在传统的基坑工程中，我们常见的的围护结构支撑方式是这样的：纵横交错的混凝土或钢结构内支撑，导致挖土施工空间小，安装拆卸又费力费时……
预应力鱼腹梁装配式钢支撑（简称IPS）是运用预应力原理开发出的一种技术先进、绿色环保的大跨度基坑内支撑结构。该技术采用H型钢对撑（或角撑）压住鱼腹梁的两端，通过对鱼腹梁下弦钢绞线施加预拉力，使整个大跨度鱼腹梁产生向坑外的位移趋势，激发坑外的被动土压力，从而达到控制位移的目的。并对鱼腹梁两端的支撑施加预压应力，从而形成一个大跨度的、闭合的、稳定的受力体系。
该体系由上弦梁（围檩）、直腹杆、斜腹杆、下弦钢绞线，对撑、角撑等钢构件组成。是一种可回收、重复使用的装配式基坑内支撑体系。
钢筋混凝土支撑整体性好，能适用于各种复杂形状和深度的基坑，荷载水平高，既能受压，又能受拉，亦经得起施工设备的碰撞。但钢筋混凝土支撑材料不可重复性利用，养护周期长，拆除工作量大、困难，形成大量建筑垃圾与粉尘等，不符合目前绿色环保、可持续发展的要求。综合了传统钢筋混凝土支撑与钢支撑的优点的装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑技术已在长三角、珠三角等地区基坑工程中得到了一定程度的应用，取得了深基坑支护应用经验。与传统钢筋混凝土及钢支撑支护技术相比，装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑技术的优越性体现在以下四方面。1、信息化：该技术配置了先进的基坑工程安全智能监测预警与控制系统，包括集数据采集、处理、图文显示与预警为一体的应用系统软件，能准确、迅速地反映生产现场的安全状态等信息。通过数据综合分析和处理，可实现24h实时监测与隐患预警，了解基坑的安全状态，指挥隐患的排除。这不仅进一步确保了基坑本身的安全，而且更有效地保护基坑周边的建（构）筑物、市政道路和管线等的安全。2、安全冗余度较高：该技术通过增设许多用于增加系统稳定性、提高超静定冗余度的附加构件（例如立柱托架、横梁、剪刀撑、纵横构件间的Ｕ型卡件等）形成较好的超静定结构，大幅提高了支撑系统的整体性，增强了系统抵御偶发性冲击荷载的能力。相对于传统支撑系统的破坏模式———脆性破坏，预应力鱼腹梁工具式组合内支撑的破坏模式为延性破坏，从而提高了基坑支护结构的安全度。3、节能减排、绿色环保：预应力鱼腹梁装配式钢结构支撑系统技术采用低合金材料、标准化部件，在工程现场装配。当地下结构部分施工完成后，所有钢构件可全部回收、循环使用。４、经济效益好、施工便利性好：该技术不仅大幅减少了支护结构安装、拆除的工期和造价，而且提供了开阔的施工空间，显著改善了地下工程的施工作业条件，挖土、运土及地下结构施工更便捷，减少了土方开挖及主体结构施工的工期和造价。关于预应力鱼腹式钢支撑体系应用，它的施工现场是这样子：直观对比之下，这种新型的支撑方式给我们的第一感觉是：支撑杆件很稀疏，挖土施工空间非常大；支撑用料少且为标准件，方便安拆且可回收周转……我们来看整体示意图，支撑体系结构由四大构件组成：① 腰梁、② 鱼腹梁、③ 对撑/角撑、④ 立柱，以及构件之间和内部的连接件。之所以称之为“预应力”支撑体系，是因为整个结构是通过施加预应力来抵抗基坑围护的受力变形，我们来看一下受力示意图：对撑/角撑通过千斤顶和保力盒施加预压力，鱼腹梁通过钢绞线施加预拉力，抵抗了基坑围护的侧向压力。H型钢腰梁：通过螺栓沿着基坑周边冠梁连续设置，承载两侧压力
托架：设置在腰梁下方，连接围护桩体及腰梁，起到支撑作用直腹杆、斜腹杆：形成一个桁架结构，用于转递钢绞线与腰梁之间的力
加压横梁：垂直于支撑方向，横梁之间通过千斤顶对支撑加压
保力盒：千斤顶施压之后用保力盒塞进加压横梁，保持轴向预应力
盖板：在拼接节点处设置，加强对撑的薄弱部位以形成整体系杆：在相邻盖板间设置，提供侧向约束提升整体稳定性
在现场我们还看到，该项支撑体系除了开篇提到的挖土空间大、用料少可回收优点之外，由于自身采用全自动连续监测系统，可以通过动态施加预应力，更加有效地控制基坑变形。参考文献：
1、《工地基坑支撑新技术，降本增效》——建筑工程鲁班联盟
2、《预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑围护中的应用》——杜长春等
来源：建筑工程鲁班联盟
编辑：运营中心
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