一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法

1.本发明涉及边坡防护技术领域，具体为一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法。


背景技术：

2.随着用地需求的不断增加，随之而来的即是大量边坡的产生，框架预应力锚杆支护结构体系因质量轻，支护效果好，被广泛地应用于边坡支护工程。
3.传统的现浇框架预应力锚杆支护结构需现支模板，搭筑脚手架，并振捣混凝土，此举会在扰动边坡，且施工麻烦，施工周期长，施工质量参差不齐，给边坡稳定性增加不确定因素。
4.因此，我们提出一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，包括：十字型预制梁、l型预制梁、t型预制梁、锚索、预制桩基和栓钉连接件；
7.l型预制梁位于框架的左右上角，l型预制梁两端连接t型预制梁，t型预制梁为框架上、左和右边缘处的预制梁，框架边缘处的预制梁向框架中间方向连接十字型预制梁，框架最下方的十字型预制梁和t型预制梁下端浇注连接预制桩基，预制桩基固定埋于地下；
8.所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁之间通过栓钉连接件铰接；
9.所述栓钉连接件由两个栓钉钢板焊接在钢管两端构成，栓钉钢板和钢管外包混凝土；
10.所述预制桩基为钢筋混凝土结构并在顶端留有预留钢筋。
11.优选的，所述十字形预制梁包含一型十字型预制梁、二型十字型预制梁、底排一型十字型预制梁和底排二型十字型预制梁，十字形预制梁为横梁和纵梁十字交叉组成的钢筋混凝土结构。
12.优选的，所述l型预制梁包含一型l型预制梁和二型l型预制，l型预制梁为两相互垂直的横梁与纵梁组成的呈l型钢筋混凝土构件。
13.优选的，所述t型预制梁包含一型t型预制梁、二型t型预制梁、底排一型t型预制梁和底排二型t型预制梁，t型预制梁为由横梁和纵梁相互垂直组成的呈t型钢筋混凝土结构。
14.优选的，所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁中间开设有锚索孔，锚索孔贯穿预制梁的上下两个面，锚索孔内插接锚索，锚索预埋在地面。
15.优选的，所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁的端部设有铰接连接件；
16.所述铰接连接件包含端部钢板、抗剪栓钉和铰接钢板，端部钢板与铰接钢板上设
置抗剪栓钉，铰接钢板和端部钢板外包裹有混凝土，铰接钢板和混凝土贯穿开设有栓钉孔，栓钉连接件贯穿栓钉孔。
17.优选的，所述一型十字型预制梁、一型l型预制梁、一型t型预制梁、底排一型t型预制梁、底排一型十字型预制梁的铰接连接件的铰接钢板设有一个，且固定安装于端部钢板中间。
18.优选的，所述二型十字型预制梁、二型l型预制梁、二型t型预制梁、底排二型t型预制梁、底排二型十字型预制梁的铰接连接件的铰接钢板设有两个，且对称固定安装于端部钢板两端。
19.一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构施工方法，施工方法如下：
20.一、制作预制梁：按设计要求在工厂中制作出预制梁，强度达标后，运送至现场；
21.二、锚索定位：清理边坡，并定位锚索13；
22.三、锚索施工：钻机钻孔并用高压风枪清孔，灌注混凝土；
23.四、沟槽处理：开挖连接构件和一字梁沟槽，对沟槽地面进行找平处理；
24.五、吊装构件：将预制梁按照如下方式安装：按照从左到右的方式为框架的第1、2、3、
……
n列，从上到下的方式为框架梁的1、2、3、
……
n行，一型构件和二型构件为相互配套的构件，即一型构件与四周的二型构件相连、二型构件与四周的一型构件相连；
25.如情况一：第1行、第1列处安装一型l型预制梁则第1行从第1列到第n列的预制梁依次为一型l型预制梁、二型t型预制梁、一型t型预制梁、二型t型预制梁、一型t型预制梁
……
从第1列的第1行到第n行的预制梁依次为一型l型预制梁、二型t型预制梁、一型t型预制梁、二型t型预制梁、一型t型预制梁
……
中间部分安装十字形预制梁，其安装顺序遵循从左至右、从上到下的原则直至铺满整个边坡；
26.情况二：第1行、第1列处安装二型l型预制梁则第1行从第1列到第n列的预制梁依次为二型l型预制梁、一型t型预制梁、二型t型预制梁、一型t型预制梁、二型t型预制梁
……
第1列从第1行到第n行的预制梁依次为二型l型预制梁、一型t型预制梁、二型t型预制梁、一型t型预制梁、二型t型预制梁
……
中间部分安装十字形预制梁，其安装顺序遵循从左至右、从上到下的原则至铺满整个边坡；
27.六、节点连接：将栓钉连接件穿过栓钉孔，连接相邻两个预制梁，底排的预制梁由预留钢筋通过套筒、焊接、搭接连接完成合并后浇注混凝土；
28.七、预应力张拉：预制梁连接完成后即可进行张拉预应力，待预应力达到设计值时，锁定、封锚。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.装配单元为预制构件梁、栓钉连接件、锚索、预制桩基，预制构件梁通过栓钉连接件连接，安装方式简单快捷，只需将栓钉连接件的一端穿过栓钉孔，另一端焊接即可，连接装配单元以后即可张拉预应力、极大地提高了支护效率，解决了施工周期长、施工质量良莠不齐的现象。
附图说明
31.图1为本发明的结构示意图；
32.图2为本发明中一型十字型预制梁及其局部透视的结构示意图；
33.图3为本发明中二型十字型预制梁及其局部透视的结构示意图；
34.图4为本发明中一型l型预制梁及其局部透视的结构示意图；
35.图5为本发明中二型l型预制梁及其局部透视的结构示意图；
36.图6为本发明中一型t型预制梁及其局部透视的结构示意图；
37.图7为本发明中二型t型预制梁及其局部透视的结构示意图；
38.图8为本发明中底排一型t型预制梁及其局部透视的结构示意图；
39.图9为本发明中底排二型t型预制梁及其局部透视的结构示意图；
40.图10为本发明中底排一型十字型预制梁及其局部透视的结构示意图；
41.图11为本发明中底排二型十字型预制梁及其局部透视的结构示意图；
42.图12为本发明中栓钉连接件的结构示意图；
43.图13为本发明中预制桩基的结构示意图。
44.图中：6、铰接连接件；7、端部钢板；8、抗剪栓钉；9、铰接钢板；11、一型十字型预制梁；12、二型十字型预制梁；13、锚索；14、锚索孔；15、预制桩基；16、预留钢筋；17、栓钉连接件；18、栓钉钢板；19、钢管；20、栓钉孔；21、一型l型预制梁；22、二型l型预制梁；24、混凝土层；31、一型t型预制梁；32、二型t型预制梁；41、底排一型t型预制梁；42、底排二型t型预制梁；51、底排一型十字型预制梁；52、底排二型十字型预制梁。
具体实施方式
45.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。
46.请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法，包括：十字型预制梁、l型预制梁、t型预制梁、锚索13、预制桩基15和栓钉连接件17；
47.l型预制梁位于框架的左右上角，l型预制梁两端连接t型预制梁，t型预制梁为框架上、左和右边缘处的预制梁，框架边缘处的预制梁向框架中间方向连接十字型预制梁，最下方的十字型预制梁和t型预制梁下端浇注连接预制桩基15，预制桩基15固定埋于地下，所述预制桩基15为钢筋混凝土结构并在顶端留有预留钢筋16；
48.所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁之间通过栓钉连接件17铰接；
49.所述十字形预制梁包含一型十字型预制梁11、二型十字型预制梁12、底排一型十字型预制梁51和底排二型十字型预制梁52，十字形预制梁为横梁和纵梁十字交叉组成的钢筋混凝土结构；
50.所述l型预制梁包含一型l型预制梁21和二型l型预制梁22，l型预制梁为两相互垂直的横梁与纵梁组成的呈l型钢筋混凝土构件；
51.所述t型预制梁包含一型t型预制梁31、二型t型预制梁32、底排一型t型预制梁41和底排二型t型预制梁42，t型预制梁为由横梁和纵梁相互垂直组成的呈t型钢筋混凝土结构；
52.所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁中间开设有锚索孔14，锚索孔14贯穿
预制梁的上下两个面，锚索孔14内插接锚索13，锚索13预埋在地面；
53.所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁的端部设有铰接连接件6；
54.所述铰接连接件6包含端部钢板7、抗剪栓钉8和铰接钢板9，端部钢板7与铰接钢板9上设置抗剪栓钉8，铰接钢板9和端部钢板7外包裹有混凝土层24，铰接钢板9和混凝土层24贯穿开设有栓钉孔20，栓钉连接件17贯穿栓钉孔20；
55.所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁又区分为一型和二型；
56.所述一型预制梁的铰接连接件6的铰接钢板9设有一个，且固定安装于端部钢板7中间；
57.所述二型预制梁的铰接连接件6的铰接钢板9设有两个，且对称固定安装于端部钢板7两端；
58.通过一型预制梁和二型预制梁的铰接连接件6插接对齐，将栓钉连接件17插入栓钉孔20，实现一型预制梁和二型预制梁的铰接；
59.其中位于框架底部的一型和二型的预制梁其中一端设有预留钢筋16，预留钢筋16和预制桩基15通过套筒、焊接、搭接连接后浇混凝土；
60.所述预制梁的主筋穿过端部钢板7并与端部钢板7焊接，焊接位置距端部主筋距离为50mm；
61.所述栓钉连接件17由两个栓钉钢板18焊接在钢管19两端构成，栓钉钢板18和钢管19外包混凝土。
62.基于栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法包括以下步骤：
63.一、制作预制梁：按设计要求在工厂中制作出预制梁，强度达标后，运送至现场；
64.二、锚索定位：清理边坡，并定位锚索
65.三、锚索施工：钻机钻孔并用高压风枪清孔，灌注混凝土。
66.四、沟槽处理：开挖连接构件和一字梁沟槽，对沟槽地面进行找平处理。
67.五、吊装构件：将预制梁按照如下方式安装：按照从左到右的方式为框架的第1、2、3、
……
n列，从上到下的方式为框架梁的1、2、3、
……
n行，一型构件和二型构件为相互配套的构件，即一型构件与四周的二型构件相连、二型构件与四周的一型构件相连；
68.如情况一：第1行、第1列处安装一型l型预制梁21则第1行从第1列到第n列的预制梁依次为一型l型预制梁21、二型t型预制梁32、一型t型预制梁31、二型t型预制梁32、一型t型预制梁31
……
从第1列的第1行到第n行的预制梁依次为一型l型预制梁21、二型t型预制梁32、一型t型预制梁31、二型t型预制梁32、一型t型预制梁31
……
中间部分安装十字形预制梁，其安装顺序遵循从左至右、从上到下的原则直至铺满整个边坡；
69.情况二：第1行、第1列处安装二型l型预制梁22则第1行从第1列到第n列的预制梁依次为二型l型预制梁22、一型t型预制梁31、二型t型预制梁32、一型t型预制梁31、二型t型预制梁32
……
第1列从第1行到第n行的预制梁依次为二型l型预制梁22、一型t型预制梁31、二型t型预制梁32、一型t型预制梁31、二型t型预制梁32
……
中间部分安装十字形预制梁，其安装顺序遵循从左至右、从上到下的原则至铺满整个边坡；
70.六、节点连接：将栓钉连接件17穿过栓钉孔20，连接相邻两个预制梁，底排的预制梁由预留钢筋通过套筒、焊接、搭接连接完成合并后浇注混凝土；
71.七、预应力张拉：预制梁连接完成后即可进行张拉预应力，待预应力达到设计值
时，锁定、封锚。
72.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于：包括：十字型预制梁、l型预制梁、t型预制梁、锚索(13)、预制桩基(15)和栓钉连接件(17)；l型预制梁位于框架的左右上角，l型预制梁两端连接t型预制梁，t型预制梁为框架上、左和右边缘处的预制梁，框架边缘处的预制梁向框架中间方向连接十字型预制梁，框架最下方的十字型预制梁和t型预制梁与预制桩基(15)浇注连接，预制桩基(15)固定埋于地下；所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁之间通过栓钉连接件(17)铰接；所述栓钉连接件(17)由两个栓钉钢板(18)焊接在钢管(19)两端构成，栓钉钢板(18)和钢管(19)外包混凝土；所述预制桩基(15)为钢筋混凝土结构并在顶端留有预留钢筋(16)。2.根据权利要求1所述的一种基于栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述十字形预制梁包含一型十字型预制梁(11)、二型十字型预制梁(12)、底排一型十字型预制梁(51)和底排二型十字型预制梁(52)，十字形预制梁为横梁和纵梁十字交叉组成的钢筋混凝土结构。3.根据权利要求1所述的一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述l型预制梁包含一型l型预制梁(21)和二型l型预制(22)，l型预制梁为两相互垂直的横梁与纵梁组成的呈l型钢筋混凝土构件。4.根据权利要求1所述的一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述t型预制梁包含一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)、底排一型t型预制梁(41)和底排二型t型预制梁(42)，t型预制梁为由横梁和纵梁相互垂直组成的呈t型钢筋混凝土结构。5.根据权利要求1所述的一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁中间开设有锚索孔(14)，锚索孔(14)贯穿预制梁的上下两个面，锚索孔(14)内插接锚索(13)，锚索(13)预埋在地面。6.根据权利要求1所述的一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述十字形预制梁、l型预制梁和t型预制梁的端部设有铰接连接件(6)；所述铰接连接件(6)包含端部钢板(7)、抗剪栓钉(8)和铰接钢板(9)，端部钢板(7)与铰接钢板(9)上设置抗剪栓钉(8)，铰接钢板(9)和端部钢板(7)外包裹有混凝土层(24)，铰接钢板(9)和混凝土层(24)贯穿开设有栓钉孔(20)，栓钉连接件(17)贯穿栓钉孔(20)。7.根据权利要求2-4任意一项所述的一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述一型十字型预制梁(11)、一型l型预制梁(21)、一型t型预制梁(31)、底排一型t型预制梁(41)、底排一型十字型预制梁(51)的铰接连接件(6)的铰接钢板(9)设有一个，且固定安装于端部钢板(7)中间。8.根据权利要求2-4任意一项所述的一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构，其特征在于，所述二型十字型预制梁(12)、二型l型预制梁(22)、二型t型预制梁(32)、底排二型t型预制梁(42)、底排二型十字型预制梁(52)的铰接连接件(6)的铰接钢板(9)设有两个，且对称固定安装于端部钢板(7)两端。9.一种基于权利要求1所述的栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构施工方法，其特征在于，所述施工方法如下：一、制作预制梁：按设计要求在工厂中制作出预制梁，强度达标后，运送至现场；二、锚索定位：清理边坡，并定位锚索(13)；
三、锚索施工：钻机钻孔并用高压风枪清孔，灌注混凝土；四、沟槽处理：开挖连接构件和一字梁沟槽，对沟槽地面进行找平处理；五、吊装构件：将预制梁按照如下方式安装：按照从左到右的方式为框架的第1、2、3、
……
n列，从上到下的方式为框架梁的1、2、3、
……
n行，一型构件和二型构件为相互配套的构件，即一型构件与四周的二型构件相连、二型构件与四周的一型构件相连；如情况一：第1行、第1列处安装一型l型预制梁(21)则第1行从第1列到第n列的预制梁依次为一型l型预制梁(21)、二型t型预制梁(32)、一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)、一型t型预制梁(31)
……
从第1列的第1行到第n行的预制梁依次为一型l型预制梁(21)、二型t型预制梁(32)、一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)、一型t型预制梁(31)
……
中间部分安装十字形预制梁，其安装顺序遵循从左至右、从上到下的原则直至铺满整个边坡；情况二：第1行、第1列处安装二型l型预制梁(22)则第1行从第1列到第n列的预制梁依次为二型l型预制梁(22)、一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)、一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)
……
第1列从第1行到第n行的预制梁依次为二型l型预制梁(22)、一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)、一型t型预制梁(31)、二型t型预制梁(32)
……
中间部分安装十字形预制梁，其安装顺序遵循从左至右、从上到下的原则至铺满整个边坡；六、节点连接：将栓钉连接件(17)穿过栓钉孔(20)，连接相邻两个预制梁，底排的预制梁由预留钢筋(16)通过套筒、焊接、搭接连接完成合并后浇注混凝土；七、预应力张拉：预制梁连接完成后即可进行张拉预应力，待预应力达到设计值时，锁定、封锚。

技术总结
本发明公开了一种栓钉连接的铰接装配式框架梁支护结构及其施工方法，包括：十字型预制梁、L型预制梁、T型预制梁、锚索、预制桩基和栓钉连接件，L型预制梁位于左右上角，L型预制梁两端连接T型预制梁，T型预制梁之间连接十字型预制梁，最下方的十字型预制梁和T型预制梁下端浇注连接预制桩基，预制梁之间通过栓钉连接件铰接。本发明装配单元为预制构件梁、栓钉连接件、锚索、预制桩基，预制构件梁通过栓钉连接件连接，安装方式简单快捷，只需将栓钉连接件的一端穿过栓钉孔，另一端焊接即可，连接装配单元以后即可张拉预应力、极大地提高了支护效率，解决了施工周期长、施工质量良莠不齐的现象。现象。现象。


技术研发人员：叶帅华 张世诚 张俊 高峰峰 朱龙伟 李灿 王仪 申智源
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/5