一种预制锚杆腰梁的制作方法

1.本实用新型属于建设工程技术领域，涉及锚杆腰梁的结构及性能改进，具体为一种预制锚杆腰梁。


背景技术：

2.工程建设深基坑支护及边坡加固项目中，经常用到腰梁结构构件，目前腰梁结构构件一般都采用现浇钢筋混凝土或钢腰梁。
3.采用支模现浇钢筋混凝土结构及工艺存在如下问题：
⑴
由于一般为异形梁、截面小、要穿锚杆等原因，支设模板难度大，易松动造成模板整体不稳，造成质量问题，效率低，进度慢。
⑵
支模使用木材量较大，浪费自然资源；同时，钢筋制作安装、支设模板需要大量工人，成本较高。
4.采用钢腰梁结构及工艺存在如下问题：
⑴
整体性较差，易变形，影响使用功能。
⑵
使用钢材量大，浪费矿产资源；焊接量较大；重量大，经常需要吊装机械及大量人工；成本较高。
5.如专利名称为：可拆卸组合式变截面型钢腰梁、申请号为：201510380197.0的中国发明申请，该可拆卸组合式变截面型钢腰梁，针对不同受力区采用不同截面的型钢，旨在解决普通型钢腰梁承载不足的问题。该发明是改良型的钢腰梁，仍然存在普通钢腰梁结构及工艺存在的类似问题，虽然减少了焊接工作量，但螺栓拼装工作量很大，而且因为施工现场锚杆孔位偏差加大，现场安装难度很大，大部分项目现场不具备回收条件，一次性投资很大。
6.如专利名称为：一种装配式腰梁、授权公告号为：cn102704490b的中国发明专利，该装配式腰梁，由型钢和钢筋混凝土组成。该发明是型钢混凝土腰梁结构，解决钢腰梁易变形的问题，使用钢材量较大，重量大，安装困难，成本较高，大部分项目现场不具备回收条件，一次性投资大。
7.如专利名称为：一种预应力锚索装配式钢腰梁及其施工工法、申请公布号为：cn111395356 a的中国发明申请，该预应力锚索装配式钢腰梁，包括若干固定设置在支护桩上的三角钢斜垫、焊接设置在所述三角钢斜垫斜面上的钢腰梁本体以及用于维持支护桩稳固性的锚索。该发明是改良型的钢腰梁，仍然存在普通钢腰梁结构及工艺存在的类似问题，焊接工作量较大，锚固工作量较大，而且因为施工现场锚杆孔位偏差加大，现场安装难度很大，大部分项目现场不具备回收条件，一次性投资很大。
8.如专利名称为：一种钢腰梁结构及其施工方法、申请公布号为：cn112302032 a的中国发明申请，整个腰梁安装过程中避免使用焊接及切割作业，减少作业量，提高施工效率。腰梁结构可重复组装拼接及拆分，使用灵活，并可周转使用。该发明是改良型的钢腰梁，仍然存在普通钢腰梁结构及工艺存在的类似问题，虽然减少了焊接工作量，但螺栓拼装工作量很大，而且因为施工现场锚杆孔位偏差加大，现场安装难度很大，大部分项目现场不具备回收条件，一次性投资很大。
9.如专利名称：一种深基坑桩锚支护的装配式腰梁配筋结构及施工方法、申请公布号为：cn112195932 a的发明申请，该深基坑桩锚支护的装配式腰梁配筋结构及施工方法，旨在使钢筋绑扎便捷，提高底部抗拉和两侧弧形卡桩面抗压性能。该发明是改良型的现浇钢筋混凝土腰梁，仍然存在普通现浇钢筋混凝土结构及工艺存在的类似问题，钢筋捆扎工作量很大，支模工作量大，且因为是异形梁，模板周转困难，使用木材量大，成本较高。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是提供一种预制锚杆腰梁，用于解决现有的现浇钢筋混凝土或者钢腰梁重量较大，安装效率低；浪费资源，成本较高等问题。
11.为了实现本实用新型的目的，采用以下技术方案：
12.一种预制锚杆腰梁，包括由纵筋、箍筋和混凝土构成的多节预制空心腰梁，所述预制空心腰梁通过端部的法兰连接件在横向上进行拼接组装；所述预制空心腰梁包括首尾相连的底边、前侧边、顶边和后侧边；所述后侧边与支护桩或者支护墙贴合安装，底边与前侧边垂直；所述后侧边、前侧边上带有安装锚杆的穿锚孔，锚杆从前侧边至后侧边为向下倾斜安装，底边的倾斜方向与锚杆相同，所述顶边上设有与预制空心腰梁内腔连通的灌浆孔。
13.为了进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案：
14.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述穿锚孔的宽度在60mm-150mm之间，穿锚孔的长度在200mm-800mm之间。
15.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述前侧边的宽度在200mm-400mm之间。
