一种倾角可控的基坑钢支撑斜撑端头固定装置的制作方法

1.本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种倾角可控的基坑钢支撑斜撑端头固定装置。


背景技术：

2.随着我国经济高速发展，地下空间开发利用规模日益增大，相应的深大基坑工程数量也日益增多。基坑施工时，为控制基坑周围建(构)筑物沉降，通常采用内支撑方式控制基坑围护墙体变形，其中，钢支撑为最常用的基坑内撑结构。对于深大基坑，由于基坑平面尺寸及深度大，采用的钢支撑布局通常有垂直于围墙的平面垂直支撑，在水平面内与围墙呈一定夹角的平面斜角支撑两类。两类钢支撑联合布局支护，对于保护基坑内施工人员、设备安全，控制深大基坑围墙变形及临近建(构)筑物沉降等意义重大。
3.工程应用中，平面垂直支撑固定端安装时，钢支撑端头一侧采用螺栓将焊接在端头上的法兰盘与基坑围檩固连，另一侧通过螺栓与钢支撑主体连接，构成与基坑围墙垂直的支撑结构；平面斜角支撑安装时，钢支撑端头一侧直接焊接在围檩结构上，另一侧通过螺栓与钢支撑主体连接，构成与围墙呈某一夹角的倾斜支撑结构。工程实践表明，钢支撑在抵抗基坑开挖周围土体变形时，垂直支撑能起到良好支撑效果，且端头固定处不易发生变形破坏，拆装便利。然而，目前采用的斜撑端头应用时效果欠佳，存在以下不足：固连在基坑围檩上的钢支撑端头倾角不可调，钢支撑吊装时端头与围檩对接安装费时费力；钢支撑工作受力后，由于斜支撑端头与围檩并非垂直，端头与围檩连接的焊缝处会产生较大切应力，焊缝易发生剪切屈服，从而影响支撑效果与施工安全；斜支撑端头焊接在围檩上，拆装麻烦，施工效率受雨雪等不利天气的影响，且无法回收利用，环保经济效益低。
4.中国专利cn212405168u公开了一种钢斜撑接头结构，该结构主要由焊接在钢垫板上的倾斜钢板和钢牛腿组成，并通过螺栓将钢垫板与围檩固连，使用时拆装方便。然而，该技术仍存在以下问题：钢垫板水平面上与倾斜钢板、钢牛腿固连的焊缝从受力角度分析仍然会存在较大切应力，易导致焊缝屈服，该结构使用效果有待考证；实际安装时钢支撑施加预应力前围护墙会持续变形，由于该类接头倾斜角度固定，可能会由于围护墙的变形导致端头安装误差大，最终影响支护效果；虽然该接头可拆卸重复利用，但是由于该装置倾斜钢板角度固定，再次利用时仅能适用于特定倾斜角度的斜撑上，再利用的适用性较差。因此，在基坑支护领域，急需一种能实现安、拆装方便，承载力高，且能高效重复利用的基坑钢支撑斜撑端头固定装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种倾角可控的基坑钢支撑斜撑端头固定装置，以解决上述现有技术存在的问题，使本装置的组合安装不采用焊接形式，避免了由于斜支撑端头与围檩并非垂直，端头与围檩连接的焊缝处会产生较大切应力，焊缝易发生剪切屈服，从而影响支撑效果与施工安全的问题，同时，拆装便利，不仅可以大大节约基坑斜支撑支护体系装配
施工时间，而且可避免传统斜支撑端头焊接固定时受雨雪不利天气影响施工效率的影响，而且，更重要的是该装置可多次重复利用，节约施工成本。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种倾角可控的基坑钢支撑斜撑端头固定装置，包括垫块，所述垫块上开设有若干安装孔，所述垫块通过所述安装孔与基坑围护墙的围檩可拆卸连接，所述垫块上安装有活动部，所述活动部外围设置有防脱限位盖，所述活动部与所述防脱限位盖可拆卸连接，所述防脱限位盖顶面开设有长条孔，所述活动部贯穿所述长条孔可拆卸连接有钢支撑主体，所述活动部与所述长条孔滑动连接，所述活动部底端可在防脱限位盖内转动，所述活动部与所述防脱限位盖之间设有角度测定件。
7.优选的，所述活动部包括凸台，所述凸台嵌设于所述垫块顶面，所述凸台顶面开设有凹槽，所述凸台外侧与所述防脱限位盖可拆卸连接，所述凹槽内放置有斜支撑件，所述斜支撑件包括球形端头，所述球形端头与所述凹槽接触连接，所述凹槽与所述球形端头相适配，所述球形端头固接有装配式连杆，所述装配式连杆贯穿所述长条孔并与所述长条孔滑动连接，所述装配式连杆顶端与所述钢支撑主体可拆卸连接。
8.优选的，所述防脱限位盖包括左防脱盖和右防脱盖，所述左防脱盖和右防脱盖两侧分别固接有装配耳，所述装配耳上开设有装配耳螺孔，所述装配耳螺孔上螺纹连接有固定螺栓。
9.优选的，所述凸台为圆柱形，所述凸台侧壁周向开设有若干水平定位螺孔，所述左防脱盖和右防脱盖侧壁周向开设有若干装配螺孔，所述水平定位螺孔与所述装配螺孔对应设置，所述定位螺孔和装配螺孔螺纹连接有定位螺栓，所述定位螺栓贯穿所述水平定位螺孔和装配螺孔与所述球形端头抵触连接。
