一种增大预应力的鱼腹梁装置

技术领域

本发明属于基坑工程支护技术领域，涉及了一种预应力的鱼腹梁装置；具体的是，涉及了一种增大预应力的鱼腹梁装置。

背景技术

随着城市规模不断扩张，建筑业的相关规范和施工技术相对完善，高层、超高层建筑拔地而起，可利用的地上空间日渐紧张，因此城市建设向地下空间转变成为必然趋势。

为满足城市用地空间的需求，基坑工程向着开挖深、面积大、周边环境复杂的方向发展。由于相关法律法规和施工现场复杂的周边环境限制，使得桩锚支护应用受到阻碍，内支撑支护成为现行基坑支护的主要形式。传统的混凝土基坑支护养护时间较长虽能控制基坑开挖变形要求，但也存在一些不足之处。如：在现行的钢筋混凝土支撑或钢支撑支护的基坑中，其对撑、角撑和立柱分布密集，导致施工空间狭小，给基坑的挖运土带来很大的困难，必须采用吊机、抓斗机配合栈桥挖运土方，影响施工效率；而且混凝土支撑拆除需采用预先制定的爆破方式，并留下大量垃圾。

为了获得较大的基坑开挖空间

预应力鱼腹梁型钢支撑结构与传统内支撑支护系统相比，可节省一定造价；安装拆除快、挖土及地下室施工空间大，可节省部分工期；动态施加预应力，有效控制基坑变形及沉降；工厂化加工，专业工人施工，严格管理，不需大型机械；土方及地下结构具有较大的施工空间；95％以上拆除的钢支撑可全部重复利用，节能环保。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供了一种用于优化基坑支撑受力的鱼腹梁结构，钢梁的安装可减小钢绞线的数量，剪刀撑可灵活调节支撑角度，控制矩形钢撑梁之间的距离，在深基坑支护结构中鱼腹梁腹杆拆装方便，可多次重复利用，所要解决的技术问题在于，克服了现有技术中深基坑支护结构难以满足基坑内施工操作空间大，可灵活控制腹杆角度，达到方便施工的目的。

技术方案：本发明提出了一种增大预应力的鱼腹梁装置，该鱼腹梁包括三角键、钢绞线、若干螺栓、围檩、矩形钢撑梁、若干长度不等的剪刀撑、弧形钢梁、若干直腹杆、端部连接构件、混凝土垫板、锚固装置、紧固装置、若干斜腹杆、转轴装置、横梁、连接装置、卡槽、半圆形连接件、矩形垫板、加劲板、锁定钢绞线锚具、预应力锁定装置、角度转盘、拉力构件、转杆、钢管。所述钢绞线穿过所述的矩形钢撑梁与所述三角键内侧的预应力张拉锁定装置相连接，所述矩形钢撑梁在直腹杆左右两侧对称平行布置，一端为含有两个圆形孔的U形凹槽恰能卡住弧形钢梁，端部用螺栓固定，另一端为中部带有锯齿形的弧形构件，在沿钢绞线方向有适当的弯曲，在所述矩形钢撑梁侧面中部有两排矩形卡槽；若干所述剪刀撑长度不等的，其端部有四个与矩形卡槽配套的稳固卡扣，通过中间的圆形旋转轴调整支撑角度。所述弧形钢梁穿过所述直腹杆端部连接构件，其两端贯通插入并伸出围檩和混凝土垫板，通过所述锚固装置进行固定，所述弧形钢梁对称设置若干不同长度所述直腹杆与围檩固定连接；若干所述直腹杆两侧设置八字形斜腹杆，若干所述斜腹杆下端通过连接装置转动连接围檩。所述角度转盘为圆柱体，在圆柱体上表面外部周围有8个通透的圆孔，在所述角度转盘下表面圆心位置有一个螺纹孔，螺纹孔深度是圆柱体的一半。在所述角度转盘侧面中部高度对应圆孔的位置有长方形的孔洞与圆孔相通，且深度超过圆孔内侧。所述拉力构件一端是一个U型的挂钩，另一端内侧中间位置有一个圆孔，圆孔的大小与所述角度转盘周围的圆孔大小一致。所述转杆顶端有外螺纹，所述角度转盘内侧的螺纹孔是与所述转杆相连接，在所述转杆长度方向的同一侧排列有若干个通透的圆孔。转杆底部与之相连的有一个所述钢管，所述钢管内壁大小与转杆直径间隙配合且低端为圆锥形，所述钢管上与所述转杆圆孔相对应的位置也为等大的圆孔。所述钢管与所述转杆伸缩到同一平面圆孔相对应时，可用销钉固定，用来调节所述转杆的长度。

