专利名称：双楔砂箱钢支撑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的双楔砂箱钢支撑装置，主要针对传统的钢支撑形式及 工艺进行改良，用于建筑工程构件领域。
背景技术：
经文献检索发现，梁沛著《钢结构支撑在深基坑支护中的应用》，广东建材2009年 第4期，该文介绍了深基坑中的支撑体系、钢支撑的架设及拆除要求及目前钢支撑设计与 施工中存在的一些不足与缺陷。序言中所述“钢结构支撑具有自重小、安装和拆除都很方 便，而且可以重复使用等优点。根据土方开挖进度，钢结构支撑可以做到随挖随撑，并可施 加预应力，这对控制墙体变形是十分有利的。因此，在一般情况下，应优先选用钢结构支撑。 然而钢结构支撑整体刚度较差，安装节点比较多，当节点构造不合理，或施工不当不符合设 计要求，往往容易造成因节点变形与钢结构支撑变形，进而造成基坑过大的水平位移。有时 甚至由于节点破坏，造成断一点而破坏整体的后果。对此应通过合理设计、严格现场管理和 提高施工技术水平等措施加以控制。” 4. 2节内支撑体系的拆除中所述“支撑体系的拆除 时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。目前深基坑工程普遍采用的钢支撑一般为直径609MM，壁厚16MM圆形钢管支撑， 支撑结构主要由一个固定端、一个活络头及若干个不同长度的钢管通过法兰盘连接而成。 固定端及活络头(闭合状态)的一般设计长度为2. 67M，也可根据实际情况适当调整。活 络头设有一个可移动的主轴，采用千斤顶施加压力后对全段长度进行调整，利用钢楔将调 整后的钢支撑空隙填实，达到使整个支护系统能按设计要求均勻的紧压支护面。现有钢支 撑在基坑施工中存在以下几个问题(1)传统钢支撑为单排钢楔，横向刚度不稳定。(2)钢 支撑极限承载力为3250KN。(数据来自〈钢结构设计规范〉GB50017-2003) (3)目前常用 的拆撑方法主要有两种一为对支撑施加额外预应力；二为切割钢楔卸载。采用第一种方 案拆除支撑时，可能会影响砼结构。采用第二种方案拆卸支撑需要切割钢楔卸载，钢楔材料 无法重复使用，造成施工成本增加，且可能会损伤支撑活络头。在软土地基条件下进行基坑施工，尤其是在大城市中，地上、地下各种建筑结构已 经林立，在闹市区进行地下基坑施工已经达到“见缝插针”的饱和状态，而且基坑施工对周 边环境的保护要求也越来越高，钢支撑施工虽具有自重小、安装和拆除都很方便等优点，但 由于其整体刚度较差，节点处理不慎就会对基坑施工产生影响，因此对施工工艺提出很高 的要求。在这样的背景下，我方就传统的钢支撑施工工艺进行改良，化繁为简，在提高支撑 整体刚度的同时，尽可能提高施工工艺的可操作性，从而使钢支撑施工风险降到最低，达到 保护周边环境的效果。
发明内容本实用新型针对现有技术不足和缺陷，将现有的钢支撑形式改进为一种新型的双 楔砂箱钢支撑，以实现提高支撑装置的承载力，以及不破坏钢楔结构而进行卸载的目的。[0006]基于上述目的，本实用新型的主要技术手段在于提供一种双楔砂箱钢支撑装置， 其设有一活络头，包括一钢支撑端板、于钢支撑端板其中一端设有突出的支轴，另设一与活络头套接的伸缩套、与伸缩套套接的活头座，该活头座与伸缩头之间 形成一可灌砂及卸砂的砂箱，伸缩套与活络头具有可安装千斤顶及双钢楔的轴向间距。优选的，所述活络头的钢支撑端板中段设有一千斤顶后做钢板，其突出于支轴的 径向周壁。优选的所述伸缩套包括一砂箱封板、焊接于砂箱封板其中一端面可套接所述支轴 的环形外侧钢板，所述活头座包括一环形外侧钢板、焊接于环形外侧钢板内周壁中段的砂 箱封板，该砂箱封板将活头座内部空间区隔成套设于伸缩套的套接段以及固定段，邻近砂 箱封板的套接段上下侧周壁分别设有一灌砂口、一卸砂口，活头座与伸缩套的二砂箱封板 之间并且形成所述的砂箱。优选的，所述活络头的支轴包括一设于钢支撑端板中段的加劲钢板，以及设于加 劲钢板两相对侧的两翼肋板，两翼肋板与加劲钢板之间具有间距，所述千斤顶后做钢板突 出于加劲钢板的上下侧，所述伸缩套的环形外侧钢板范围内设有井字形加劲板，其是相应 插接于两翼肋板与加劲钢板之间。