10.优选的，所述左防脱盖和右防脱盖顶面开设有若干紧固螺孔，所述紧固螺孔螺纹连接有长螺栓，所述长螺栓贯穿所述紧固螺孔与所述球形端头抵触连接。
11.优选的，所述角度测定件包括角度读数盘，角度读数盘固定于所述左防脱盖或者右防脱盖顶面，所述角度读数盘位于所述长条孔一侧，所述装配式连杆侧面固接有刻度指针，所述刻度指针位于所述角度读数盘正上方。
12.优选的，所述凹槽为球面凹槽，所述球形端头的直径小于所述凹槽的直径。
13.优选的，所述凸台的外径小于所述防脱限位盖的内径。
14.优选的，所述长条孔两端为半圆形，所述长条孔的宽度大于所述装配式连杆的直径。
15.本发明公开了以下技术效果：
16.1、本发明通过钢垫块、活动部和防脱限位盖的装配，实现斜支撑倾斜角度的可控，以适应不同倾斜角度的钢支撑体系，并且通过调节装置上防脱限位盖的装配位置，可以实现不同平面内斜支撑的安装，比现有斜撑端头固定装置只能适用某个固定平面内固定倾斜角度的支撑安装具有更广阔的适用场景。
17.2、本发明的组合安装不采用焊接形式，避免了由于斜支撑端头与围檩并非垂直，端头与围檩连接的焊缝处会产生较大切应力，焊缝易发生剪切屈服，从而影响支撑效果与施工安全的问题，同时，安、拆装便利，不仅可以大大节约基坑斜支撑支护体系装配施工时间，而且可避免传统斜支撑端头焊接固定时受雨雪不利天气影响施工效率的影响，而且，更
重要的是该装置可多次重复利用，节约施工成本。
18.3、本发明设置活动部，支撑施加预应力后，通过活动部将力传至垫块上，进而传递至垫块的各个膨胀螺栓上，多个螺栓组合受力，相较于传统的焊接形式固定，强度更高，结构更安全，并且可通过调整垫块上安装孔的数量来适应不同的支撑强度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为倾角可控的基坑钢支撑斜撑端头固定装置的结构示意图；
21.图2为垫块的结构示意图；
22.图3为左防脱盖的结构示意图；
23.图4为斜支撑件的结构示意图；
24.图5为实施例2的结构示意图；
25.图6为实施例2中支撑杆的结构示意图；
26.图中：1
‑
垫块，2
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防脱限位盖，3
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装配式连杆，4
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锚固螺孔，5
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膨胀螺栓，6
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定位螺栓，7
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装配耳，8
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长螺栓，9
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法兰，10
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刻度指针，11
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加劲肋，12
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钢支撑主体，13
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水平定位螺孔，14
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装配耳螺孔，15
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二次紧固螺孔，16
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装配螺孔，17
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连接孔，18
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球形端头，19
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角度读数盘，20
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凸台，21
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凹槽，22
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长条孔，23
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左防脱盖，24
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右防脱盖，25
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固定螺栓，26
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固定环，27
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安装座，28
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支撑杆，29
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杆筒，30
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芯杆，31
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第二铰接耳，32
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第一铰接耳。
具体实施方式
27.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.实施例1
30.本发明提供一种倾角可控的基坑钢支撑斜撑端头固定装置，包括垫块1，垫块1上开设有若干安装孔，垫块1通过安装孔与基坑围护墙的围檩可拆卸连接，垫块1上安装有活动部，活动部外围设置有防脱限位盖2，活动部与防脱限位盖2可拆卸连接，防脱限位盖2顶面开设有长条孔22，活动部贯穿长条孔22可拆卸连接有钢支撑主体12，活动部与长条孔22滑动连接，活动部底端可在防脱限位盖2内转动，活动部与防脱限位盖2之间设有角度测定件，活动部包括凸台20，凸台20嵌设于垫块1顶面，凸台20顶面开设有凹槽21，凸台20外侧与防脱限位盖2可拆卸连接，凹槽21内放置有斜支撑件，斜支撑件包括球形端头18，球形端头18与凹槽21接触连接，凹槽21与球形端头18相适配，球形端头18固接有装配式连杆3，装配式连杆3贯穿长条孔22并与长条孔22滑动连接，装配式连杆3顶端与钢支撑主体12可拆卸连
接。
31.进一步优化方案，角度测定件包括角度读数盘19，角度读数盘19固定于防脱限位盖2顶面，角度读数盘19位于长条孔22一侧，装配式连杆3侧面固接有刻度指针10，刻度指针10位于角度读数盘19正上方。刻度指针10呈细长针形焊接在装配式连杆3上，角度读数盘19焊接在刻度指针伸长一侧防脱限位盖2的上表面，二者配合使用，可用以调节装配式连杆3的倾斜角度。需要指出，角度读数盘19刻度的标定，要在装置装配前提前选定好刻度指针10焊接位置，之后通过试验标定出角度读数盘19上的角度值，之后可大批量产应用于工程实践中。
32.进一步优化方案，装配式连杆3顶端通过焊接方式固接有法兰9，法兰9可拆卸连接有钢支撑主体12，钢支撑主体12上同样焊接有法兰9，法兰9上开设有若干连接孔17，两个法兰9通过螺栓穿设在连接孔17上，实现装配式连杆3和钢支撑主体12的固连。
33.进一步优化方案，凸台20为圆柱形，凸台20侧壁周向开设有若干水平定位螺孔13，水平定位螺孔13在同一水平面沿圆周均匀分布，优选为6个，相互间呈60
°
