[發明專利]一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置及施作方法

有效

• 申請號: 201510328719.2
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104929134B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 張明聚;李家云;苑媛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

1.一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：錐楔式活絡裝置(12)包括錐形支腿(3)、夾板(1)、高強螺栓(2)、欄板(4)、固定圓桿(6)、固定擋板(7)、法蘭(17)；所述錐楔式活絡裝置(12)在各高強螺栓(2)的作用下，通過兩塊對稱的夾板(1)與錐形支腿(3)進行夾緊來承受和傳遞鋼支撐的軸力；

錐形支腿(3)的一端焊接有端部法蘭(17)；夾板(1)的一端連接有另一端部法蘭(17)；

所述夾板(1)的主體由厚壁鋼板(18)組成，厚壁鋼板(18)的表面為三級臺階結構；其中第一級臺階為夾板(1)的端部；第二級臺階上設置有一排孔；第三級臺階上設置有兩排孔；

兩塊夾板(1)設置在三塊固定擋板(7)之間，通過固定圓桿(6)串接；各固定擋板(7)相互平行對稱，固定擋板(7)焊接在夾板(1)的端部法蘭(17)上，各固定擋板(7)上設置有三個均勻布置的螺紋孔；夾板(1)的端部預留有三個均勻布置的圓孔(22)，圓孔(22)直徑大于固定圓桿(6)直徑；所述固定擋板(7)上的螺紋孔與夾板(1)上的圓孔(22)相對應，固定圓桿(6)穿過螺孔(19)、圓孔(22)將兩塊夾板(1)與三塊固定擋板(7)相連接，固定圓桿(6)與螺孔(19)采用焊接固定；

夾板(1)的端部與其端部的法蘭(17)之間刨平頂緊，夾板(1)的端部沿固定圓桿(6)軸向自由滑動；

兩夾板(1)之間的外側設置有千斤頂托盤(9)，千斤頂托盤(9)焊接在夾板(1)的端部法蘭(17)上；千斤頂(10)安裝在千斤頂托盤(9)上；

所述錐形支腿(3)的主體由錐形鋼板(20)組成，錐形支腿(3)的中心切空成三角形，錐形支腿(3)的兩側錐面上預留有矩形螺栓槽(5)；錐形支腿(3)錐面與夾板(1)內側接觸面配合；欄板(4)焊接在夾板(1)另一端的左右外側邊上，用以沿周向固定錐形支腿(3)；錐形支腿(3)端部的法蘭(17)與錐形鋼板(20)間焊接有錐形支腿加勁肋板(8)；

高強螺栓(2)為雙排布置方式，高強螺栓(2)穿過夾板(1)臺階上的孔以及錐形支腿(3)上的矩形螺栓槽(5)固定擰緊，并將錐形支腿(3)、夾板(1)連接。

2.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述錐形支腿(3)長度為400～600mm，所述焊接在錐形支腿(3)端部的法蘭(17)厚度為20～30mm，用于防止鋼支撐軸力過大使錐形支腿頂部法蘭局部出現大變形。

3.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述夾板(1)長度為300～600mm，夾板內側斜面之間夾角為30°，既要保證足夠的接觸面承受錐形支腿接觸力，又要保證材料不被壓壞。

4.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述夾板(1)的一端螺帽處，預留有螺帽槽(16)，螺帽槽(16)的槽深10～20mm。

5.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述高強螺栓(2)的長度為500～600mm。

6.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述固定圓桿(6)長度為300～400mm，直徑為40～50mm。

7.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述固定擋板(7)為長方體，長250～350mm，寬15～35mm，高50～70mm；在固定擋板長×高面上為固定圓桿(6)預留有孔。

8.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：所述夾板(1)端部的法蘭(17)厚度為20～30mm，用以防止鋼支撐軸力過大使夾板下端法蘭局部出現大變形。

9.根據權利要求1所述的一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置，其特征在于：夾板(1)刨平頂緊在法蘭(17)上且能在固定圓桿(6)上移動，通過調節高強螺栓(2)調節夾板(1)間距。

10.一種用于基坑工程內支撐的錐楔式活絡裝置施作方法，其特征在于：

該方法包括如下步驟，

步驟一：夾板(1)制作：夾板(1)材料采用45號鋼，高600mm，錐楔面與豎直方向成15°角，由兩塊長200mm×寬400mm×高600mm厚壁鋼板(18)加工而成，厚壁鋼板(18)內側從頂部75mm位置以15°角度開始漸變切割形成錐口狀，厚壁鋼板(18)高350mm位置外側車削深50mm長度為150mm臺階，于高200mm位置外側車削深50mm長度為200mm臺階；夾板(1)頂部鋼板厚度為75mm，底部厚度為100mm；制作兩塊夾板(1)的厚壁鋼板(18)加工后需要對稱布置，螺孔(19)中心對齊；夾板(1)的厚壁鋼板(18)通過螺孔(19)、固定圓桿(6)和固定擋板(7)連接，固定擋板(7)焊接20mm厚的法蘭(17)，在夾板(1)底端法蘭(17)橫截面左右對稱位置焊接千斤頂托盤(9)；

步驟二：高強螺栓(2)制作：采用標準件M48，螺距5mm，10.9級，長度為600mm，共6套；

步驟三：錐形支腿(3)制作：由錐形鋼板(20)加工而成；材料采用45號鋼，四棱臺形狀，上底面為長400×寬59mm，下底面為400mm×348mm，錐形支腿(3)高540mm，梯形面方向將錐形支腿(3)中心切割成空等腰三角形，錐面壁厚50mm，下底面壁厚為30mm；錐面方向預留兩道長465mm×寬48mm螺栓槽(5)，螺栓槽(5)對稱布置，距離邊線距離為72mm；

步驟四：欄板(4)制作：材料采用Q235，長150mm，上寬70mm，下寬20mm，厚20mm，呈直角梯形狀，加工四件；斜邊對齊夾板(1)斜面對稱焊接在夾板(1)外側攔住錐形支腿(3)；

步驟五：夾板(1)與錐形支腿(3)的連接：將錐形支腿(3)插入夾板(1)內，再通過高強螺栓(2)穿過夾板(1)的螺孔(19)和錐形支腿(3)的螺栓槽(5)對拉擰緊，使兩夾板(1)能與錐形支腿(3)錐面密貼在一起形成錐楔式活絡裝置(12)；

步驟六：將加工制作的錐楔式活絡裝置(12)、預先制作好的鋼支撐固定節段(13)和鋼支撐(21)運輸至施工現場，鋼支撐(21)安裝前預拼裝，拼裝偏差應符合設計要求或相關規范規定，每根鋼支撐(21)的安裝軸線偏心不大于20mm；

步驟七：儀器測量定位，在鋼圍檁(14)上準確安裝鋼支撐固定節段(13)，螺栓不擰緊；

步驟八：采用起重設備拼裝鋼支撐(21)，并安裝錐楔式活絡裝置(12)，將錐楔式活絡裝置(12)兩端分別與鋼支撐(21)連接；

步驟九：選擇適宜的千斤頂(10)，準確將千斤頂(10)安放在夾板(1)的千斤頂托盤(9)上，待千斤頂(10)頂至到千斤頂活塞位置(11)后，保證軸心受力；調試儀器，液壓泵必須帶有壓力表，以控制液壓泵的壓力和加壓的速率；

步驟十：按照設計的預加軸力逐級進行加壓，兩法蘭(17)之間伸長，錐形支腿(3)隨之伸出，檢查鋼支撐(21)和鋼圍檁(14)有無異常后，擰緊鋼支撐固定節段(13)的螺栓；

步驟十一：預加軸力達到設定值時，預加軸力作用于錐形支腿(3)上，通過高強螺栓(2)和夾板(1)傳遞給鋼支撐(21)，實現了鋼支撐軸力的施加；鎖定千斤頂(10)，擰緊雙排高強螺栓(2)，緩慢拆除千斤頂(10)，該裝置開始承受和傳遞鋼支撐的軸力。