进一步，所述围檩、直腹杆、斜腹杆、三角键和横梁均由H型钢组成。

进一步，所述矩形钢撑梁、剪刀撑、卡扣均为高强度构件。

进一步，所述矩形钢撑梁带有锯齿的一端，锯齿之间为弧形槽。

进一步，所述钢绞线由3根以上钢丝咬合构成，具有高强度、低松弛和锚固容易的特点。

进一步，所述剪刀撑可选择不同长度的构件调整角度，根据卡槽位置可沿矩形钢撑梁方向移动，根据需求可适当增加或减少剪刀撑。

进一步，所述连接装置包括U形连接装置、弧形连接孔、转轴构件和卡槽，所述U形连接装置的上下两端平行放置于斜腹杆的上下翼缘，并用两个卡槽将两者固定，便于斜腹杆与围檩连接。

进一步，所述U形连接装置其一侧的矩形构件开设孔洞，并平行放置于两个弧形连接孔之间，两个所述弧形连接孔在垂直方向上平行焊接与矩形垫板上，所述转轴构件穿过的U形连接装置矩形构件上的孔洞和弧形连接孔，所述转轴构件连接由两个直径大小不一的圆柱形嵌套和两个球形构成，所述转轴构件中的球形装置位于外侧柱形和弧形连接孔之间，便于滚动，减小摩擦。

进一步，所述滚轴装置表面光滑。

进一步，所述弧形导向管与所述普通钢管构件内部喷射高强混凝土，增加构件整体强度。

进一步，防止鱼腹梁低头的构件置于鱼腹梁外侧一定位置处，以至于所述拉力构件带有U形挂钩的一端，勾住所述钢梁。所述角度转盘侧表面的孔洞用来与所述拉力构件连接，当所述拉力构件有孔洞的一端伸入所述角度转盘，两者圆形孔洞上下对齐时用销钉固定。所述转杆在钢管内上下提升的过程中在两者孔洞对应位置可用销钉固定，以钢管长度。所述钢管低端为圆锥形便于插入土体。

有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：1、本发明中的腹杆角度是可以进行左右调节的；腹杆角度的可调性可以实现鱼腹梁支撑对基坑变形的主动控制；协调基坑开挖、降水和坑周堆载与土压力之间的平衡；2、本发明中弧形钢梁可减少张拉钢绞线的数量，减小钢绞线之间张拉产生摩擦使预应力损失；3、本发明中的鱼腹梁可实现工厂预制现场装配，可回收重复利用，是一种经济高效、绿色环保的支撑体系。

附图说明

图1是本发明中鱼腹梁装置的总体平面示意图；

图2是本发明中鱼腹梁装置的三维结构示意图；

图3是本发明中端部连接构件的放大图；

图4是本发明中矩形钢撑梁与剪刀撑的连接示意图；

图5是本发明中剪刀撑的结构示意图；

图6是本发明中钢梁端头的连接示意图；

图7是本发明中连接装置与半圆形连接件的连接图；

图8是本发明中连接装置图；

图9是本发明中转轴装置图；

图10是本发明中半圆形连接件与钢板连接图；

图11是本发明中防止鱼腹梁低头的构件示意图；

图中，1是三角键，2是钢绞线，3是螺栓，4是围檩，5是矩形钢撑梁，6是剪刀撑，6-1是稳固卡扣，6-2是圆形旋转轴，7是弧形钢梁，8是直腹杆，9是端部连接构件，11是锚固装置，12是紧固装置，13是斜腹杆，13-1是上翼缘，13-2是下翼缘，14是转轴装置，15是横梁，16是连接装置，16-1是U形连接装置，16-2是矩形构件，16-3是圆形孔洞，17是卡槽，18是半圆形连接件，18-1是圆孔，19是矩形垫板，20是加劲板，21是锁定钢绞线锚具，22是预应力锁定装置，23是防止鱼腹梁低头构件，23-1是角度转盘，23-2是拉力构件，23-3是转杆，23-4是钢管。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图所示，本发明所述的一种增大预应力的鱼腹梁装置，包括三角键1、钢绞线2、若干个螺栓3、围檩4、矩形钢撑梁5、若干长度不等的剪刀撑6、稳固卡扣6-1、圆形旋转轴6-2、弧形钢梁7、若干个腹杆8、端部连接构件9、混凝土垫板、锚固装置11、紧固装置12、若干个斜腹杆13、上翼缘13-1，下翼缘13-2、转轴装置14、横梁15、连接装置16、U形连接装置16-1、矩形构件16-2、圆形孔洞16-3、卡槽17、半圆形连接件18、矩形垫板19、加劲板20、锁定钢绞线锚具21、预应力锁定装置22、防止鱼腹梁低头构件23、角度转盘23-1、拉力构件23-2、转杆23-3及钢管23-4。

如图1-8所示，所述三角键1、围檩4、横梁15、直腹杆8和斜腹杆13均采用H型钢制作，其腹板平行于地面放置；其中，所述围檩4采用双拼即H型钢的翼缘相连接，为了增加强度，在H型钢内焊接密集加劲板20，在需要支护的位置处安装支撑构件，将围檩4起吊至支护位置处并固定。

