一种地下室顶板临时超载的预应力加固装置及其实施方法【技术领域】，尤其涉及一种地下室顶板临时超载的预应力加固装置。适用于单层和多层地下室的混凝土顶板上部进行重载运输、重载吊装等多种作业情况。[0002]在土木工程建设中，随着地下空间综合开发应用数量的增多，高层、超高层建筑、甚至单层和多层的大跨度建筑皆设计地下室，作为车库或其他功能用房。[0003]地下室的平面布置范围往往大于建筑物上部主体结构布置的范围，延伸到建筑物周边市政道路和景观绿化的下方。地下室顶板的承载力设计，通常考虑建筑结构恒载、板面覆土荷载、正常活荷载、消防通道部位的车辆荷载等正常使用荷载。而在施工过程或使用过程中，常常会向主体建筑运输大型设备和大量材料，或者吊装大型构件，出现临时超载的情况。此类作业情况属于临时发生，在地下室顶板设计过程中不予考虑。当地下室顶板上部进行重载运输、重载吊装等超载作业的时候，作业实施单位应依据结构分析结果进行临时加固处理。若不作处理或处理不到位，则会使地下室顶板产生裂缝甚至压溃、倒塌。[0004]目前对地下室顶板临时加固的施工措施，通常采用脚手架钢管进行塞紧顶撑，也有采用型钢和钢板焊接成支撑塔架辅助传力，还有采用密布的细钢管螺纹式顶撑。现有的加固方法主要存在以下几方面问题:(I)顶撑没有预应力或预应力不足，在超载作用下，容易使地下室顶板变形过大、产生裂缝； (2)安装和拆卸非常复杂，施工周期较长，且不利于重复使用；(3)施力不精准，传力路径不清晰，往往多用材料，造成浪费，不经济。[0005]

[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种安装拆卸简单、利于重复利用且节省开支的地下室顶板临时超载的预应力加固装置及其实施方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地下室顶板临时超载的预应力加固装置，包括钢管撑杆、对称布置的楔形滑块、对拉螺栓组件、应变计、导线、应变仪；所述钢管撑杆一端设有楔形滑块，所述钢管撑杆与楔形滑块通过对拉螺栓组件固定连接，所述钢管撑杆上设有应变计，所述应变计通过导线连接有应变仪。
[0008]作为本发明的进一步改进，地下室顶板临时超载的预应力加固装置还包括钢垫板，所述楔形滑块设于钢垫板上，所述钢垫板的厚度为10?20mm，所述钢垫板设有至少一块，所述相邻钢垫板通过叠放设置。根据地下室顶板与底板之间的净距、钢管撑杆的长度，可选用多块钢垫板叠放。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述楔形滑块的楔角a的角度为20°?45°。所述钢管撑杆由钢管、下部V形端板、上部端板和肋板构成，所述钢管一端设有上部端板，另一端设有下部V形端板；所述钢管和上部端板之间设有支撑肋板；所述应变计设于钢管上，所述下部V形端板的折角与楔形滑块的楔角a相同。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述对拉螺栓组件由螺杆、螺母和垫片组成，所述楔形滑块上对称设有两个通孔，所述通孔与螺杆相适配，所述通孔的孔径比螺杆的直径大I?2mm ο
[0011]本发明还提供了地下室顶板临时超载的预应力加固装置的实施方法，包括以下步骤:
步骤一:测量放线，确定所需临时加固的位置，在地下室底板上面依次安置钢垫板、楔形滑块、对拉螺栓组件和钢管撑杆，并初步拧紧对拉螺栓组件，使楔形滑块初步顶紧钢管撑杆。
[0012]步骤二:在钢管撑杆的钢管上粘贴应变计、连接导线至应变仪，接通电源，并对应变仪清零操作。
[0013]步骤三:使用扭力扳手对称拧紧螺母，使两个楔形滑块向中间移动，顶紧钢管撑杆，从而向地下室顶板施加预应力；根据应变仪的读数，判断预应力是否已到施工方案所预定的应力水平。同时标定应变仪读数与扭力扳手读数之间的比例关系。
[0014]步骤四:在新的位置，依次安置钢垫板、楔形滑块、对拉螺栓组件和钢管撑杆，并初步拧紧对拉螺栓组件，使楔形滑块初步顶紧钢管撑杆。
[0015]步骤五:采用扭力扳手对称拧紧螺母，依据标定的应力比例关系，施加预应力达到施工方案设计的水准。
[0016]步骤六:重复以上步骤四和步骤五，在新的位置安装加固装置。