分布，防脱限位盖2侧壁周向开设有若干装配螺孔16，水平定位螺孔13与装配螺孔16对应设置，定位螺孔13和装配螺孔16螺纹连接有定位螺栓6，定位螺栓6贯穿水平定位螺孔13和装配螺孔16与球形端头18抵触连接，防脱限位盖2包括左防脱盖23和右防脱盖24，左防脱盖23和右防脱盖24对称设置，左防脱盖23和右防脱盖24两侧分别固接有装配耳7，装配耳7上开设有装配耳螺孔14，装配耳螺孔14上螺纹连接有固定螺栓25，防脱限位盖2作为一个整体时，需要从斜支撑件顶端套入，法兰9会造成阻挡，不方便安装，将防脱限位盖2分为左防脱盖23和右防脱盖24，直接左右对装就可以，不必从斜支撑件顶端套入，为将防脱限位盖2安装到凸台20上，提供了极大的方便，省时省力。定位螺栓6贯穿水平定位螺孔13和装配螺孔16与球形端头18抵触连接，实现球形端头18的固定和防脱限位盖2的固定。
34.进一步优化方案，防脱限位盖2顶面开设有若干紧固螺孔15，紧固螺孔15螺纹连接有长螺栓8，长螺栓8贯穿紧固螺孔15与球形端头18抵触连接，待防脱限位盖2底部固定安装好后，通过装入紧固螺栓15，从上向下顶紧球形端头18，实现整个装置的二次紧固，其中，紧固螺孔15的设置优选为一侧2个。
35.进一步优化方案，凹槽21为球面凹槽，球形端头18的直径小于凹槽21的直径，二者直径相差范围在10
‑
15mm，方便球形端头18放入凹槽21内，并可以在凹槽21内转动，装入球形凹槽内，之后可依靠定位螺栓6的紧固实现球形端头18的定位与初次紧固，凹槽21和球形端头18表面分别固定有防滑纹理，增加凹槽21和球形端头18之间的摩擦力，进一步加强凹槽21与球形端头18接触面的稳定性。
36.进一步优化方案，凸台20的外径小于防脱限位盖2的内径，差值范围为1.5
‑
4mm，方便将防脱限位盖2安装到凸台20上，并保障防脱限位盖2与凸台20之间不会因间隙太大而不够稳固。
37.进一步优化方案，长条孔22两端为半圆形，长条孔22的宽度大于装配式连杆3的直径，差值范围为2
‑
5mm，长条孔22内表面加工时做抛光处理，安装时表面涂抹润滑剂，减小角度调节时装配式连杆3和防脱限位盖2之间的摩擦力。
38.进一步优化方案，法兰9和球形端头18分别与装配式连杆3之间固接有加劲肋11。装配式连杆3两端分别焊接有法兰7和球形端头18，法兰9和球形端头18分别与装配式连杆3
之间焊接有加劲肋11，增强法兰9和球形端头18与装配式连杆3的连接强度。
39.进一步优化方案，安装孔为锚固螺孔4，锚固螺孔4穿设有膨胀螺栓5，垫块1通过膨胀螺栓5穿过锚固螺孔4固定在基坑围护墙的围檩上。
40.使用过程：首先，将垫块1通过膨胀螺栓5固定在基坑围护墙的围檩上；然后，将装配式连杆3通过法兰9用螺栓与钢支撑主体12固定连接；其次，开始吊装钢支撑，将装配式连杆3的球形端头18装入垫块1的凹槽21内，同时装上防脱限位盖2，将定位螺栓6依次穿过防脱限位盖2侧面的装配螺孔16和垫块1上的定位螺孔；再次，通过吊装控制装配式连杆3在防脱限位盖2上部开口内活动实现斜支撑角度的调节，通过观察装配式连杆上的刻度指针10在角度读数盘19上的位置，调整钢支撑斜撑至待定安装角度后，通过拧紧防脱限位盖2四周的定位螺栓6实现整个端头固定装置的固定；最后，待整个装置内所有螺栓拧紧后，将长螺栓8装入防脱限位盖2顶部的二次紧固螺孔，用长螺栓8装从上向下顶紧球形端头18，实现整个装置的二次固定。将装配式连接杆3上的球形端头18装入垫块1的凹槽21内固定，支撑施加预应力后，通过球形端头将力传至钢垫块上，进而传递至垫块1的各个膨胀螺栓5上，多个螺栓组合受力，相较于传统的焊接形式固定，强度更高，结构更安全，并且可通过调整垫块1上膨胀螺栓5的数量来适应不同的支撑强度。
41.实施例2
42.与实施例1的区别在于，装配式连杆3上固定套设有固定环26，固定环26上固定安装有若干安装座27，安装座27上转动连接有支撑杆28，支撑杆28与基坑围护墙的围檩铰接，支撑杆28包括杆筒29，杆筒29一端转动连接有第一铰接耳32，杆筒29另一端开设有内腔，内腔内螺纹连接有芯杆30,芯杆30远离杆筒29的一端转动连接有第二铰接耳31，使用时，将第一铰接耳32安装到安装座26上，然后转动芯杆30,用以调节支撑杆28的长度，调整第二铰接耳31到基坑围护墙的围檩之间的距离，找到支撑点，将第二铰接耳31铰接到基坑围护墙的围檩上，拧动杆筒29，调整芯杆30与杆筒29内腔的松紧度，使芯杆30与杆筒29内腔连接更加稳固，优选在装配式连杆3左右两侧各安装一个支撑杆28，该装置的加入可增加钢支撑斜撑装置的整体稳定性，同时提高整体结构的抗扰动能力。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。