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鱼腹梁受力机理及变形控制方法原理

384 2021-07-19 09:19:25

基坑中较为常见的土层锚杆体系,通过这些年工程实践发现,不仅受到外力影响较多,而且易对与基坑邻近的一些构筑物产生不可忽视的损坏;而混凝土内支撑常采取爆破拆卸方式,总体成本太高。一般的混凝土支撑结构适用于宽度区间大概为 80-100m 左右的基坑,高于这个区间,位移超限。与此同时,现有的钢管支撑技术,基于众多实例和受力分析,其特点为平面布置密集,节点性能差(不可忽视的问题);虽目前的型钢组合支撑的节点性能有所改善,但平面布置密集的问题没有解决。故,新型的钢结构技术迫切需要,在保证基坑受力安全的同时,也能创造出较大的施工空间; 基于此目的,预应力鱼腹梁体系被研发出来。沿海等部分土质处于软土的地区选用绿色的内支撑结构形式——即 IPS 鱼腹梁结构体系,其据调查,采用IPS 鱼腹梁的基坑宽度区间基本可以达到 100 m 以上; 这种工具式组合支撑结构是我国近年从国外引进的,并作相应改良 化的适合我国国情的一种基于基坑工程内支撑的创新工法,且可循环利用、施工便捷、环保;因鱼腹梁紧贴围檩设置,相邻支撑间的间距一般较大,故不占用基坑整体空间。符合国家节能环保的发展理念;具有工期快,环保,成本造价较低等优点。

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IPS 的定义如下∶ 由保力盒、对撑(DC)、角撑(JC)、横钢梁连接件、受力拉杆、立杆、鱼腹梁(钢绞线结合型钢受力梁组装)、预应力(预压定紧)装置相互连接而构成的一种运用预应力钢绞线技术的水平内支撑与立体结构工具;其中鱼腹梁主要有图所示2中常用形式。

图 a 的形式为 FS型,适用跨度不超过 18m;图b的形式为 SS 型,适用跨度 20m以上的情况。表 3.1为鱼腹梁尺寸表。

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预应力装配式鱼腹梁内支撑体系的设计内容,在预应力装配式H 型钢支撑体系上增加了鱼腹梁的内容。鱼腹梁采用的型钢型号一般为H350×350、H400×400,强度不低于Q345;一般采用 1860 级及以上规格的高强度低松弛无粘结钢绞线,常用跨度为 8-64m。根据需承载的水平荷载、结构平面布置形式以及基坑的一些控制变形要求,从供应商提供的产品性能表格,选择鱼腹梁规格以及钢绞线的数量,也可以根据预应力的结构原理自行计算。

预应力施加方法需按照如下步骤进行∶

DC、JC 加压至设计预应力的 30%→鱼腹梁钢绞线张拉至设计预应力的 50%→ DC、JC 加压至设计预应力的 50%→鱼腹梁钢绞线张拉至设计预应力的 70%→DC、 JC加压至设计预应力的 80%→鱼腹梁钢绞线张拉至设计预应力的 100%→DC、JC 加压至设计预应力的 100%→锁定鱼腹梁与外侧围檩间的螺栓,同时锁定托梁与支撑间螺栓。

鱼腹梁钢绞线张拉实行"双控",即张拉液压值控制与钢绞线伸长量控制。钢绞线拆除时,预应力释放按下列步骤进行;

鱼腹梁钢绞线卸载至轴力的 70%→DC、JC 卸载至轴力的 70%→鱼腹梁钢绞线卸载至轴力的 30%→DC、JC 卸载至轴力的 30%→鱼腹梁钢绞线完全卸载→DC、JC 完全卸载。