16.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述顶边与后侧边垂直，顶边的宽度在150mm-300mm之间；所述灌浆孔的直径在50mm-200mm之间。
17.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述纵筋采用非预应力螺纹钢筋与预应力混凝土用钢棒结合的混合配筋，所述箍筋采用低碳钢热轧圆盘条或冷拔低碳钢丝；所述混凝土强度等级采用c60-c80之间。
18.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述预制空心腰梁的长度为4m-12m之间。
19.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述法兰连接件包括带有螺栓孔的异形法兰板、预埋在混凝土内的钢板锚固件，钢板锚固件与异形法兰板固定，异形法兰板设置在预制空心腰梁的端部，异形法兰板上的螺栓孔位于预制空心腰梁外侧；所述异形法兰板为法兰或者法兰封堵板。
20.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述预制空心腰梁通过托梁件安装在支护桩或者支护墙上；所述托梁件与支护桩或者支护墙固定，托梁件与底边的倾斜角度相同。
21.如上所述的一种预制锚杆腰梁，所述托梁件由直径22mm-32mm的螺纹钢和角钢制成。
22.本实用新型的优点在于：
23.与现有的现浇钢筋混凝土或者钢腰梁相比，本实用新型重量轻、可大幅节约资源、成本低，具有低碳、快速、环保、经济等多方面优点，在深基坑支护、边坡加固等工程中具有重大应用价值。预制空心腰梁为高强混凝土薄壁结构，将现场支模模板和捆扎钢筋环节在工厂内模块化实现，大大节省了人力及模板木材。此外，工厂化生产制作质量得以保证，安全可靠，节省用料。现场安装固定简单，能大幅提高施工效率，形状规整美观。具体而言：
24.1、本实用新型的预制锚杆腰梁结合现场灌浆成型的结构，现浇钢筋混凝土梁的钢筋绑扎及支模工序均采用工厂预制的办法，机械化作业效率高。采用预应力与非预应力结合的混合配筋，既节省了钢材，又能保证腰梁具备一定的延性破坏特征，保证其使用的安全性。
25.2、预制空心腰梁为混凝土薄壁结构，可以在工厂预制，强度远高于现场浇筑，质量可靠，节省混凝土材料。空心结构大大减轻了预制构件的重量，现场采用人工、小型工具或机械即可完成安装。
26.3、现场灌浆工作简易可行，预制锚杆腰梁与迎土面紧密贴合，整体性好，安全可靠。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
28.图1为本实用新型安装后的立面图；
29.图2是图1的俯视图；
30.图3是图1中a-a向剖视图；
31.图4是图3中所述预制空心腰梁的结构示意图；
32.图5是图1中b-b向剖视图;
33.图6是图5中所述预制空心腰梁的结构示意图;
34.图7是图1中c-c向剖视图;
35.图8是图7中所述预制空心腰梁的结构示意图;
36.图9是图1中所述预制空心腰梁连接端的放大结构示意图；
37.图10是图1中所述法兰连接件的放大结构示意图；
38.图11是图1中所述法兰封堵板的放大结构示意图。
39.附图标记：
40.1-预制空心腰梁，11-底边，12-前侧边，121-穿锚孔，122-穿孔固定件，123-穿锚孔封堵板，13-顶边，131-灌浆孔，14-后侧边，15-纵筋，16-箍筋，17-混凝土，18-填充灌浆，2-锚杆，3-锚具，4-承压板，5-支护体，6-土体，7-法兰连接件，71-钢板锚固件，72-螺栓螺母组件，73-法兰封堵板，74-螺栓孔，8-托梁件，9-土钉，10-封堵材料。
具体实施方式
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.如图1-图11所示，本实施例公开的一种预制锚杆腰梁，包括多节预制空心腰梁1，相邻节预制空心腰梁1通过端部的法兰连接件7在横向上进行拼接组装。
43.如图4、图6、图8所示，每节预制空心腰梁1均由纵筋15、箍筋16和混凝土17构成。
44.如图5、图7所示，预制空心腰梁1包括首尾相连的底边11、前侧边12、顶边13和后侧边14；后侧边14与支护体5和迎土面贴合安装，底边11与前侧边12垂直；后侧边14、前侧边12
上带有安装锚杆2的穿锚孔121，锚杆2从前侧边12至后侧边14为向下倾斜安装，底边11的倾角与锚杆2的倾斜角度相同，顶边13上设有与预制空心腰梁1内腔连通的灌浆孔131。通过灌浆孔131在锚杆2与支护体5固定后可以向预制空心腰梁1内腔填充灌浆18。
45.如图9、图10、图11所示，法兰连接件7包括带有螺栓孔74的异形法兰板、预埋在混凝土17内的多个钢板锚固件71，钢板锚固件71与异形法兰板固定，异形法兰板设置在预制空心腰梁1的端部，异形法兰板上的螺栓孔74位于预制空心腰梁1外侧。该异形法兰板可以采用法兰或者法兰封堵板73。
46.如图7所示，本实施例的预制空心腰梁1通过托梁件8安装在支护体5上；托梁件8与底板固定，托梁件8的倾斜角度与底边11倾斜相同。
47.本实施例的预制空心腰梁1规格、结构以及安装过程如下：
48.（1）该预制空心腰梁1中，底边11的倾角θ与锚杆2的倾斜方向相同，两者的倾角相近。前侧边12与底边11垂直，即与锚杆2的轴线垂直相交。后侧边与土体6的迎土面以及支付体贴合。前侧边12的宽度b一般不小于200mm、不大于400mm；顶边13水平宽度a一般不小于150mm、不大于300mm；灌浆孔131的直径φ一般50mm-200mm。前侧边12的穿锚孔121应设置于该侧边的中间部位，穿锚孔121的高度n一般60-150mm，穿锚孔121的长度m根据情况可取200-800mm，锚杆2杆体应设外套管进行隔离，避免后续与填充灌浆18发生胶结。
49.（2）在现场外的厂内预制，混凝土17强度等级c60～c80，纵筋15采用非预应力普通螺纹钢筋与预应力混凝土17用钢棒结合的混合配筋，箍筋16采用低碳钢热轧圆盘条或冷拔低碳钢丝，每节预制空心腰梁1的长度在4-12m，两端预埋钢板锚固件71，蒸汽养护成型。
50.（3）在支护体5上，即支护桩或者支付墙上梁底位置植筋安装托梁件8，托梁件8采用螺纹钢筋直径22-32mm、角钢等制作，角度与底边11相一致。
51.（4）预制空心腰梁1放置于坡面托梁件8，采用端部的螺栓螺母组件72固定接长，起点和终端采用螺栓螺母组件72、法兰封堵板73以及螺栓孔74固定在法兰上封堵。锚杆2安装承压板4和锚具3固定，然后在底板用防水卷材等封堵材料10、土钉9固定，热熔与底板及坡面粘结封堵空隙。采用木板或钢板等材料作为穿锚孔封堵板123，并通过铁丝等穿孔固定件122与箍筋16连接固定，封堵住穿锚孔121。
52.（5）通过灌浆孔131向预制空心腰梁1内腔灌注填充灌浆18，填充灌浆18采用早强型砂浆或细石砼，设计抗压强度30-40mpa，振捣密实，终凝后浇水养护，养护抗压强度达到20mpa后进行锚杆2预应力张拉锁定。
53.本实用新型的预制锚杆腰梁采用厂内预制结合现场灌浆成型结构，按制作顺序分为两大部分，第一部分为预制空心腰梁1，采用纵筋15、箍筋16和混凝土17构成高强混凝土17薄壁部分，预制空心腰梁1端头设置法兰连接件7；第二部分为现场安装预制空心腰梁部分，包括固定以及向其内腔浇注填充灌浆18环节。具体包括预制厂内薄壁梁钢筋帮扎固定、支模、浇筑养护成型、拆模；现场工作面安装托梁件8，穿锚杆2、锚具3和承压板4安装预制薄壁梁，端头通过法兰连接件7连接。对穿锚孔121通过穿锚孔封堵板123、穿孔固定件122以及封模封堵，两端头安装封堵板，通过灌浆孔131向预制空心腰梁1内腔填充灌浆18并养护成型，锚杆2张拉锁定。具体制作过程如下：
54.一、工厂内制作预制空心腰梁部分：
55.制备由纵筋15、箍筋16构成的钢筋笼
→
制备高性能混凝土17
→
制备模具
→
涂隔离
剂
→
钢筋笼安装在模具上
→
灌混凝土17合模
→
对预应力钢棒进行预张拉锚固
→
离心处理
→
蒸汽养护
→
脱模
→
自然养护。
56.二、现场安装预制空心腰梁部分：
57.锚杆2施工
→
托梁件8安装
→
预制空心腰梁1穿锚杆2放置于托梁件8上
→
锚杆2安装锚具3、承压板4与预制空心腰梁1固定
→
逐节预制腰梁连接
→
底边11与迎土面空隙封堵
→
灌浆
→
砼养护
→
锚杆2预应力张拉锁定。
58.本实用新型具有低碳、快速、环保、经济等多方面优点，在深基坑支护、边坡加固等工程中具有重大应用价值。
59.本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。