高速铁路明挖隧道、地铁明挖车站基坑工程逐渐增多,基坑越挖越深,基坑周边环境极其复杂,对基坑支护的稳定性和变形控制要求愈发严格。钢管内支撑体系作为基坑工程内支撑的主要方式之一,操作简单、支护见效快、可重复利用,可较好控制基坑变形,因此在基坑工程应用广泛。但是钢支撑架设需要特殊的活络端构件,它是控制基坑稳定与变形的关键构件之一,目前常用的钢楔块活络端节点简单粗糙,技术性差,调节量小,整体性弱;钢楔块点接触,应力集中,偏心受力,局部易压曲。本文主要研究工作及成果如下:1)分析了基坑事故频发的原因以及钢支撑体系存在的主要问题,从现存问题着手研发了一种螺栓紧固型楔式(简称BFW,Bolt Fasten Wedge)活络端。BFW活络端的工作原理为:轴力作用于楔型座上,经由楔型座的斜面改变了力的传播方向,转变为压力与摩擦力的合力传递给两侧夹板,夹板上的合力转化为水平力和竖向力,水平力由高强螺栓的拉力以及夹板底面与固定座之间的摩擦力承担,竖向力传递给与其连接的钢支撑。使用过程中,将BFW活络端两端分别跟围檩侧和钢支撑侧连接起来,用吨位合适的千斤顶对钢支撑施加预加轴力,随着千斤顶的顶撑,活络端伸长,轴力施加到位后,将活络端的螺栓均匀拧紧,达到活络端与钢支撑之间传递轴力的目的。2)采用力学性能试验研究和ABAQUS有限元分析相结合的方法,研究了BFW活络端在偏心荷载和轴心荷载作用下的力学性能。在调节量50mm、100mm以及150mm三种不同的工况下,进行了弹性试验;在最不利工况150mm调节量下,进行了极限承载力试验,得到了BFW活络端在偏心以及轴心荷载作用下的荷载-位移曲线,螺栓处的荷载-应变曲线,研究了BFW活络端在偏心荷载作用下的力学性能,并与轴心荷载作用下的力学性能作了对比分析。3)研究结果表明:受荷载前期,试件处于线性受压阶段,位移较小,稳定性好。相比较于轴心受压,偏心荷载作用下,BFW活络端的承载能力没有明显下降,但刚度有所降低。活络端在轴心和偏心荷载作用下的极限承载力约为5800kN;活络端的最终破坏形式为螺栓断裂,提高螺栓强度,增加螺栓个数可以提高活络端的承载能力;偏心荷载作用下,活络端沿偏心方向发生偏转,X向偏心刚度最大,双向偏心刚度次之,Y向偏心方向刚度最差;与传统活络端相比,BFW活络端在偏心、轴心荷载作用下承载能力可靠、结构稳定性好等优点。所研发的BFW活络端,结构简单,承载能力可靠,在应用中经进一步修改完善,可以形成基坑工程施工中反复使用的定型构件并推广应用,可产生更显著的经济与社会效益。