一种SMW工法桩中H型钢新型连接结构的制作方法

一种smw工法桩中h型钢新型连接结构
技术领域
1.本发明属于土木工程中的基坑围护施工技术领域，尤其是涉及一种smw工法桩中h型钢新型连接结构。


背景技术：

2.近年来，我国对市政排水工程的投入不断增大，在城市建设过程中，受到既有管网和地上物影响，排水管道直埋施工存在较大难度。smw工法桩具有占地少、环境污染小、施工进度快、节约投资等优点已经得到了广泛应用。当基坑开挖深度超过18m时，由于工法桩中工字钢的标准节最大长度为18m，需要接长工字钢，传统的接长工字钢方法是现场焊接，传统的工字钢现场焊接对接方法存在以下问题：施工速度较慢，无法在短时间内完成焊接接头；当工法桩使用完毕后，拆卸时需要先拔出工字钢再切断焊接接头，造成材料浪费，导致切割后的工字钢受损，需要修复后才能回收，无法直接回收利用，增加施工成本，包括焊接作业的人工费；现场焊接作业存在安全隐患，容易引起火灾，需要有防火安全措施，以保护现场环境安全。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种smw工法桩中h型钢新型连接结构，以解决上述现有技术中连接施工速度较慢、截断h型钢造价极高的问题。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种smw工法桩中h型钢新型连接结构，包括连接件、内置板、螺接结构，所述连接件为工字钢构板，所述连接件及h型钢在翼缘板设有供内置板插入的插槽，所述螺接结构包括螺栓、螺母、垫片，所述连接件、内置板及h型钢上设有安装孔，所属安装孔内插有螺栓，所属螺母与螺栓螺纹连接，所述垫片设于螺母与钢板之间。
6.进一步地，所述连接件尺寸与h型钢一致。
7.进一步地，所述内置板长度与连接件翼缘板长度相同，宽5mm、高200mm。
8.进一步地，所述插槽深度为内置板高度的一半。
9.相对于现有技术，本发明所述的一种smw工法桩中h型钢新型连接结构具有以下优势：
10.(1)本发明所述的一种smw工法桩中h型钢新型连接结构，连接方式较为简单、方便，工程造价低，能够大幅度提高顶管施工进度，保障施工安全，为实现施工变形控制提供技术支持，符合实际使用需求。
附图说明
11.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
12.图1为本发明实施例所述的一种smw工法桩中h型钢新型连接结构的结构示意图；
13.图2为本发明实施例所述的一种smw工法桩中h型钢新型连接结构的分解结构示意图；
14.图3为本发明实施例所述的翼缘板插槽的示意图。
15.附图标记说明：
16.1、连接件；2、内置板；3、h型钢；4、插槽。
具体实施方式
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
19.如图1-3所示，本发明的一种smw工法桩中h型钢3新型连接结构，包括连接件1、内置板2、螺接结构，连接件1为工字钢构板，连接件1尺寸与h型钢3一致，内置板2长度与连接件1翼缘板长度相同，宽5mm、高200mm，连接件1及h型钢3在翼缘板设有供内置板2插入的插槽4，插槽4深度为内置板2高度的一半，螺接结构包括螺栓、螺母、垫片，连接件1、内置板2及h型钢3上设有安装孔，所属安装孔内插有螺栓，所属螺母与螺栓螺纹连接，垫片设于螺母与钢板之间。
20.本发明的工作流程如下：
21.第一步、对于新型连接结构，确定计划吻合的零件规格：对于新型结构连接，确定连接零件尺寸规格，各零件之间咬合密贴，防止松懈。具体可以包括以下步骤：首先，确定计划结构吻合的零件分类，需要内置板与螺栓螺母的新型连接结构零件；其次，分析不同零件的规格长度，根据h型钢尺寸确定内置板尺寸，长边等同h型钢的侧面长度、宽5mm、高200mm；再次，结合内置板的尺寸，h型钢部分的开槽深度为内置板的一半；最后，外侧内置板上有同螺母大小相同的四个洞口，h型钢开槽部分有同螺母大小的两个洞口。
22.需要说明的是，内置板的长边为h型钢的侧面长度，宽边不宜过宽或过窄，宽边取值太小会让连接部分不牢固，对于本发明，螺栓配有同等规格的螺母。