[0017]步骤七:采用扭力扳手依次检验并调节所有的对拉螺栓组件；消除后安装的钢管撑杆对先安装的邻近钢管撑杆所产生的卸载影响；完成安装加固装置的实施。
[0018]步骤八:加固装置安装完成后，在地下室顶板上面施加临时超载力，临时超载力沿着钢管撑杆的轴线传递到地下室底板。
[0019]步骤九:当临时超载力从地下室顶板上移走后，采用扭力扳手松开螺母，钢管撑杆在预应力的作用下，对称撑开两个楔形滑块，钢管撑杆的上部端板自动与地下室顶板之间脱开，可以快捷地拆除整个加固装置；完成拆除加固装置的实施。
[0020]作为本发明的进一步改进，所述应变仪的读数与扭力扳手的读数标定为比例关系后；钢管撑杆对地下室顶板施加的预应力水平通过扭力扳手的读数来调节。
[0021]作为本发明的进一步改进，所述钢管撑杆对地下室顶板施加的预应力水平，由应变仪的读数和扭力扳手的读数调节。
[0022]作为本发明的进一步改进，所述地下室顶板临时超载的预应力加固装置适用于单层地下室或多层地下室；当为多层地下室时，相邻层的钢管撑杆应保持在同一轴线上，确保地下室顶板上部的临时超载，沿着钢管撑杆的轴线传递到负二层的顶板，继续沿着负二层钢管撑杆的轴线传递到地下室底板。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、通过应变仪和扭力扳手的读数，精确控制钢管撑杆的预应力水平，确保钢管撑杆与地下室顶板能协同受力。既可避免钢管撑杆无预应力或预应力不足导致加固装置滞后受力、地下室顶板变形过大、产生裂缝；又可避免钢管撑杆预应力过大，使地下室顶板反向变形过大、产生反向裂缝。
[0024]2、本发明装置的安装和拆卸非常简便，施工周期很短。仅仅最初的两组加固装置需作标定试验，确定应变仪读数与扭力扳手读数之间的比例关系。随后的所有加固装置，依据标定试验结果，非常方便、快捷地参照扭力扳手读数，控制预应力水平。
[0025]3、本发明装置的钢垫板、楔形滑块、对拉螺栓组件和钢管撑杆之间皆采用机械连接，安装和拆卸过程对构件毫无损伤，利于装置的重复使用。
[0026]4、本发明装置施力精准，传力路径清晰，材料使用较少，实用经济。
[0027]5、本发明通过对拉楔形滑块，使钢管撑杆产生预应力，并采用应变仪和扭力扳手精确控制预应力水平，起到临时加固地下室顶板、承受超载的作用。该装置安装和拆卸皆很方便，施力精准；高效加固，传力路径清晰，安全可靠；可重复使用，实用经济；可适用于地下室顶板上部进行重载运输、重载吊装等多种作业情况，具有广泛的工程应用前景。



[0028]图1是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置用于单层地下室工程的剖面示意图。
[0029]图2是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置用于两层地下室工程的剖面示意图。
[0030]图3是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的钢管撑杆正视示意图。
[0031]图4是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的钢管撑杆侧视示意图。
[0032]图5是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的楔形滑块与对拉螺栓组件轴测示意图。
[0033]图6是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的楔形滑块零件轴测示意图。
[0034]图7是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的钢垫板零件轴测示意图。
[0035]图8是本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的扭力扳手的结构示意图。
[0036]图中:1-钢管撑杆、2-楔形滑块、3-对拉螺栓组件、4-钢垫板、5-应变计、6-导线、7-应变仪、8-扭力扳手、9-地下室底板、10-地下室顶板、101-钢管、102-下部V形端板、103-上部端板、104-肋板、301-螺杆、302-螺母、303-垫片、701-应变仪的读数、801-扭力扳手的读数、1002-负二层地下室顶板。

