一种可回复让压的装配式支护结构及施工方法与流程

文档序号:22244002发布日期:2020-09-15 19:59阅读:141来源:国知局
一种可回复让压的装配式支护结构及施工方法与流程

本发明涉及膨胀土挡土支护领域,尤其涉及一种可回复让压的装配式支护结构及施工方法。



背景技术:

我国是世界上膨胀土分布最广的国家之一,遍及20多个省份,在工程建设中经常会遇到膨胀土地区挡土支护的问题。膨胀性岩土体是一种易遇水膨胀、失水收缩的特殊性岩土体,常被称为“灾害性岩土体”,其体积变化受含水率影响,在雨季时吸水膨胀,将给支护结构施加一个显著增加的水平膨胀力,严重影响支护结构的安全稳定;在旱季时干缩风化,土体裂隙逐渐发展,土体强度降低,土质疏松,将与支护结构之间形成空隙。因此,在膨胀性岩土地区,降雨入渗与蒸发循环的应力作用下,极易导致普通挡土支护结构失稳破坏。

在膨胀性岩土地区,目前使用最多的挡土支护结构是现浇的钢筋混凝土挡土墙,传统的支护结构不具备适应膨胀性岩土体变形的能力,存在着适应变形能力差、施工速度慢、不可回收、后期维护费用高的缺点,且部分场地难以满足现场浇筑的条件。因此,亟需发明一种适应变形能力强,施工效率高,可重复使用,具备可回复让压功能的新型挡土支护结构来解决膨胀土地区的挡土支护问题。

本支护结构结构可靠,施工方便,且可重复使用,具有可回复让压功能,应用于吸水膨胀、失水收缩的膨胀性土中,能与土体协调变形,可有效提升支护结构的安全性和稳定性;当土体吸水膨胀,土体产生位移带动钢材挡土板滑动的同时挤压高强弹簧积累能量,支护结构内侧土体的体积得以增大,从而实现让压功能;当土体失水收缩,土体强度降低,土质疏松,高强弹簧开始释放能量,推动钢材挡土板往回滑行,从而实现可回复让压功能。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种可回复让压的装配式支护结构及施工方法,结构可靠,施工方便,且可重复使用,具备可回复让压功能,应用于吸水膨胀、失水收缩的膨胀性岩土中,可与土体协调变形,能有效提升支护结构的安全性和稳定性。

为了实现上述目的,本发明的一技术方案是:

一种可回复让压的装配式支护结构,包括混凝土矩形柱、钢材挡土板、工字钢支承梁、高强弹簧;所述混凝土矩形柱两侧均固定有两道滑动梁且配合滑动梁安装有钢材挡土板和工字钢支承梁,钢材挡土板和工字钢支承梁分别成形有配合滑动梁的板上凹槽和梁上凹槽。

进一步的改进,所述滑动梁的表面固定有数个间距相同、高度递增的齿墩;所述滑动梁的端部固定有用于防止工字钢支承梁滑出滑动梁的梁墩。

进一步的改进,所述钢材挡土板两端均成形有两个配合滑动梁的板上凹槽;所述板上凹槽内部成形有小凹槽,小凹槽内设置有内嵌弹簧,内嵌弹簧上连接有长方体凸块;在现场拼装时挤压长方体凸块卡入齿墩,当土体变形加大时会带动钢材挡土板滑动,即长方体凸块会向齿墩后方移动,随着齿墩的高度不断增加,长方体凸块与齿墩接触所提供的阻力也越大,此时抵抗土体变形的阻力是由长方体凸块与齿墩的接触阻力和压缩高强弹簧共同产生。

进一步的改进,所述工字钢支承梁两端均成形有两个配合滑动梁的梁上凹槽。

进一步的改进,所述高强弹簧一端焊接在钢材挡土板的表面,另一端焊接在工字钢支承梁翼缘的表面;当土体吸水膨胀,土体产生位移带动钢材挡土板滑动的同时挤压高强弹簧积累能量,支护结构内侧土体的体积得以增大,从而实现让压功能;当土体失水收缩,土体强度降低,土质疏松,高强弹簧开始释放能量,推动钢材挡土板往回滑行,从而实现可回复让压功能。