23.第二步、h型钢连接时，平行插入上下内置板及连接件，上下内置板固定后，沿内置板长边平行插入连接件，确定内置板与h型钢上的洞口吻合。
24.需要说明的是，连接结构分为上下两部分，其连接部分呈对称分布。建筑的对称首先是因为人们传统的审美理论，以对称为美，通过对称分布的效果，给出h型钢连接结构之间的平衡和稳定性，只有保证工程结构和构件各部位形状、尺寸和相互位置的正确，h型钢才沿内置板长边可平行插入，确保内置板与h型钢之间贴合，构造简单，装拆方便，螺栓孔洞依据螺栓尺寸而言，螺栓孔的直径通常略大于螺栓的直径。
25.第三步、用螺栓紧固连接插入的上下外侧内置板与h型钢，螺母加平垫圈拧紧。
26.需要说明的是，基于螺栓的连接方式，工艺设备简单，连接强度高，紧密性好，连接成本比较低，基本上可以达到省时省力的目的，内置板加螺栓双层连接密贴，从而确定h型钢稳定性。
27.需要说明的是，螺栓连接属于可拆卸的连接，方便快捷，加平垫圈防松。在装配时，螺栓与螺栓口之间不要出现空隙，容易松动或脱落。螺栓不会被破坏，可重复使用。
28.需要说明的是，平垫的内径尺寸按螺纹直径较大值选取，加平垫圈可提高螺栓预
紧力，保护被连接件的表面不被划伤，降低被连接件接触面的压应力,保证螺栓连接的有效。
29.第四步、h型钢拆卸时拔出螺栓，拿出平行连接件及上下内置板。
30.在部分现有技术中，使用外置连接板对smw工法桩中h型钢进行连接，由于h型钢自重及大，在安装过程中h型钢的定位困难，并且，使用外置连接板的连接结构仅在设有外置连接板的一侧进行加强，连接强度不均匀。在本发明中，采用内置板连接结构，h型钢连接时，平行插入上下内置板及连接件，安装定位便捷，内置板加螺栓双层连接密贴，连接强度高，紧密性好，连接强度均匀。
31.高层建筑施工中钢连接及安装技术难度和工艺复杂程度都是比较高的工作，根据结构的情况、施工的环境和企业的资源综合确定技术路线和关键工艺，是施工成败之关键。不论哪种连接或者安装技术，都具有自我的优势，同时也有一定的劣势，因此，在实际运用当中，要根据施工质量和具体工程要求而定，采用合适的、成熟的技术，从而赢得良好的经济效应和社会效应。为了给广大民众贡献更高质量建筑工程，为民众生命财产安全负起更大责任，针对锁口连接、铆接连接、焊接连接与其安装技术进行更加全面详细的研究分析。
32.需要说明的是，随着社会经济发展，smw工法桩具有施工进度快,节约投资等优点已经得到了广泛应用，但在工法桩上开洞时截断h型钢造价极高，特别是多段顶管时，截断钢板桩费用高达上百万。因此，在本发明中，基于h型钢拔除对基坑稳定性影响，对比分析锁口连接、铆接连接、焊接连接三种方式下整体h型钢强度和稳定性，本发明对于提高排水工程施工质量、施工进度和降低施工风险具有重要实际指导意义。
33.由于h型钢的各个部位均以直角排布，因此h型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。通过h型钢连接结构不同对接方式，实现本发明降低施工风险和工程造价意义重大。
34.锁口连接中h型钢之间采用槽型插口式活动连接，形成一种铰接的锁口形式，并在两个型钢的插口之间留有15mm左右的间隙，用以校正型钢的垂直偏差和型钢之间的间距偏差。通过两种型钢之间的锁口互连，形成灵活的组合。从而达到对整体h型钢强度和稳定性的目的。
35.需要说明的是，锁口结构的制作过程中必须注意结构与锁口之间的焊缝必须饱满密实,以保证形成围堰后各锁口不被撕裂,且保证围堰的止水。为保证各结构之间连接牢固,锁口要有足够的强度不开裂,同时保证各锁口便于嵌合。对锁口充分检查，凡有弯曲、破损、锁扣不合格的均应进行整修，锁口内外应光洁，并呈一直线，全长不应有破损、缺损、扭曲或死弯。
36.对于本发明，需要说明的是，对锁口处作涂抹混合油处理(摩擦系数μ＝0.25)，便于施工，此时锁口间摩擦接触作用较小；当锁口处生锈并不作处理时(摩擦系数μ＝0.55)，此时锁口间摩擦接触作用相比涂抹混合油时较大，其施工难度加大。新型连接结构不需要保证锁口处足够的强度，无需对锁口处进行整修或者涂抹混合油处理，拆卸直接拔出螺栓即可，可重复利用。
