杆采用金属板切割制成，所述拉杆两端设有扩大头及销轴孔，拉杆分别与锚座、多铰节点采用销轴连接，形成可转动的铰接节点；拉杆作为桁架的受拉弦杆，在使用过程中仅承受拉力，不承受压力、弯距、剪力，可充分利用钢材的抗拉性能。
[0008]优选地，所述拉索包括索体、索锚头和螺纹锚杆组成，所述螺纹锚杆设置有球形螺
母，所述索体的两端设有所述索锚头，索锚头通过所述球形螺母与所述螺纹锚杆连接，拉索张紧后与拉杆组合使用，作为桁架的受拉弦杆，两端螺纹锚杆穿过锚座的承压板，与锚座锚固连接，索体绕过多铰节点，并从多铰节点的喇叭形开口的孔道中穿过，其中索体由七根Φ.的高强钢绞线组成，外包PE护套，与多较节点的喇叭口孔道内壁之间可滑动；拉索为柔性索，强度高，长度可根据需要定制，螺纹锚杆采用加长螺杆，与球形螺母组合使用，安装时使用扭矩扳手旋紧球形螺母，使拉索张紧绷直，并可施加一定量预拉应力，使拉索的抗拉强度能充分利用。因施加预应力时拉索会产生一定伸长变形量，考虑到此项变形量的影响，螺纹锚杆采用加长螺杆，额外加长量不小于拉索预拉时的伸长变形量。
[0009]优选地，所述腹杆包括型材段、千斤顶和腹杆叉耳组成；所述型材段包括型材、第一端板和第二端板，型材工作状态承受轴向压力，可采用钢管、热轧型钢等材料，所述型材的两端分别与所述第一端板和所述第二端板固定连接，所述第一端板和所述第二端板的外缘设有用于和所述千斤顶和所述腹杆叉耳连接的螺栓孔；所述千斤顶与所述第一端板连接，所述千斤顶的端部与所述围檩垂直，所述千斤顶顶紧所述围檩，所述千斤顶的端面设有用于在围檩夹角发生微小偏转时也可使千斤顶轴心受力的球铰垫片；所述腹杆叉耳包括双片耳板、底板和腹杆销轴；所述腹杆叉耳与所述第二端板连接，双片所述耳板上开设有用于通过腹杆销轴和所述多铰节点连接的销轴孔，所述腹杆叉耳与所述多铰节点之间形成铰接结构，进而保证腹杆为轴心受压构件，型材承受轴心压力时，横截面受力均匀，变形为轴向压缩，不会产生弯曲变形，不会发生压弯失稳，能最大程度利用。
[0010]优选地，所述锚座远离桁架的一侧还连接有拉条和主撑，所述锚座包括包括腹板、加厚耳板、底板、顶板、端板、牛腿托板、第一筋板、第二筋板、第三筋板、承压板、第四筋板、连接锚杆和加强锚杆；所述腹板与所述加厚耳板固定连接，加厚耳板中部设置有用于连接拉杆销轴孔，所述加厚耳板的厚度大于所述腹板；所述底板、所述顶板和所述端板均垂直焊接于所述腹板及所述加厚耳板的外边缘，所述顶板上开设有用于连接主撑的成组螺栓连接孔；所述底板上开设有用于穿过埋设于所述围檩内部的所述连接锚杆及所述加强锚杆的外露端的成组锚栓孔；所述端板上开设有用于穿过所述拉条的成组连接孔。
[0011]优选地，所述连接锚杆预埋于所述围檩的内部，所述连接锚杆的端部设有第一螺母和垫片；所述加强锚杆预埋于所述围檩的内部，所述加强锚杆的直径大于所述连接锚杆，所述加强锚杆的外部套设有套管，所述加强锚杆买入所述围檩的一端设有所述锚板，所述加强锚杆外露于围檩的一端设有第二螺母；加强锚杆为锚座与围檩直接的强化连接构件，能提供较大抗拉力，可将拉杆、拉索的拉力通过锚座传递到围檩；所述牛腿托板垂直设置于所述加厚耳板的侧面；所述第一筋板设有多个，所述第一筋板为矩形钢块，所述第一筋板的三边分别与所述腹板、所述底板和所述顶板垂直连接，提高锚座的整体强度和抗变形能力；所述第二筋板设有多个，所述第二筋板为矩形板块，所述第二筋板分别与所述腹板和所述加厚耳板垂直固定，加强锚座局部刚度和抗变形能力，提高底板在承受锚杆拉力时的强度；所述第三筋板三边分别与所述腹板、所述端板和相邻的一块第一筋板垂直固定，加强锚座局部刚度和抗变形能力，提高端板在承受拉条拉力时的强度；所述承压板一侧垂直固定于所述腹杆，所述承压板中间开孔，所述拉索的锚固端可穿过所述承压板的开孔并用螺母锁紧固定；所述第四筋板为三块矩形板块，所述第四筋板位于两根所述拉索的中间位置和两侧，所述第四筋板分别与腹板和承压板垂直固定，加强承压板在承受锚索拉力时的强度。
[0012]锚座为连接围檩、拉杆、拉索、主撑、拉条的核心构件，分别承受拉杆、拉索、拉条、围檩锚杆的连接锚杆及加强锚杆的拉力，以及主撑、围檩、牛腿的压力，其强度有较高要求，故设置较多附加加强板块，构紧凑、强度较高、抗变形能力强、安装拆除简单方便，构件重复利用率高。
[0013]优选地，所述多铰节点包括叉耳，孔道底板、孔道中板、孔道盖板和拉杆销轴；所述叉耳为两片钢板，所述叉耳与所述孔道底板固定连接，所述叉耳依次设有个销轴孔，位于中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，其特征在于，包括：围檩；拉杆；拉索；腹杆；锚座；多铰节点；所述围檩、所述拉杆、所述拉索、所述腹杆、所述锚座和所述多铰节点组合形成一抛物线形桁架；所述围檩用于承受桁架产生的压力，所述腹杆设有多根，多根所述腹杆与所述围檩垂直固定，所述腹杆的长度由所述围檩的中间向两侧依次减小；所述拉杆设有多根，所述拉杆分别连接所述腹杆的端部；所述拉杆和所述腹杆的连接位置设有所述多铰节点，所述拉杆通过所述多铰节点与所述腹杆转动连接；所述围檩的两侧设有与两侧的所述拉杆的端部连接的所述锚座，所述拉索与所述拉杆组合使用均起到了承受桁架拉力的作用；所述拉索之间设有横向张拉装置。2.根据权利要求1所述的一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，其特征在于，锚座的内侧边设置有用于承受拉杆、拉索对锚座的拉力沿围檩方向的分力的牛腿；所述围檩与所述腹杆相交位置处设置有钢板预埋件。3.根据权利要求1所述的一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，其特征在于，所述拉杆采用金属板切割制成，所述拉杆两端设有扩大头及销轴孔。4.根据权利要求1所述的一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，其特征在于，所述拉索包括索体、索锚头和螺纹锚杆组成，所述螺纹锚杆设置有球形螺母，所述索体的两端设有所述索锚头，索锚头通过所述球形螺母与所述螺纹锚杆连接。5.根据权利要求1所述的一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，其特征在于，所述腹杆包括型材段、千斤顶和腹杆叉耳组成；所述型材段包括型材、第一端板 和第二端板，所述型材的两端分别与所述第一端板和所述第二端板固定连接，所述第一端板和所述第二端板的外缘设有用于和所述千斤顶和所述腹杆叉耳连接的螺栓孔；所述千斤顶与所述第一端板连接，所述千斤顶的端部与所述围檩垂直，所述千斤顶顶紧所述围檩，所述千斤顶的端面设有用于在围檩夹角发生微小偏转时也可使千斤顶轴心受力的球铰垫片；所述腹杆叉耳包括双片耳板、底板和腹杆销轴；所述腹杆叉耳与所述第二端板连接，双片所述耳板上开设有用于通过腹杆销轴和所述多铰节点连接的销轴孔，所述腹杆叉耳与所述多铰节点之间形成铰接结构。6.根据权利要求1所述的一种运用于基坑工程的预应力组合张弦桁架，其特征在于所述锚座远离桁架的一侧还连接有拉条和主撑，所述锚座包括包括腹板、加厚耳板、底板、顶板、端板、牛腿托板、第一筋板、第二筋板、第三筋板、承压板、第四筋板、连接锚杆和加强锚杆；所述腹板与所述加厚耳板固定连接，加厚耳板中部设置有用于连接拉杆销轴孔，所述加厚耳板的厚度大于所述腹板；所述底板、所述顶板和所述端板均垂直焊接于所述腹板及所述加厚耳板的外边缘，所
述顶板上开设有用于连接主撑的成组螺栓连接孔；所述底板上开设有用于穿过埋设于所述围檩内部的所述连接锚杆及所述加强锚杆的外露端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟军，
申请(专利权)人：上海澄域环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：