[发明专利]一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置及施作方法

权利要求书

1.一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：锥楔式活络装置(12)包括锥形支腿(3)、夹板(1)、高强螺栓(2)、栏板(4)、固定圆杆(6)、固定挡板(7)、法兰(17)；所述锥楔式活络装置(12)在各高强螺栓(2)的作用下，通过两块对称的夹板(1)与锥形支腿(3)进行夹紧来承受和传递钢支撑的轴力；

锥形支腿(3)的一端焊接有端部法兰(17)；夹板(1)的一端连接有另一端部法兰(17)；

所述夹板(1)的主体由厚壁钢板(18)组成，厚壁钢板(18)的表面为三级台阶结构；其中第一级台阶为夹板(1)的端部；第二级台阶上设置有一排孔；第三级台阶上设置有两排孔；

两块夹板(1)设置在三块固定挡板(7)之间，通过固定圆杆(6)串接；各固定挡板(7)相互平行对称，固定挡板(7)焊接在夹板(1)的端部法兰(17)上，各固定挡板(7)上设置有三个均匀布置的螺纹孔；夹板(1)的端部预留有三个均匀布置的圆孔(22)，圆孔(22)直径大于固定圆杆(6)直径；所述固定挡板(7)上的螺纹孔与夹板(1)上的圆孔(22)相对应，固定圆杆(6)穿过螺孔(19)、圆孔(22)将两块夹板(1)与三块固定挡板(7)相连接，固定圆杆(6)与螺孔(19)采用焊接固定；

夹板(1)的端部与其端部的法兰(17)之间刨平顶紧，夹板(1)的端部沿固定圆杆(6)轴向自由滑动；

两夹板(1)之间的外侧设置有千斤顶托盘(9)，千斤顶托盘(9)焊接在夹板(1)的端部法兰(17)上；千斤顶(10)安装在千斤顶托盘(9)上；

所述锥形支腿(3)的主体由锥形钢板(20)组成，锥形支腿(3)的中心切空成三角形，锥形支腿(3)的两侧锥面上预留有矩形螺栓槽(5)；锥形支腿(3)锥面与夹板(1)内侧接触面配合；栏板(4)焊接在夹板(1)另一端的左右外侧边上，用以沿周向固定锥形支腿(3)；锥形支腿(3)端部的法兰(17)与锥形钢板(20)间焊接有锥形支腿加劲肋板(8)；

高强螺栓(2)为双排布置方式，高强螺栓(2)穿过夹板(1)台阶上的孔以及锥形支腿(3)上的矩形螺栓槽(5)固定拧紧，并将锥形支腿(3)、夹板(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述锥形支腿(3)长度为400～600mm，所述焊接在锥形支腿(3)端部的法兰(17)厚度为20～30mm，用于防止钢支撑轴力过大使锥形支腿顶部法兰局部出现大变形。

3.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述夹板(1)长度为300～600mm，夹板内侧斜面之间夹角为30°，既要保证足够的接触面承受锥形支腿接触力，又要保证材料不被压坏。

4.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述夹板(1)的一端螺帽处，预留有螺帽槽(16)，螺帽槽(16)的槽深10～20mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述高强螺栓(2)的长度为500～600mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述固定圆杆(6)长度为300～400mm，直径为40～50mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述固定挡板(7)为长方体，长250～350mm，宽15～35mm，高50～70mm；在固定挡板长×高面上为固定圆杆(6)预留有孔。

8.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：所述夹板(1)端部的法兰(17)厚度为20～30mm，用以防止钢支撑轴力过大使夹板下端法兰局部出现大变形。

9.根据权利要求1所述的一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置，其特征在于：夹板(1)刨平顶紧在法兰(17)上且能在固定圆杆(6)上移动，通过调节高强螺栓(2)调节夹板(1)间距。

10.一种用于基坑工程内支撑的锥楔式活络装置施作方法，其特征在于：

该方法包括如下步骤，

步骤一：夹板(1)制作：夹板(1)材料采用45号钢，高600mm，锥楔面与竖直方向成15°角，由两块长200mm×宽400mm×高600mm厚壁钢板(18)加工而成，厚壁钢板(18)内侧从顶部75mm位置以15°角度开始渐变切割形成锥口状，厚壁钢板(18)高350mm位置外侧车削深50mm长度为150mm台阶，于高200mm位置外侧车削深50mm长度为200mm台阶；夹板(1)顶部钢板厚度为75mm，底部厚度为100mm；制作两块夹板(1)的厚壁钢板(18)加工后需要对称布置，螺孔(19)中心对齐；夹板(1)的厚壁钢板(18)通过螺孔(19)、固定圆杆(6)和固定挡板(7)连接，固定挡板(7)焊接20mm厚的法兰(17)，在夹板(1)底端法兰(17)横截面左右对称位置焊接千斤顶托盘(9)；

步骤二：高强螺栓(2)制作：采用标准件M48，螺距5mm，10.9级，长度为600mm，共6套；

步骤三：锥形支腿(3)制作：由锥形钢板(20)加工而成；材料采用45号钢，四棱台形状，上底面为长400×宽59mm，下底面为400mm×348mm，锥形支腿(3)高540mm，梯形面方向将锥形支腿(3)中心切割成空等腰三角形，锥面壁厚50mm，下底面壁厚为30mm；锥面方向预留两道长465mm×宽48mm螺栓槽(5)，螺栓槽(5)对称布置，距离边线距离为72mm；

步骤四：栏板(4)制作：材料采用Q235，长150mm，上宽70mm，下宽20mm，厚20mm，呈直角梯形状，加工四件；斜边对齐夹板(1)斜面对称焊接在夹板(1)外侧拦住锥形支腿(3)；

步骤五：夹板(1)与锥形支腿(3)的连接：将锥形支腿(3)插入夹板(1)内，再通过高强螺栓(2)穿过夹板(1)的螺孔(19)和锥形支腿(3)的螺栓槽(5)对拉拧紧，使两夹板(1)能与锥形支腿(3)锥面密贴在一起形成锥楔式活络装置(12)；

步骤六：将加工制作的锥楔式活络装置(12)、预先制作好的钢支撑固定节段(13)和钢支撑(21)运输至施工现场，钢支撑(21)安装前预拼装，拼装偏差应符合设计要求或相关规范规定，每根钢支撑(21)的安装轴线偏心不大于20mm；

步骤七：仪器测量定位，在钢围檩(14)上准确安装钢支撑固定节段(13)，螺栓不拧紧；

步骤八：采用起重设备拼装钢支撑(21)，并安装锥楔式活络装置(12)，将锥楔式活络装置(12)两端分别与钢支撑(21)连接；

步骤九：选择适宜的千斤顶(10)，准确将千斤顶(10)安放在夹板(1)的千斤顶托盘(9)上，待千斤顶(10)顶至到千斤顶活塞位置(11)后，保证轴心受力；调试仪器，液压泵必须带有压力表，以控制液压泵的压力和加压的速率；

步骤十：按照设计的预加轴力逐级进行加压，两法兰(17)之间伸长，锥形支腿(3)随之伸出，检查钢支撑(21)和钢围檩(14)有无异常后，拧紧钢支撑固定节段(13)的螺栓；

步骤十一：预加轴力达到设定值时，预加轴力作用于锥形支腿(3)上，通过高强螺栓(2)和夹板(1)传递给钢支撑(21)，实现了钢支撑轴力的施加；锁定千斤顶(10)，拧紧双排高强螺栓(2)，缓慢拆除千斤顶(10)，该装置开始承受和传递钢支撑的轴力。