[发明专利]预制空心钢管混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法

说明书

本发明属于地下基坑工程技术领域，具体涉及一种预制空心钢管混凝土支撑构件及施工方法，包括钢管和端头钢结构；钢管的两端均焊接有端头钢结构；钢管内浇筑有填充砼，填充砼内具有沿支撑方向贯穿的中空部；填充砼内配置有钢筋骨架和多根波纹管，钢筋骨架的两端分别与两端头钢结构连接；各波纹管内均张拉有预应力纵筋且灌注有水泥浆，预应力纵筋的两端均伸出波纹管并分别锚于两端头钢结构内；本发明还提供一种内支撑系统及施工方法，其采用的装配式内支撑由上述预制空心钢管混凝土支撑构件拼接而成。本发明能够提高装配式支撑的承载能力、抗变形能力、整体性以及节点刚度，且方便拆卸，便于循环使用、运输和安装。

技术领域

本发明属于地下基坑工程技术领域，具体涉及一种预制空心钢管混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法。

背景技术

传统现浇混凝土支撑，因其刚度大、整体性好、安全可靠等优势，普遍应用于地下工程，但也存在突出的问题和缺点：(1)费钱，投资高：混凝土支撑属于临时工程，车站结构主体完工，即破除外运，临时性废弃工程投资高，一般地下车站达数百万，复杂站点达数千万；(2)费时，工期长：混凝土支撑支模、绑扎钢筋、浇筑振捣、养护，后期的破除，整个工序长达好几个月，严重制约现场施工进度；(3)费力，难度大：混凝土支撑施工难度大，使用完成后破除施工，需耗费大量人力物力；(4)不环保，混凝土破除废渣污染环境，不符合绿色建造、环保节能的发展方向。急需先进的产品和科学的施工方法，替代传统混凝土支撑。

传统钢管撑虽然可以回收，施工较为便利，但是其与基坑支挡结构间只能承受压力，整体性较差，抗变形能力差，成为基坑安全的薄弱环节。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种预制空心钢管混凝土支撑构件、内支撑系统及施工方法，能够提高装配式支撑的承载能力、抗变形能力、整体性以及节点刚度，且方便拆卸，便于循环使用、运输和安装。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种预制空心钢管混凝土支撑构件，包括钢管和端头钢结构；所述钢管的两端均焊接有端头钢结构；所述钢管内浇筑有填充砼，所述填充砼内具有沿支撑方向贯穿的中空部；所述填充砼内配置有钢筋骨架和多根波纹管，所述钢筋骨架的两端分别与两端头钢结构连接；各所述波纹管内均张拉有预应力纵筋且灌注有水泥浆，所述预应力纵筋的两端均伸出所述波纹管并分别锚于两端头钢结构内。

进一步地，所述端头钢结构包括封板、外环板和内环板；所述钢管两端的端面均焊接有封板，所述钢管两端的外壁均环向焊接有外环板；各所述封板上背离所述钢管的一面焊接有内环板；位于所述钢管同一端的所述内环板与所述外环板通过加劲肋连接，且所述加劲肋与所述钢管焊接。

更进一步地，所述封板、所述内环板和所述外环板均为环形，且所述封板的内环尺寸和所述内环板的内环尺寸均与所述填充砼的中空部尺寸相同，所述外环板的内环尺寸与所述钢管的外环尺寸相同。

进一步地，所述钢筋骨架包括箍筋和多根普通纵筋；多根普通纵筋均沿支撑方向布置，且所述普通纵筋与所述箍筋连接。

本发明还提供一种内支撑系统，包括围护结构、冠梁、腰梁以及装配式内支撑；所述围护结构的顶部设有冠梁，所述围护结构的内侧设有腰梁，所述腰梁相对的两侧之间以及所述冠梁相对的两侧之间均支撑有所述装配式内支撑；所述装配式内支撑由多个上述的预制空心钢管混凝土支撑构件拼接而成；所述冠梁或所述腰梁内均预埋有预埋件，所述装配式内支撑的两端分别与两侧的预埋件连接。

作为一种实施方式，所述装配式内支撑上至少其中两个相邻的所述预制空心钢管混凝土支撑构件之间设置有拆卸垫片。

作为另一种实施方式，所述装配式内支撑的其中一端通过可伸缩结构与对应的预埋件连接，且所述装配式内支撑连接可伸缩结构的一端与对应的预埋件之间设有千斤顶，所述千斤顶与控制系统电连接。

本发明还提供上述的预制空心钢管混凝土支撑构件的施工方法，包括如下步骤：