【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下结构物领域，具体涉及一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁。
技术介绍
1、传统地下空间的结构设计中，中柱的存在往往限制了空间的通透性和开阔性，无法满足地下大空间的需求。拱型大跨无柱结构作为一种创新的结构形式，能够较大程度地改善这一问题，提供更宽敞、更舒适的地下大空间环境。拱型大跨无柱结构作为一种可以承受较大竖向荷载的结构体系，具有优异的力学性能和稳定性。在地下空间中应用拱型大跨无柱结构，不仅可以提高结构的承载能力，还可以减小结构的变形和振动，提升安全性和舒适性。
2、但拱型大跨无柱结构同样存在一定的应用局限性：由于拱型结构是一种推力结构，对地基的要求较高，地基需要承受较大的水平推力，因此需要进行特殊的设计和处理；同时，由于拱形结构的刚性和固定形状，当需要进行建筑物的扩展或改建时，可能会受到限制；例如，某些地下工程在设计过程中，受规模限制通常需要设置外挂风亭，连续的侧墙开孔对拱型大跨无柱的拱脚存在一定的削弱，对于拱型结构的整体稳定性和承载能力都会带来一定的风险；并且这类附属结构在施工过程中需要对拱顶单边卸载，容易引起拱脚约束减弱、进而造成结构失稳的风险。
3、综上，现有的地下大跨无柱拱型结构，在扩展与改建时均存在容易受限的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，以解决现有技术中的地下大跨无柱拱型结构在扩展与改建时受限的问题，实现提升地下大跨无柱拱型结构在施工期间或长期扩展改建使用中的稳定性和承载能力、降低
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，包括地下拱形结构，所述地下拱形结构包括侧墙、连接在侧墙顶部的拱形的顶板；还包括位于所述顶板的拱脚处的型钢梁，所述型钢梁的两端分别与相对两侧的侧墙固定连接；所述型钢梁局部位于所述顶板内，且型钢梁位于顶板内的部分设置若干抗剪栓钉。
4、针对现有技术中的地下大跨无柱拱型结构在扩展与改建时受限的问题，本专利技术提出一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其中侧墙、顶板等均为地下拱形结构的既有结构，即分别在地下拱形结构的侧面和顶部施工得到的混凝土结构。本申请在顶板的拱脚处设置型钢梁，型钢梁的数量在此不做具体限定，可根据具体工况进行适应性设置；并且顾名思义型钢梁由型钢制成。型钢梁的两端分别与相对两侧的侧墙固定连接，且型钢梁的两端分别位于拱形结构相对两侧的拱脚处，因此型钢梁的两端会局部延伸至拱形结构的内部，即位于顶板的内部，本申请还在该区域的型钢梁表面设置若干抗剪栓钉。
5、本申请通过上述指定位置和结构的型钢梁作为地下拱形结构的临时或永久的结构加强措施，能够显著提升地下大跨无柱拱形结构在施工期间或长期使用中的稳定性和承载能力；并且显著提高地下大跨无柱拱型结构在扩展、改建时的稳定性和承载能力，降低了由于扩展、改建对拱脚区域的削弱；此外，本申请还可以降低由于附属结构施工过程中单边卸载而引起的拱脚约束减弱、结构失稳的风险；并且由于本申请采用型钢，相较于砼结构的加固方式而言，避免了砼后期凿除风险，对既有成品结构影响较小，后期拆除方便，还具有施工方便、工程造价低等明显优势。
6、进一步的，所述侧墙表面设置位于顶板拱脚处的预埋钢板，所述型钢梁与所述预埋钢板焊接；还包括预埋在侧墙内的锚筋，所述锚筋与所述预埋钢板通过穿孔塞焊连接。
7、本方案中，在侧墙表面正对顶板拱脚的位置，设置预埋钢板；顾名思义该预埋钢板预埋在侧墙表面，通过延伸至侧墙内部的锚筋、保证预埋钢板与侧墙之间的整体性，使得预埋钢板随侧墙施工而共同成型。其中穿孔塞焊为本领域技术人员应当理解的现有工艺，本方案通过穿孔塞焊提前实现预埋钢板与锚筋之间的固定。