进一步的改进,所述混凝土矩形柱是在工厂预制而成,尺寸为长120~150cm×宽35~45cm×高220~260cm;所述滑动梁尺寸为长120~150cm×宽8~10cm×高8~10cm;所述齿墩高度范围为2~5cm;所述梁墩为棱长16~20cm的正方体。

进一步的改进,所述钢材挡土板尺寸为长210~280cm×高220~260cm×厚8~12cm;所述板上凹槽尺寸为宽10~15cm×高8~10cm×厚8~12cm;所述小凹槽尺寸为长5~6cm×宽2~3cm×高5~8cm;所述长方体凸块尺寸为长5~6cm×宽2~3cm×高5~6cm。

进一步的改进,所述工字钢支承梁长度为210~280cm,高度为30~36cm,翼缘宽度为16~20cm,翼缘厚度为1.6~2.0cm,腹板厚度为1.2~1.6cm;所述梁上凹槽尺寸为宽8~10cm×高8~10cm×厚1.6~2.0cm。

进一步的改进,所述高强弹簧的直径为16~20cm;所述高强弹簧的数量为6~10个。

为了实现上述目的,本发明的另一技术方案是:一种可回复让压的装配式支护结构的施工方法,包括如下步骤:

步骤一:根据现场工况合理确定构件的尺寸,在工厂预制好各构件,并运至现场;

步骤二:在现场将高强弹簧一端焊接在钢材挡土板的表面,另一端焊接在工字钢支承梁翼缘的表面,组成了装配式支护结构的可回复让压部分;

步骤三:清理场地,在设计标高处吊装混凝土矩形柱;

步骤四:将步骤二中所述可回复让压部分与混凝土矩形柱拼接,钢材挡土板一端的板上凹槽与滑动梁匹配对接,并挤压长方体凸块使其卡入齿墩,工字钢支承梁一端的梁上凹槽与滑动梁匹配对接,并使工字钢支承梁紧贴梁墩;

步骤五:在钢材挡土板和工字钢支承梁另一端吊装另一个混凝土矩形柱,使钢材挡土板另一端的板上凹槽与滑动梁匹配对接,并挤压长方体凸块使其卡入齿墩,工字钢支承梁另一端的梁上凹槽与滑动梁匹配对接;

步骤六:重复上述步骤二至五,完成可回复让压的装配式支护结构的施工。

本发明的技术效果在于:

1、本支护结构为工厂化生产,装配式安装,结构可靠,施工方便,且可重复使用,具有可回复让压功能,应用于吸水膨胀、失水收缩的膨胀性土中,能与土体协调变形,可有效提升支护结构的安全性和稳定性。

2、本支护结构设置有高强弹簧、长方体凸块和齿墩,由高强弹簧积累、释放能量的特性和长方体凸块与齿墩之间产生的接触阻力共同发挥作用,根据支护结构内侧膨胀性土体积的变化,自动调节钢材挡土板的滑行,实现可回复让压功能。

附图说明

图1为本发明可回复让压的装配式支护结构的结构示意图。

图2为本发明可回复让压的装配式支护结构的俯视示意图。

图3为本发明可回复让压的装配式支护结构混凝土矩形柱的结构示意图。

图4为本发明可回复让压的装配式支护结构钢材挡土板和工字钢支承梁的连接结构示意图。

图5为本发明可回复让压的装配式支护结构钢材挡土板的结构示意图。

图6为本发明可回复让压的装配式支护结构工字钢支承梁的结构示意图。

其中,1为混凝土矩形柱、11为滑动梁、12为齿墩、13为梁墩、2为钢材挡土板、21为板上凹槽、22为小凹槽、23为内嵌弹簧、24为长方体凸块、3为工字钢支承梁、31为梁上凹槽、4为高强弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1:

如图1-6所示,本发明提供了一种可回复让压的装配式支护结构,包括混凝土矩形柱1、钢材挡土板2、工字钢支承梁3、高强弹簧4;混凝土矩形柱1两侧均固定有两道滑动梁11且配合滑动梁11安装有钢材挡土板2和工字钢支承梁3,钢材挡土板2和工字钢支承梁3分别成形有配合滑动梁11的板上凹槽21和梁上凹槽31。

在本实施例中,滑动梁11的表面固定有数个间距相同、高度递增的齿墩12;滑动梁11的端部固定有用于防止工字钢支承梁3滑出滑动梁11的梁墩13。

在本实施例中,钢材挡土板2两端均成形有两个配合滑动梁11的板上凹槽21;板上凹槽21内部成形有小凹槽22,小凹槽22内设置有内嵌弹簧23,内嵌弹簧23上连接有长方体凸块24;在现场拼装时挤压长方体凸块24卡入齿墩12,当土体变形加大时会带动钢材挡土板2滑动,即长方体凸块24会向齿墩12后方移动,随着齿墩12的高度不断增加,长方体凸块24与齿墩12接触所提供的阻力也越大,此时抵抗土体变形的阻力是由长方体凸块24与齿墩12的接触阻力和压缩高强弹簧4共同产生。

在本实施例中,工字钢支承梁3两端均成形有两个配合滑动梁11的梁上凹槽31。

在本实施例中,高强弹簧4一端焊接在钢材挡土板2的表面,另一端焊接在工字钢支承梁3翼缘的表面;当土体吸水膨胀,土体产生位移带动钢材挡土板2滑动的同时挤压高强弹簧4积累能量,支护结构内侧土体的体积得以增大,从而实现让压功能;当土体失水收缩,土体强度降低,土质疏松,高强弹簧4开始释放能量,推动钢材挡土板2往回滑行,从而实现可回复让压功能。

在本实施例中,混凝土矩形柱1是在工厂预制而成,尺寸为长140cm×宽40cm×高240cm;滑动梁11尺寸为长140cm×宽8cm×高8cm;齿墩12高度范围为2~5cm;梁墩13为棱长16cm的正方体。

在本实施例中,钢材挡土板2尺寸为长250cm×高240cm×厚8cm;板上凹槽21尺寸为宽12cm×高8cm×厚8cm;小凹槽22尺寸为长5cm×宽2cm×高5cm;长方体凸块24尺寸为长5cm×宽2cm×高5cm。

在本实施例中,工字钢支承梁3长度为250cm,高度为30cm,翼缘宽度为16cm,翼缘厚度为1.6cm,腹板厚度为1.2cm;梁上凹槽31尺寸为宽8cm×高8cm×厚1.6cm。

在本实施例中,高强弹簧4的直径为16cm;高强弹簧4的数量为6个。

如图1-6所示,本发明提供了一种可回复让压的装配式支护结构的施工方法,包括如下步骤:

步骤一:根据现场工况合理确定构件的尺寸,在工厂预制好各构件,并运至现场;

步骤二:在现场将高强弹簧4一端焊接在钢材挡土板2的表面,另一端焊接在工字钢支承梁3翼缘的表面,组成了装配式支护结构的可回复让压部分;

步骤三:清理场地,在设计标高处吊装混凝土矩形柱1;

步骤四:将步骤二中所述可回复让压部分与混凝土矩形柱1拼接,钢材挡土板2一端的板上凹槽21与滑动梁11匹配对接,并挤压长方体凸块24使其卡入齿墩12,工字钢支承梁3一端的梁上凹槽31与滑动梁11匹配对接,并使工字钢支承梁3紧贴梁墩13;

步骤五:在钢材挡土板2和工字钢支承梁3另一端吊装另一个混凝土矩形柱1,使钢材挡土板2另一端的板上凹槽21与滑动梁11匹配对接,并挤压长方体凸块24使其卡入齿墩12,工字钢支承梁3另一端的梁上凹槽31与滑动梁11匹配对接;

步骤六:重复上述步骤二至五,完成可回复让压的装配式支护结构的施工。

实施例2:

如图1-6所示,本发明提供了一种可回复让压的装配式支护结构,包括混凝土矩形柱1、钢材挡土板2、工字钢支承梁3、高强弹簧4;混凝土矩形柱1两侧均固定有两道滑动梁11且配合滑动梁11安装有钢材挡土板2和工字钢支承梁3,钢材挡土板2和工字钢支承梁3分别成形有配合滑动梁11的板上凹槽21和梁上凹槽31。

在本实施例中,滑动梁11的表面固定有数个间距相同、高度递增的齿墩12;滑动梁11的端部固定有用于防止工字钢支承梁3滑出滑动梁11的梁墩13。

在本实施例中,钢材挡土板2两端均成形有两个配合滑动梁11的板上凹槽21;板上凹槽21内部成形有小凹槽22,小凹槽22内设置有内嵌弹簧23,内嵌弹簧23上连接有长方体凸块24;在现场拼装时挤压长方体凸块24卡入齿墩12,当土体变形加大时会带动钢材挡土板2滑动,即长方体凸块24会向齿墩12后方移动,随着齿墩12的高度不断增加,长方体凸块24与齿墩12接触所提供的阻力也越大,此时抵抗土体变形的阻力是由长方体凸块24与齿墩12的接触阻力和压缩高强弹簧4共同产生。

在本实施例中,工字钢支承梁3两端均成形有两个配合滑动梁11的梁上凹槽31。

在本实施例中,高强弹簧4一端焊接在钢材挡土板2的表面,另一端焊接在工字钢支承梁3翼缘的表面;当土体吸水膨胀,土体产生位移带动钢材挡土板2滑动的同时挤压高强弹簧4积累能量,支护结构内侧土体的体积得以增大,从而实现让压功能;当土体失水收缩,土体强度降低,土质疏松,高强弹簧4开始释放能量,推动钢材挡土板2往回滑行,从而实现可回复让压功能。

在本实施例中,混凝土矩形柱1是在工厂预制而成,尺寸为长150cm×宽45cm×高250cm;滑动梁11尺寸为长150cm×宽10cm×高10cm;齿墩12高度范围为2~5cm;梁墩13为棱长18cm的正方体。

在本实施例中,钢材挡土板2尺寸为长260cm×高250cm×厚10cm;板上凹槽21尺寸为宽15cm×高10cm×厚10cm;小凹槽22尺寸为长5cm×宽2cm×高5cm;长方体凸块24尺寸为长5cm×宽2cm×高5cm。

在本实施例中,工字钢支承梁3长度为260cm,高度为32cm,翼缘宽度为18cm,翼缘厚度为1.8cm,腹板厚度为1.4cm;梁上凹槽31尺寸为宽10cm×高10cm×厚1.8cm。

在本实施例中,高强弹簧4的直径为18cm;高强弹簧4的数量为8个。

如图1-6所示,本发明提供了一种可回复让压的装配式支护结构的施工方法,包括如下步骤:

步骤一:根据现场工况合理确定构件的尺寸,在工厂预制好各构件,并运至现场;

步骤二:在现场将高强弹簧4一端焊接在钢材挡土板2的表面,另一端焊接在工字钢支承梁3翼缘的表面,组成了装配式支护结构的可回复让压部分;

步骤三:清理场地,在设计标高处吊装混凝土矩形柱1;

步骤四:将步骤二中所述可回复让压部分与混凝土矩形柱1拼接,钢材挡土板2一端的板上凹槽21与滑动梁11匹配对接,并挤压长方体凸块24使其卡入齿墩12,工字钢支承梁3一端的梁上凹槽31与滑动梁11匹配对接,并使工字钢支承梁3紧贴梁墩13;

步骤五:在钢材挡土板2和工字钢支承梁3另一端吊装另一个混凝土矩形柱1,使钢材挡土板2另一端的板上凹槽21与滑动梁11匹配对接,并挤压长方体凸块24使其卡入齿墩12,工字钢支承梁3另一端的梁上凹槽31与滑动梁11匹配对接;

步骤六:重复上述步骤二至五,完成可回复让压的装配式支护结构的施工。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

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