37.将铆钉穿过被铆接件上的预制孔，使两个或两个以上的被铆接件连接在一起，如此构成的不可拆连接，称为铆钉连接，简称铆接。铆接用的铆钉是一次性的，不能拆卸，如果想将零件拆分，必须将铆钉破坏。铆钉枪头的使用寿命短，必须将铆钉单面放已锁好孔构
件，钉芯插入到拉铆枪的枪头内，枪头要紧顶铆钉的端面。
38.需要说明的是，铆接适应性好，施工简单,工序少，两块板件的孔洞允许有些偏差，柳钉打进去时是软的。铆接在承受冲击载荷时比较可靠，效率高、噪音小、操作简单。连接变形小，对连接环境要求低，有风有水有油等都可以施工。但如果受到外部冲击、振动以及高温蠕变等因素的影响，其结构可能发生分离、滑动以及脱落，影响其使用性能，严重时会导致结构失效，引发安全事故，造成经济损失，属于不可拆卸连接。
39.对于本发明，需要说明的是，新型连接结构不会因外部冲击发生结构分离或者脱落，螺栓间紧密贴合，起到稳定性能，属于可拆卸连接。
40.焊接是利用局部加热或加压的方法使两个以上的金属件在连接处形成原子或分子间的结合而构成不可拆连接。焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属直接传力。若焊接质量可靠，则不存在强度、刚度、恢复性能、破坏性能等方面的缺陷，是十分理想的连接方式。但影响钢筋焊接质量的因素很多，难以保证稳定的焊接质量。因此，为了避免手工操作的不稳定性，焊接连接应采用机械操作代替手工操作，以确保施工质量，充分发挥焊接连接能保证整体性能的优点。而且从长远利益和综合效益上，既节省了大量钢材，且其价格也低于机械连接。在保证质量的情况下可优先选用焊接连接。
41.需要说明的是，焊接适应性强，哪怕构件制作时有些偏差，咱们照样能焊上。工字钢的焊接必须顺直,两角钢的对口处必须平齐，保证焊缝通长,防止漏水。
42.需要说明的是，在焊接过程中易出现鼓包、烧蚀和破裂缺陷。焊接接头一旦产生裂纹，很容易快速扩展到整体，导致失稳现象产生，同时也能反映出焊接接头吸能效果较差。焊接对工艺要求比较高，焊接本身需要的电压以及外部环境的温度、湿度、焊接工人的技术水平等，施焊时受热和冷却的不均匀性及不同步性，会在结构内部产生一系列自平衡的应力和自协调的变形，且会降低疲劳性能。
43.对于本发明，需要说明的是，新型连接结构不需要机械或者人工的技术水平，内置板加螺栓连接起到两层紧固防护，降低工程成本，螺栓连接用在两边可允许装拆，而被连接件厚度又不很大，重复使用，不浪费零件。
44.在本发明中，在第四步中，具体实现上，其特征在于，新型h型钢连接结构造价低，安装方便简洁，易于拆卸，结构稳定性高，具有实际使用意义。
45.在本发明中，关于第四步，基于在工法桩上开洞时截断h型钢造价极高，特别是多段顶管时，截断钢板桩费用高达上百万等严重问题，新型h型钢连接结构造价低，不需要繁琐工艺，能很好承受荷载，提高连接强度和稳定性。
46.需要说明的是，对于本发明，其h型钢新型连接结构用于对比分析锁口连接、铆接连接、铆接加焊接连接三种方式下整体h型钢强度和稳定性，形成提高施工进度并降低工程造价的施工技术的方法，属于工法桩龙口钢板桩拔除安全控制的创新技术。本发明的目的是提供一种通用的smw工法桩中h型钢新型连接结构。旨在确定计划吻合的零件规格，安装时平行插入上下内置板及连接件，用螺栓连接固定，拆卸时拔出螺栓并拿出平行连接件及上下内置板即可。
47.对于本发明，需要说明的是，市政管道明挖沟槽施工可龙口位置处截断h型钢和龙口位置处拔除h型钢，但是，目前关于工法桩上开洞时截断h型钢造价极高，影响工程质量发展，甚至会影响人民财产安全。因此，本发明提出一种基于工法桩龙口钢板桩拔除安全控制
的一种smw工法桩中h型钢新型连接结构，能够实现稳定h型钢，降低施工风险。
48.综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种smw工法桩中h型钢新型连接结构，采用内置板加螺栓的新型连接结构，结构分为上下两部分，连接部分呈对称分布，其连接方式较为简单、方便，工程造价低，能够大幅度提高顶管施工进度，保障施工安全，为实现施工变形控制提供技术支持，更加符合实际使用需求。
49.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。