大變形中空鋼管混凝土支架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大變形中空鋼管混凝土支架，包括外層鋼管、內(nèi)層鋼管、鋼套管和讓壓構(gòu)件，外層鋼管和內(nèi)層鋼管的幾何形心相互重合，內(nèi)層鋼管的端頭部位設(shè)有螺紋，兩層鋼管的夾層澆筑有混凝土，每榀支架分成4～6段順次連接成圓環(huán)形，相鄰兩段鋼管的連接部位安裝有讓壓構(gòu)件，讓壓構(gòu)件兩端的中心設(shè)有螺栓孔，內(nèi)層鋼管與讓壓構(gòu)件通過螺栓構(gòu)造連接在一起，讓壓構(gòu)件安裝部位的外側(cè)套有鋼套管，鋼套管的內(nèi)徑與外層鋼管的外徑相等。本實(shí)用新型大變形中空鋼管混凝土支架通過沙漏形讓壓構(gòu)件的讓壓作用，能夠使支架與圍巖協(xié)調(diào)變形，確保了支護(hù)效果的有效發(fā)揮，具有支護(hù)能力強(qiáng)、讓壓變形大、自重輕的特點(diǎn)，適用于各種深井、深埋巷道與隧道的支護(hù)。
【專利說明】大變形中空鋼管混凝土支架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巷道及隧道支護(hù)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種大變形中空鋼管混凝土支架。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著巷道或隧道結(jié)構(gòu)埋深的增加，附近圍巖高地應(yīng)力、高孔隙壓力的特性逐漸顯現(xiàn)，使得深部巷道或隧道的支護(hù)工作變得十分困難，因此深部高應(yīng)力、大變形圍巖的支護(hù)問題一直都是工程施工的關(guān)鍵問題。
[0003]鋼管混凝土支架是近年興起的一種新型支架形式，其制作簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，且具有強(qiáng)度高、剛度大的特點(diǎn)，支護(hù)能力是傳統(tǒng)U型鋼支架的三倍以上。作為深部圍巖支護(hù)中的一種有效支護(hù)形式，鋼管混凝土支架逐步取代普通金屬支架成為必然趨勢(shì)。但是目前的鋼管混凝土支架仍具有其缺點(diǎn):其一，鋼管混凝土構(gòu)件的變形能力較差，不能隨圍巖變形產(chǎn)生讓壓作用，極易造成支架的失穩(wěn)破壞；其二，鋼管混凝土構(gòu)件重量大，不便于在地下運(yùn)輸和安裝。因此，需要提供一種新型鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，既能夠適應(yīng)深部地下的施工操作，又具備與圍巖協(xié)調(diào)變形的功能，確保支護(hù)效果的有效發(fā)揮。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有鋼管混凝土支架中存在的上述問題，提供一種大變形中空鋼管混凝土支架，具有支護(hù)能力強(qiáng)、讓壓變形大、自重輕的特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]大變形中空鋼管混凝土支架，包括外層鋼管、內(nèi)層鋼管、鋼套管和讓壓構(gòu)件，其特征在于，外層鋼管和內(nèi)層鋼管的幾何形心相互重合，內(nèi)層鋼管的端頭部位設(shè)有螺紋，兩層鋼管之間的夾層澆筑有混凝土，每榀支架分成4?6段順次連接成圓環(huán)形，相鄰兩段鋼管的連接部位安裝有讓壓構(gòu)件，讓壓構(gòu)件兩端的中心部位設(shè)有螺栓孔，內(nèi)層鋼管與讓壓構(gòu)件通過螺栓構(gòu)造連接在一起，讓壓構(gòu)件安裝部位的外側(cè)套有鋼套管。
[0007]為了保證設(shè)備使用過程的穩(wěn)定性，所述的讓壓構(gòu)件形狀為沙漏形，其長(zhǎng)度根據(jù)巷道或隧道的變形程度而定，讓壓構(gòu)件的最大直徑與外層鋼管的內(nèi)徑相等；所述的鋼套管的內(nèi)徑與外層鋼管的外徑相等。
[0008]本實(shí)用新型大變形中空鋼管混凝土支架的作用機(jī)理:深部圍巖的變形累積使鋼管混凝土支架承受的荷載增加，當(dāng)荷載量值超過讓壓構(gòu)件的承載閾值，沙漏形讓壓構(gòu)件開始產(chