专利名称：无焊接自动定心型钢斜撑接头的制作方法
技术领域：
本实用新型属基坑支护设计施工领域，具体涉及的是一种毋需焊接、可自动定心的新型钢斜撑接头。
背景技术：
目前国内钢斜撑施工大多采用先在地下连续墙上设置斜撑预埋件，待基坑挖到斜撑深度时，在斜撑预埋铁上焊接斜撑支座，然后安装钢斜撑。
现用基坑钢支撑接头是单点支承形式，其伸缩杆的断面由两个分开的槽钢组成，与钢支撑断面尺寸相差甚远。按相关规范规定，受压构件的长细比可达
70,比如目前使用的d) 609钢支撑的允许跨度则可达40m以上，但因活络头伸缩杆的断面尺寸只有280mm x 209mm,致使4> 609钢支撑的允许^夸度只能在20m以下。
施工队在拆除钢支撑前，为了消除支撑轴力，就只能在活络头伸缩杆槽钢的腹板上割个方洞，再通过方洞割除钢楔，这就破坏了伸缩杆的结构，尽管事后用钢板焊补了这个方洞，但多次割洞、补洞之后，钢材已经脱碳变质，伸缩杆的强度和刚度都降低许多，致使活络头更容易扭曲变形。由此可见目前使用的钢支撑活络头结构形式是极不合理的，施工风险是很大的。随着基坑深度的加大，这样的活络头应用在深大基坑中的风险也越来越大。为了保证施工安全，施工单位对支撑活络头进行了适当的改进，有的施工单位在钢支撑安装到位后用两条槽钢加固活络头，结果活络头变成了固定头，不能再施加轴向预应力；也有的施工单位用自制的三支点简易活络头取代老式活络头用在设计轴力较大的下几道支撑中，但简易活络头只能用小千斤顶施加轴向预应力，顶力远远达不到设计要求。现有的支撑接头形式不能满足基坑安全施工的要求，需要新的快速施工、安全经济的接头形式。发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，设计一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，制造简单、可重复利用、受力合理、可有效减小深基坑围护变形。
3本实用新型目的实现由以下技术方案完成
一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，包括钢斜撑接头及预埋弧形钢匣子，所述钢斜撑4妻头一端与钢冻+撑固定连接，另 一端与所述预埋弧形钢匣子4交接连接，构成转动4史支座。
上述钢斜撑接头的端口呈半圓形；
上述预埋弧形钢匣子底部焊接有锚固钢筋；
上述钢斜撑接头与钢斜撑螺栓固定；
本实用新型的优点是，大大增加钢支撑重复使用效率，有效缩短斜支撑安装时间，简化斜支撑安装施工程序，实用性强、经济效果显著。
图1为预埋弧形钢匣子及锚固钢筋构造主视图；图2为预埋弧形钢匣子及锚固钢筋构造俯视图；图3为预埋弧形钢匣子及锚固钢筋构造左4见图；图4为钢斜撑接头构造示意图；图5为钢斜撑接头A-A截面示意图；图6为钢斜撑接头插入地连墙整体工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
图1-6中标号l-8表示的是预埋弧形钢匣子l、锚固钢筋2、钢筋笼3、钢斜撑接头4、钢斜撑5、钢斜撑接头半圆端口6、固定螺栓7、地连墙8。
本实施例中，如图l-3所示为预埋弧形钢匣子及锚固钢筋构造示意图，在地下连续墙中预埋一弧形钢匣子1,钢匣子厚度为5咖，预埋弧形钢匣子1下焊接若干长度方向不一的锚固钢筋2，锚固钢筋厚度为16mm，之后，再焊接于厚度为5mm的钢筋混凝土地连墙钢筋笼3中，使预埋弧形钢匣子1固定定位，能承载受力。
图4为钢斜撑接头4构造示意图，其上端面为一平板结构，长度为500iran,下端面为半圆形结构的钢斜撑接头半圓端口 6，图5为钢斜撑接头A-A截面示意图，可见支撑接头的断面为框形，厚度为16mm。
图6为钢斜撑5接头插入地连墙整体工作示意图，地连墙8厚度为800mm,从图可见，钢斜撑接头上端与钢斜撑通过螺栓7固定连接，钢斜撑接头半圆端口 6与预埋弧形钢匣子1铰接连接。
无焊接自动定心型钢斜撑接头设计及制造技术，包含钢斜撑接头、预埋弧形钢匣子及锚固钢筋的设计及制造技术、钢斜撑与弧形钢度子及地连墙受力分析、结构体系整体工作机理。无焊接自动定心型钢斜撑接头的设计过程依照的步骤是
1、 总结现有支撑接头存在的优缺点，先结合越江隧道引道段及地铁车站端头井斜支撑要求进行了支撑头及接头弧形钢匣子初步设计；
2、 采用传统结构计算理论，数值计算方法对无焊接自动定心型钢斜撑的传力杆件、预埋钢匣子及锚固钢筋、支撑周围地下连续墙体的受力(强度、稳定性)及变形进行分析；