所述三角键1为等腰直角三角形，一个直角边设置钢绞线2的入口，其斜边与围檩4用螺栓3连接，内部设置锁定钢绞线锚具21和用于张拉钢绞线3的预应力锁定装置22。

图1所述的钢绞线2由3根以上直径为15.2mm的钢丝咬合构成，具有高强度、低松弛和锚固容易的优点，所述钢绞线2穿越矩形钢撑梁5端部的弧形槽时不得交叉，端部进入三角键1预留的钢绞线2入口，钢绞线2与围檩4连接形成一个闭合的结构；钢绞线2的预应力施加采用穿心式千斤顶逐根张拉，用自锁式的齿状夹片锁定。

图1和图2中的先在地面将若干所述直腹杆8两侧八字形的斜腹杆13进行拼接，利于稳定，并在直腹杆8上部在靠近翼缘处放置垫板19用螺栓3连接横梁15，使得鱼腹梁更加稳定，顶部安装工程上常用的端部连接构件9，底端用过螺栓3与围檩4连接。

图1和图4中所述矩形钢撑梁5在直腹杆8左右两侧对称平行布置，在不同位置处选用不同型号，矩形钢撑梁5一端为含有两个圆形孔的U形凹槽恰能卡住弧形钢梁7，端部用螺栓3固定，另一端为中部带有锯齿形的弧形构件，在沿钢绞线2方向有适当的弯曲，在所述矩形钢撑梁5侧面中部有两排矩形的卡槽17；再将若干所述长度不等的剪刀撑6，其端部有四个与矩形的卡槽配套的稳固卡扣，通过中间的圆形旋转轴调整支撑角度。所述矩形钢撑梁5在直腹杆8左右两侧对称平行布置，一端为含有两个圆形孔的U形凹槽5-1恰能卡住弧形钢梁7，端部用螺栓3固定，另一端为中部带有锯齿形的弧形构件5-2，在沿钢绞线2方向有适当的弯曲，在所述矩形钢撑梁侧面中部有两排矩形卡槽5-3；若干所述剪刀撑6长度不等的，其端部有四个与矩形卡槽5-3配套的稳固卡扣6-1，通过中间的圆形旋转轴6-2调整支撑角度。所述直腹杆8一端与围檩4通过螺栓3连接，另一端与工程上常用的端部连接构件9连接。

图1和图2中所述弧形钢梁8嵌固在直腹杆9顶部连接的端部连接构件9，其两端插入并伸出围檩4和混凝土垫板11，现将紧固装置13套在伸出的弧形钢梁端部，逐步靠近混凝土垫板11，再将所述锚固装置12套入弧形钢梁8靠近紧固装置13进行固定。

图4和图5中所述连接装置16包括U形连接装置16-1、矩形构件16-2、圆形连接孔16-3，所述U形连接装置16-1的上下两端分别平行置于所述斜腹杆14的上翼缘14-1和下翼缘14-2的外部，并用所述两个间隔一定距离的卡槽18将两者固定，便于斜腹杆14与围檩4连接。

图5、图7和图8中所述U形连接装置16-1其顶端的矩形构件16-2开设圆形孔洞16-3，并平行放置于所述两个半圆形连接板19之间，两个所述半圆形连接件18在中间开设圆孔18-1并在垂直方向上平行焊接与所述矩形垫板19上，将开设圆形孔洞16-3与半圆形连接件18在中间开设圆孔18-1上下对齐，所述转轴装置14穿过的所述U形连接装置16-1矩形构件上的孔洞16-3和半圆形连接件18中间开设圆孔18-1，所述转轴装置14连接由两个直径大小不一的圆柱形嵌套和两个球形构成，所述转轴装置14中的球形装置位于外侧柱形和半圆形连接件18中间开设圆孔18-1的下部，表面光滑，便于滚动，减小摩擦。

图11所述的角度转盘23-1为圆柱体，在圆柱体上表面外部周围有8个通透的圆孔，在所述角度转盘23-1下表面圆心位置有一个螺纹孔，螺纹孔深度是圆柱体高度的一半；

在所述角度转盘23-1侧面中部高度对应圆孔的位置有长方形的孔洞与圆孔相通，且深度超过圆孔内侧；

在所述拉力构件23-2的一端是一个U型的挂钩，用于勾住弧形钢梁7，防止鱼腹梁因直腹杆8长度大而低头，另一端内侧中间位置有一个圆孔，圆孔的大小与所述角度转盘23-1周围的圆孔大小一致，当拉力构件23-2有孔洞的一端伸入所述角度转盘23-1，两者圆形孔洞上下对齐时用销钉固定；

在所述转杆23-3顶端有外螺纹，所述角度转盘23-1内侧的螺纹孔是与转杆23-3相连接，在所述转杆23-3长度方向的同一侧排列有若干个通透的圆孔；

所述转杆23-3底部与之相连的有一个所述钢管23-4，所述钢管23-4内壁大小与所述转杆23-3直径间隙配合且低端为圆锥形，所述钢管23-4上与所述转杆23-3圆孔相对应的位置也为等大的圆孔。所述钢管23-4与所述转杆23-3伸缩到同一平面圆孔相对应时，可用销钉固定，用来调节所述转杆23-3的长度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。