优选的，所述伸缩套的端部与活头座内周壁之间设有密封条。优选的，所述伸缩套的端部与活头座内周壁之间设有密封条，并且伸缩套端部中 间设有突出的垫挡条。优选的，所述活头座的固定段设有井字形加劲板。实施上述技术手段以后，在施工支撑使用时，先将活络头固定连接在地下连续墙 或钢围檩上。然后将伸缩套插入到活络头中，伸缩套外侧套设活头座，藉由伸缩套与活头 座之间所形成的砂箱内的砂容量多寡，调节伸缩套与活头座的组合长度，灌砂时，只需通 过砂箱上口的灌砂口进行灌砂即可。于活络头两侧放置千斤顶，施加应力后，支撑长度调整 后产生的空隙由双排钢楔填实。钢支撑拆除时，只需要将砂箱下的卸砂口打开，将砂箱内的砂流出，伸缩套会发生 一定量的位移，钢楔位置产生一定量的空隙，双排钢楔即可取出，这样可以方便地卸载轴 力，无须对支撑施加额外应力拆卸支撑而影响砼结构或者是因为采取切割钢楔卸载而损伤 支撑活络头。因此，本实用新型具有实质性的特点和显着进步。与传统钢支撑相比，其有几大 优点(1)支撑活头采用双排钢楔，解决了支撑横向不稳定的问题。(2)钢支撑内增加砂箱 结构，可方便地卸载轴力。钢楔可回收重复使用，节约成本。(3)改良后的钢支撑安装及拆 卸均很方便，操作性强，在实际基坑使用中无安全隐患，有利于推广应用。以直径800MM钢管为例，经试验，改良后的钢支撑极限承载力可以达到5000KN，从 而能有效地控制墙体变形，减少因基坑变形而引起的对周边建(构)筑物的影响，降低了工 程风险。此外新型钢支撑还具有可重复使用率高，成本低，拆卸支撑方便等优点。
图1为本实用新型的平面组合剖面示意图，即图2的a-a剖面图；图2为本实用新型的组合端面剖面示意图，即图1的d-d剖面图；[0020]图3为本实用新型图1的俯视组合剖面示意图，即图2的b_b剖面图；图4为本实用新型的另一方向的组合端面剖面示意图，即图1的c-c剖面图；图5为本实用新型活络头的剖面示意图；图6为本实用新型活络头的右视剖面示意图，即图5的e-e剖面图；图7为本实用新型活络头的俯视剖面示意图，即图5的f_f剖面图；以及图8为本实用新型活络头的左视剖面示意图，即图7的g_g剖面图。
具体实施方式
图1示，双楔砂箱钢支撑的结构由活络头1，伸缩套2，活头座3组成。其中活络头 1 (如图5、所示)包括钢支撑端板4、焊固于支撑端板4其中一表面的千斤顶后做钢板5、 连接钢板6、加劲钢板7及两翼肋板8，由图7可知，加劲钢板是呈U字型以两自由端焊接 于钢支撑端板4，而千斤顶后做钢板5则位于加劲钢板7内，并且如图5所示突出于加劲 钢板7的上下侧，以在施工时，如图1所示被千斤顶所推顶，又如图7、8所示，两翼肋板 8是分别设于加劲钢板7的前后侧，并且与加劲钢板7保时一段间距，另于两翼肋板8与 钢支撑端板4之间以数片三角形的连接钢板6焊接固定，以补强支撑两翼肋板8，所述钢 支撑端板4、千斤顶后做钢板5所使用的钢板厚度较佳的选择分别为50MM、20MM。所述活络 头1与基坑内衬、基坑槽壁组成固定连接，所述的加劲钢板与两翼肋板8构成一支轴，以 供所述的伸缩套2套接并可以位移。请参阅图1、2及3所示，伸缩套2包括一砂箱封板13、焊接于砂箱封板13其中一 端面的井字形加劲板11及环形外侧钢板12，该井字形加劲板11并且位于环形外侧板12 的范围内，而伸缩套2设有砂箱封板13该端面的周边与中段分别设有密封条20、垫挡条 21。所述活头座3包括一环形外侧钢板15、焊接于环形外侧钢板15内周壁中段的砂箱 封板16，该砂箱封板16将活头座3内部空间区隔成套接段300以及固定段301，于固定段 301设有井字形加劲板14，该井字形加劲板14是与环形外侧钢板15内周壁及砂箱封板16 焊接固定，以提升结构强度，另于套接段300的环形外侧钢板15上下侧周壁，邻近砂箱 封板16处分别设有一灌砂口 18、卸砂口 19，于灌砂口 18及卸砂口 19上分别设有进砂阀， 卸砂阀。活头座3是通过套接段300套设于伸缩套2的环形外侧钢板12的外周壁，以在 二砂箱封板13、16之间形成一砂箱17，而所述的灌砂口 18及卸砂口 19即位于砂箱17的 范围内。