3、 进行l: l模型试验，校核无焊接自动定心型钢斜撑的强度及稳定性，测定无焊接自动定心型钢斜撑体系的变形及应力分布；
4、 根据理论计算及现场模型试验的结果，对现有设计方案进行验证及优
化；
5、 无焊接自动定心型钢斜撑的现场应用，对其施工操作的可行性及便利性进行校验，测定支撑施工全过程支撑体系的受力状态及变形。
在本实施例中，如图6钢斜撑接头插入地连墙整体工作示意图，将加工制作完成的半圆形钢斜撑接头直接插入钢筋混凝土连续墙预埋弧形钢匣子中，斜撑端头被钢匣子固定，无需焊接直接将支撑力传到连续墙上，施加预加支撑轴力后，在使用阶段可承受轴向和法向力，在弧形钢匣子与圓形接头之间形成可转动铰支座连接，根据轴力方向可自动调整接头与地连墙夹角及受力方向，达到自动定心目的。
由于预埋钢匣子弧面板与刚斜撑半圆形接头密贴接触，使刚斜撑接头上下不能移动，左右不能移动，受压状态下前后不能移动。在预应力和墙体压力作用下，接头不可能出现受拉状态。支撑在钢匣子弧面板凹槽内能转动，从而达到自动定心。
在实际施工时，先将预先加工制作的弧形钢匣子及锚固钢筋焊接在钢筋混凝土地连墙钢筋笼中，并用粘土封堵接头匣子，防止浇筑地连墙时砼的侵入；待基坑土体开挖至预埋弧形钢匣子位置处，凿除接头匣内的泥土，插入预先加工制作的新型钢斜撑接头，无需焊接，另一端与常用钢支撑(例如①609)螺栓连接，最后，施以预加支撑轴力，在弧形钢匣子与接头的圓形端头之间形成
5铰支座，根据轴力方向自动调整接头与地连墙夹角，达到自动定心目的。
本实用新型的特征及有益效果是
1、 经过严格的计算校核和数值仿真分析，确定了钢斜撑接头及预埋弧形钢匣子的设计加工尺寸；
2、 钢斜撑与地连墙之间通过预埋弧形钢匣子实现承插式连接，形成受力方向可调的转动铰支座，达到无需焊接、自动定心、重复利用、节省材料的目的，该体系整体工作机理是一种新型使用技术。
3、 采用此种接头形式施工一个承插式接头比传统焊接接头节省时间2-3小时。
4、 这种新型接头可以重复使用，直到破坏为止，经济效益显著。
5、 使用这种连接方便、即插即用的新型接头施工可有效减小围护变形30%-40%。
无焊接自动定心型钢斜撑的使用，能够在减少斜支撑预埋钢板材料用量的同时，有效缩短斜支撑安装时间，简化斜支撑安装施工程序，达到随挖随撑，有效减小基坑围护结构的变形，确保基坑安全。同时因无端头焊接作业，可以增加钢支撑重复使用效率。本实用新型是一项理论合理、实用性强、经济性显著的发明。
权利要求1.一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，其特征在于包括钢斜撑接头及预埋弧形钢匣子，所述钢斜撑接头一端与钢斜撑固定连接，另一端与所述预埋弧形钢匣子铰接连接，构成转动铰支座。
2. 如权利要求1所述的一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，其特征在于所述钢 斜撑接头的端口呈半圆形。
3. 如权利要求1所述的一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，其特征在于所述预 埋弧形钢匣子底部焊接有锚固钢筋。
4. 如权利要求1所述的一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，其特征在于所述钢 斜撑接头与钢斜撑螺栓固定。
专利摘要本实用新型属基坑支护设计施工领域，设计了一种无焊接自动定心型钢斜撑接头，制造简单、可重复利用、受力合理、可有效减小深基坑围护变形，该钢斜撑接头的安装结构包括钢斜撑接头及预埋弧形钢匣子，钢斜撑接头一端与钢斜撑固定连接，另一端与预埋弧形钢匣子铰接连接，构成转动铰支座，钢斜撑接头的端口呈半圆形，预埋弧形钢匣子底部焊接有锚固钢筋，钢斜撑接头与钢斜撑螺栓固定。本实用新型的优点是，大大增加钢支撑重复使用效率，有效缩短斜支撑安装时间，简化斜支撑安装施工程序，实用性强、经济效果显著。
文档编号E02D17/04GK201411696SQ200920073178
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者岳秀平, 徐智华, 曹荫裕, 杨俊龙, 杨光辉, 陈立生 申请人:上海市第二市政工程有限公司