本发明涉及一种uhpc支撑及安装方法,属于地铁基坑施工。
背景技术:
1、目前,地铁基坑项目越来越多,基坑中支撑也就越来越多,地铁基坑中第一道支撑均为现浇混凝土支撑,施工完成后均需要拆毁,无法循环利用,费料费工。
2、在基坑工程中,根据支撑材料的不同,可以分为钢支撑体系和钢筋混凝土支撑体系。
3、钢支撑采用钢管材料构件支撑体系,具有施工速度快、可多次重复利用的优势。但是,钢支撑的缺点是其受压性能差(钢筋混凝土支撑受压性能强),当钢支撑跨度较大易时,有出现失稳的可能,钢支撑中的一根一旦失稳,会出现连锁失效反应,增加基坑的安全风险。
4、现浇钢筋混凝土支撑体系的优势是整体刚度高、变形小、安全可靠,缺点是其施工工艺采用现浇混凝土湿法施工,需要一定的养护时间,且土方开挖较为不便,整体施工周期较长其成型困难,且不能拆装和重复利用。
5、因此,无论是钢支撑体系还是混凝土支撑体系都已不能满足高性能的支护需要。
6、uhpc(超高性能混凝土)是以细砂为骨料并掺入微细钢纤维形成的一种具有优异力学性能的超高性能混凝土,其强度(抗拉、抗压、抗扭)、韧性、耐久性均优于普通混凝土,因此,其在地铁地铁基坑施工技术领域具有广阔的应用前景。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足,本发明提供一种uhpc支撑、装配式安装结构及方法,是一种新型的、可重复利用的支撑体系,解决现有钢支撑体系和钢筋混凝土支撑体系中存在的弊端,兼顾支撑的力学性能与快速施工便利性。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
3、一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,包括uhpc预制支撑和冠梁,其特征在于,所述uhpc预制支撑从结构上分为支撑主体和位于支撑主体两端的安装部,所谓的安装部是指与基坑支护中的冠梁进行装配施工的部位,其中,所述支撑主体是由纵筋和uhpc组成的uhpc预制构件,其断面为工字形、矩形或圆形,所述冠梁上设置有牛腿,所述冠梁和安装部之间通过承插件和插接件进行快速装配式安装。
4、进一步地,所述插接件固定在安装部,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的t字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于冠梁处,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
5、进一步地,所述插接件固定在冠梁上,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的t字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于安装部,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
6、进一步地,所述t形插槽的纵向尺寸明显大于上述的t形插接件中横向钢板的厚度,插接完成后,该uhpc预制支撑相对于两侧的冠梁具有沿着纵向进行位置调节的空间,并在施工过程中,通过增加刚性垫板的方式,对插接件与该t形插槽之间的间隙进行填充并使得uhpc预制支撑的两端与两侧冠梁之间形成轴向受力配合。
7、进一步地,所述插接件固定在安装部,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的干字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于冠梁处,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
8、进一步地,所述插接件固定在冠梁上,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的干字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于安装部,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
9、进一步地,在牛腿或者冠梁的两侧设置有耳墙,该耳墙对uhpc预制支撑安装部的两侧进行约束。
10、进一步地,所述冠梁可以为钢筋混凝土冠梁,也可以为钢结构冠梁。
11、一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构的连接方法,包括uhpc预制支撑和冠梁,其特征在于,所述uhpc预制支撑从结构上分为支撑主体和位于支撑主体两端的安装部,所谓的安装部是指与基坑支护中的冠梁进行装配施工的部位,其中,所述支撑主体是由纵筋和uhpc组成的uhpc预制构件,其断面为工字形、矩形或圆形,所述冠梁上设置有牛腿,所述冠梁和安装部之间通过承插件和插接件进行快速装配式安装,插接件固定在安装部,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的t字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于冠梁处,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下,包括以下步骤:
12、s1:冠梁的成型:加工承插件,并在承插件的背侧避开两侧冠梁纵筋的位置焊接锚固钢筋,加工完成后在承插件整体镀锌处理,并将该承插件的锚固钢筋预埋于基坑两侧冠梁的浇筑模腔内,保证该承插件的主体中的插槽位于浇筑模板外侧,预留出来所述t形插槽,t形插槽上侧与冠梁上表面齐平;进行冠梁和牛腿位置的浇筑模板的架设,安装冠梁内部的钢筋笼,并与冠梁同时浇筑普通混凝土,经过养护72小时后,拆除浇筑模板,并在牛腿上方设置橡胶支座,同时设置耳墙;
13、s2:uhpc预制支撑的成型:加工插接件,纵向钢板上焊接形成剪力键,铣槽形成孔洞,将纵向钢板垂直的与横向钢板焊接形成t字形轮廓,将插接件预埋于预制uhpc预制支撑浇筑模板的两端,且插接件的外端外伸出预制uhpc预制支撑两端的端面,使用uhpc浆料浇筑并经过高温蒸养24小时,拆模后续静置养护14天;