8、本方案通过预埋钢板和锚筋的使用，可使得型钢梁作为地下大跨无柱拱型结构的永久性的结构加强措施，更加提高了在施工期间或长期使用中的稳定性和承载能力，有利于后期更加灵活且可靠的进行扩展或改建施工。
9、进一步的，所述预埋钢板表面开设若干焊孔；所述锚筋一端设置弯钩部、另一端与所述焊孔相匹配。锚筋设置弯钩部的一端深入至侧墙内部，在侧墙浇筑后能够更加提高侧墙的强度、以及锚筋与侧墙之间的连接稳定性；焊孔用于与锚筋之间进行穿孔塞焊使用。
10、进一步的，所述焊孔包括相互连通的圆孔、锥孔，所述圆孔与锥孔同轴，且圆孔位于预埋钢板朝向侧墙内部的一侧表面、锥孔位于预埋钢板与侧墙齐平的一侧表面；所述锥孔从与圆孔相连的一端至远离圆孔的一端，孔径逐渐减小；所述锥孔的最大内径、小于所述圆孔的内径；还包括环形均布在所述锥孔侧壁的若干限位弧槽；
11、所述锚筋与焊孔相匹配的一端，连接与所述圆孔相匹配的柱形件；所述柱形件背离锚筋的一端设置与所述锥孔相匹配的锥形部，所述锥形部表面设置若干与所述限位弧槽相匹配的弹性件，所述弹性件与所述限位弧槽一一对应。
12、由于本申请中型钢梁的端部与预埋钢板之间需要焊接，因此尽可能的保证预埋钢板的表面平整，有利于与型钢梁之间的稳定焊接；但是，又由于锚筋与预埋钢板之间的穿孔塞焊施工，因此预埋钢板朝向侧墙外部的一侧极易出现不平整表面，进而干扰型钢梁端部与预埋钢板之间的对接、不利于型钢梁端部的稳定焊接。为了克服这一问题，本方案对焊孔和锚筋均进行了专门的优化改进：
13、具体的，焊孔包括同轴的圆孔和锥孔，圆孔朝内、锥孔朝外，且锥孔的小径端朝外。由于锥孔的最大内径小于圆孔的内径，因此锥孔和圆孔之间形成一台阶面。
14、锚筋与焊孔相匹配的一端，依次设置有柱形件和锥形部，柱形件的形状与尺寸与圆孔对应、锥形部的形状与尺寸与锥孔对应；因此当柱形件的端部抵拢前述台阶面时，锥形部恰好完全进入并填充在锥孔内，此时锥形部的小径端端面，恰好与预埋钢板表面齐平，因此能够降低预埋钢板表面的整体凹凸程度，减轻穿孔塞焊对后续型钢梁焊接施工的干扰，进而显著提高预埋钢板表面的平整性、降低因穿孔塞焊对型钢梁与预埋钢板之间的对接和焊接的干扰，保证型钢梁端部的焊接稳定性，进而提高整个型钢拉梁及大跨无柱拱型结构的稳定性。
15、进一步的，所述型钢梁由若干段工字钢或h型钢拼接而成；所述工字钢或h型钢的翼板横向布置、腹板竖向布置。
16、本领域技术人员应当理解，翼板、腹板均为工字钢或h型钢中的既有定义。本方案中的型钢梁由若干段工字钢或h型钢拼接而成，具有在施工期间方便吊装、减轻浇筑重量、方便运营阶段拆装型钢梁、降低对已有成品无柱拱型结构的破坏等优势；当然，其具体拼接方式在此不做具体限定。此外，翼板横向布置、腹板竖向布置的布置方式，具有便于安装操作、更有利于抵抗水平推力的作用。
17、进一步的，所述抗剪栓钉设置在工字钢或h型钢的翼板上、并向翼板远离腹板的一侧延伸；此种布置方式同样是为了增大型钢梁在本申请中抵抗水平推力的效果，进而更加降低水平推力对拱脚区域支承结构的影响。
18、所述抗剪栓钉的长度大于或等于d；任意两个相邻抗剪栓本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，包括地下拱形结构，其特征在于，所述地下拱形结构包括侧墙(1)、连接在侧墙(1)顶部的拱形的顶板(2)；还包括位于所述顶板(2)的拱脚处的型钢梁(3)，所述型钢梁(3)的两端分别与相对两侧的侧墙(1)固定连接；所述型钢梁(3)局部位于所述顶板(2)内，且型钢梁(3)位于顶板(2)内的部分设置若干抗剪栓钉(4)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述侧墙(1)表面设置位于顶板(2)拱脚处的预埋钢板(5)，所述型钢梁(3)与所述预埋钢板(5)焊接；还包括预埋在侧墙(1)内的锚筋(6)，所述锚筋(6)与所述预埋钢板(5)通过穿孔塞焊连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述预埋钢板(5)表面开设若干焊孔；所述锚筋(6)一端设置弯钩部(601)、另一端与所述焊孔相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述焊孔包括相互连通的圆孔(7)、锥孔(8)，所述圆孔(7)与锥孔(8)同轴，且圆孔(
5.根据权利要求1所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述型钢梁(3)由若干段工字钢或H型钢拼接而成；所述工字钢或H型钢的翼板横向布置、腹板竖向布置。
6.根据权利要求5所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述抗剪栓钉(4)设置在工字钢或H型钢的翼板上、并向翼板远离腹板的一侧延伸；
7.根据权利要求5所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，相邻两段工字钢或H型钢之间通过第一连接板(13)、第二连接板(14)连接；
8.根据权利要求5所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，相邻两段工字钢或H型钢之间通过对接组件连接；
9.根据权利要求8所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述弓形件(16)包括两个与工字钢或H型钢的一侧翼板相匹配的C形部(161)、固定连接在两个C形部(161)之间的平板部(162)；当工字钢或H型钢的一侧翼板的端部抵拢至C形部(161)内部底端时，所述平板部(162)与工字钢或H型钢的腹板抵接。
10.根据权利要求8所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，其中一个弓形件(16)的两端均设置若干定位槽(17)、另一个弓形件(16)的两端均设置若干定位凸起(18)，所述定位凸起(18)与定位槽(17)相互匹配且一一对应。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，包括地下拱形结构，其特征在于，所述地下拱形结构包括侧墙(1)、连接在侧墙(1)顶部的拱形的顶板(2)；还包括位于所述顶板(2)的拱脚处的型钢梁(3)，所述型钢梁(3)的两端分别与相对两侧的侧墙(1)固定连接；所述型钢梁(3)局部位于所述顶板(2)内，且型钢梁(3)位于顶板(2)内的部分设置若干抗剪栓钉(4)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述侧墙(1)表面设置位于顶板(2)拱脚处的预埋钢板(5)，所述型钢梁(3)与所述预埋钢板(5)焊接；还包括预埋在侧墙(1)内的锚筋(6)，所述锚筋(6)与所述预埋钢板(5)通过穿孔塞焊连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述预埋钢板(5)表面开设若干焊孔；所述锚筋(6)一端设置弯钩部(601)、另一端与所述焊孔相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种适用于大跨无柱拱型结构的型钢拉梁，其特征在于，所述焊孔包括相互连通的圆孔(7)、锥孔(8)，所述圆孔(7)与锥孔(8)同轴，且圆孔(7)位于预埋钢板(5)朝向侧墙(1)内部的一侧表面、锥孔(8)位于预埋钢板(5)与侧墙(1)齐平的一侧表面；所述锥孔(8)从与圆孔(7)相连的一端至远离圆孔(7)的一端，孔径逐渐减小；所述锥孔(8)的最大内径、小于所述圆孔(7)的内径；还包括环形均布在所述锥孔(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晶，齐斐明，陈诚，李文祥，张婧琛，杜棣宾，武玉海，辛丽尧，
申请(专利权)人：中铁二十三局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。