[0037]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0038]如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种地下室顶板临时超载的预应力加固装置，包括钢管撑杆1、对称布置的楔形滑块2、对拉螺栓组件3、应变计5、导线6、应变仪7 ;钢管撑杆I 一端设有楔形滑块2，钢管撑杆I与楔形滑块2通过对拉螺栓组件3固定连接，钢管撑杆I上设有应变计5，应变计5通过导线6连接有应变仪7。
[0039]地下室顶板临时超载的预应力加固装置还包括钢垫板4，楔形滑块2设于钢垫板4上，钢垫板4的厚度为10?20mm，钢垫板4设有至少一块，相邻钢垫板4通过叠放设置。根据地下室顶板与底板之间的净距、钢管撑杆的长度，可选用多块钢垫板叠放。[0040]楔形滑块2的楔角a的角度为20°?45°。钢管撑杆I由钢管101、下部V形端板102、上部端板103和肋板104构成，钢管101 —端设有上部端板103，另一端设有下部V形端板102 ;钢管101和上部端板103之间设有支撑肋板104 ;应变计5设于钢管101上，下部V形端板102的折角与楔形滑块2的楔角a相同。
[0041]对拉螺栓组件3由螺杆301、螺母302和垫片303组成，楔形滑块2上对称设有两个通孔201，通孔201与螺杆301相适配，通孔201的孔径比螺杆301的直径大I?2mm。
[0042]本发明地下室顶板临时超载的预应力加固装置的实施方法，包括以下步骤。
[0043](I)、测量放线，确定所需临时加固的位置，在地下室底板9上面依次安置钢垫板
4、楔形滑块2、对拉螺栓组件3和钢管撑杆1，并初步拧紧对拉螺栓组件3，使楔形滑块2初步顶紧钢管撑杆I。
[0044](2)、在钢管撑杆I的钢管101上粘贴应变计5、连接导线6至应变仪7，接通电源，并对应变仪7清零操作。
[0045](3)、使用扭力扳手8对称拧紧螺母302，使两个楔形滑块2向中间移动，顶紧钢管撑杆1，从而向地下室顶板施加预应力；根据应变仪7的读数701，判断预应力是否已到施工方案所预定的应力水平。同时标定应变仪7读数701与扭力扳手8读数801之间的比例关
系O
[0046](4)、在新的位置，依次安置钢垫板4、楔形滑块2、对拉螺栓组件3和钢管撑杆1，并初步拧紧对拉螺栓组件3，使楔形滑块2初步顶紧钢管撑杆I。
[0047](5)、采用扭力扳手8对称拧紧螺母302，依据标定的应力比例关系，施加预应力达到施工方案设计的水准。
[0048](6)、重复以上步骤(4)和步骤(5)，在新的位置安装加固装置。
[0049](7)、采用扭力扳手8依次检验并调节所有的对拉螺栓组件3 ;消除后安装的钢管撑杆I对先安装的邻近钢管撑杆I所产生的卸载影响；完成安装加固装置的实施。
[0050](8)、加固装置安装完成后，在地下室顶板10上面施加临时超载力11，临时超载力沿着钢管撑杆I的轴线传递到地下室底板9。
[0051](9)、当临时超载力11从地下室顶板10上移走后，采用扭力扳手8松开螺母302，钢管撑杆I在预应力的作用下，对称撑开两个楔形滑块2，钢管撑杆I的上部端板103自动与地下室顶板10之间脱开，可以快捷地拆除整个加固装置；完成拆除加固装置的实施。
[0052]应变仪7的读数701与扭力扳手8的读数801标定为比例关系后；钢管撑杆I对地下室顶板10施加的预应力水平通过扭力扳手8的读数801来调节。
[0053]钢管撑杆I对地下室顶板10施加的预应力水平，由应变仪7的读数701和扭力扳手8的读数801调节。
[0054]地下室顶板临时超载的预应力加固装置适用于单层地下室或多层地下室；当为多层地下室时，相邻层的钢管撑杆I应保持在同一轴线上，确保地下室顶板10上部的临时超载11，沿着钢管撑杆I的轴线传递到负二层的顶板1002，继续沿着负二层钢管撑杆I的轴线传递到地下室底板9。
[0055]本申请内容为本发明的示例及说明，但不意味着本发明可取得的优点受此限制，凡是本发明实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。