支撑使用时，先将活络头1固定连接在地下连续墙或钢围檩上，然后将伸缩套2 的井字形加劲板11插置于活络头1的两翼肋板8与加劲钢板7之间，伸缩套2外侧是套 设所述的活头座3，可通过两者之间的砂箱17内砂容量的多少来调节伸缩套2与活头座3 的组合长度，灌砂时，只需通过砂箱上口的灌砂口 18进行灌砂即可，另藉由伸缩套2端部 与活头座3内周壁之间密封条20达到密封效果，为保证拆卸支撑方便，一般情况下砂箱17 长度需达到10mm。施加应力前，将千斤顶放置在伸缩套2与千斤顶后做钢板5之间的千斤 顶位置10，施加应力后，支撑长度调整后产生的空隙(即钢楔位置9)由双排钢楔填实。钢支撑拆除时，只需要将砂箱17下的卸砂口 19打开，将砂箱17内的砂流出，伸缩 套2即会发生一定量的位移，钢楔位置产生一定量的空隙，双排钢楔即可取出，这样可以方
5便地卸载轴力，无须对支撑施加额外应力拆卸支撑而影响砼结构或者是因为采取切割钢楔 卸载而损伤支撑活络头。
权利要求1.一种双楔砂箱钢支撑装置，其设有一活络头，其特征在于所述活络头包括一钢支撑端板、于钢支撑端板其中一端设有突出的支轴；另设一与活 络头套接的伸缩套、与伸缩套套接的活头座，该活头座与伸缩头之间形成一可灌砂及卸砂 的砂箱，伸缩套与活络头具有可安装千斤顶及双钢楔的轴向间距。
2.根据权利要求1所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述活络头的钢支撑端板中段设有一千斤顶后做钢板，其突出于支轴的径向周壁。
3.据权利要求1或2所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述的伸缩套包括一砂箱封板、焊接于砂箱封板其中一端面可套接所述支轴的环形外 侧钢板，所述活头座包括一环形外侧钢板、焊接于环形外侧钢板内周壁中段的砂箱封板，该砂 箱封板将活头座内部空间区隔成套设于伸缩套的套接段以及固定段，邻近砂箱封板的套 接段上下侧周壁分别设有一灌砂口、一卸砂口，活头座与伸缩套的二砂箱封板之间并且形 成所述的砂箱。
4.根据权利要求3所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述活络头的支轴包括一设于钢支撑端板中段的加劲钢板，以及设于加劲钢板两相 对侧的两翼肋板，两翼肋板与加劲钢板之间具有间距，所述千斤顶后做钢板突出于加劲钢 板的上下侧，所述伸缩套的环形外侧钢板范围内设有井字形加劲板，其是相应插接于两翼肋板与 加劲钢板之间。
5.根据权利要求4所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述伸缩套的端部与活头座内周壁之间设有密封条。
6.根据权利要求4所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述伸缩套的端部与活头座内周壁之间设有密封条，并且伸缩套端部中间设有突出 的垫挡条。
7.根据权利要求4所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述活头座的固定段设有井字形加劲板。
8.根据权利要求6所述的双楔砂箱钢支撑装置，其特征在于所述活头座的固定段设有井字形加劲板。
专利摘要一种双楔砂箱钢支撑装置,包括活络头、伸缩套和活头座,该活络头设有一支撑端板,于支撑端板的一端面设有千斤顶后做钢板、加劲钢板、两翼肋板，各构件通过焊接固定连接。于加劲钢板与两翼肋板上套接一伸缩套,该伸缩套外侧再套设一活头座,活头座内部与伸缩套之间形成一可灌注砂子的砂箱,通过砂箱内的砂容量多寡,调节伸缩套与活头座的组合长度，灌砂时，只需通过砂箱上口的灌砂口进行灌砂即可。于活络头两侧放置千斤顶，施加应力后，支撑长度调整后产生的空隙由双排钢楔填实。
文档编号E04G25/04GK201857615SQ20102059409
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者朱雁飞, 沈尉, 潘伟强, 陆善龙 申请人:上海隧道工程股份有限公司