14、s3:运输与吊装,用吊装设备将uhpc预制支撑整体吊至基坑待支撑区域,调整uhpc预制支撑角度和状态,使得插接件位于承插件的正上方,随后缓慢落下,并尽量使得uhpc预制支撑两端同步的插入,并放置橡胶支座;
15、s4:调整与固定,插接到位后,测量uhpc预制支撑与两侧的冠梁之间的垂直度,在冠梁选择一个固定点作为测量基准点,将全站仪安装在稳固的支架上,确保仪器水平并稳定,使全站仪对准基准点,进行初始设置,使用全站仪的激光测距和测角功能,分别测量预制支撑与冠梁两侧的多个点全站仪测量,直接读取并记录垂直度数据,并根据测量结果,调整uhpc预制支撑与冠梁之间的垂直度,直至三者之间组成h型支撑结构,使用钢垫板塞入插接件和承插件之间的配合间隙内,将uhpc预制支撑通过橡胶支座与下方牛腿固定连接,全面检查支撑系统的稳固性,确认所有连接部位稳定可靠。
16、本发明的有益效果是:
17、(1)本发明具有可拆卸性,方便进行安装、拆卸,可以解决目前基坑第一道支撑无法循环利用、费工费料的问题,提高材料利用率,且该连接结构在实际应用中更加易于推广和应用。
18、(2)本发明可以充分利用uhpc材料优异的抗压、抗拉强度以及良好的耐久性能,大幅降低结构截面尺寸,提高施工效率,延长使用寿命,降低全寿命周期成本。
19、(3)可微调uhpc预制支撑与两侧冠梁之间的垂直度,该调整既包括水平面内的角度调节,又包括竖直面内的角度调节,即本发明中uhpc预制支撑两端插头可以沿插槽进行竖直方向上下滑移进行插接和竖直面内的高度调节,又可以沿着水平面内进行角度调节,调整后使得三者的垂直度最优化,从而使得uhpc预制支撑承受的轴向拉、压力最优化,提高支撑效果,解决连接处受力复杂,易破坏的问题。
1.一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,包括uhpc预制支撑和冠梁,其特征在于,所述uhpc预制支撑从结构上分为支撑主体和位于支撑主体两端的安装部,所谓的安装部是指与基坑支护中的冠梁进行装配施工的部位,其中,所述支撑主体是由纵筋和uhpc组成的uhpc预制构件,其断面为工字形、矩形或圆形,所述冠梁上设置有牛腿,所述冠梁和安装部之间通过承插件和插接件进行快速装配式安装。
2.根据权利要求1所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,所述插接件固定在安装部,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的t字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于冠梁处,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
3.根据权利要求1所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,所述插接件固定在冠梁上,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的t字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于安装部,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
4.根据权利要求2或3所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,所述t形插槽的纵向尺寸明显大于上述的t形插接件中横向钢板的厚度,插接完成后,该uhpc预制支撑相对于两侧的冠梁具有沿着纵向进行位置调节的空间,并在施工过程中,通过增加刚性垫板的方式,对插接件与该t形插槽之间的间隙进行填充并使得uhpc预制支撑的两端与两侧冠梁之间形成轴向受力配合。
5.根据权利要求1所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,所述插接件固定在安装部,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的干字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于冠梁处,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
6.根据权利要求1所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,所述插接件固定在冠梁上,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的干字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于安装部,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下的进行,并在插接到位后,该uhpc预制支撑在自身重量的情况下进行稳定下来,并在该uhpc预制支撑的底部和牛腿之间的配合面处设置橡胶支座。
7.根据权利要求1所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,在牛腿或者冠梁的两侧设置有耳墙,该耳墙对uhpc预制支撑安装部的两侧进行约束。
8.根据权利要求1所述的一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构,其特征在于,所述冠梁可以为钢筋混凝土冠梁,也可以为钢结构冠梁。
9.一种uhpc支撑与冠梁滑轨式连接结构的连接方法,包括uhpc预制支撑和冠梁,其特征在于,所述uhpc预制支撑从结构上分为支撑主体和位于支撑主体两端的安装部,所谓的安装部是指与基坑支护中的冠梁进行装配施工的部位,其中,所述支撑主体是由纵筋和uhpc组成的uhpc预制构件,其断面为工字形、矩形或圆形,所述冠梁上设置有牛腿,所述冠梁和安装部之间通过承插件和插接件进行快速装配式安装,插接件固定在安装部,所述插接件是由横向钢板和纵向钢板经过焊接成型的t字形轮廓,纵向钢板上设置有剪力键和长条孔,且所述承插件预埋于冠梁处,所述承插件具有t形插槽,且两者为通过t形插接结构连接,插接方向为自上而下,包括以下步骤: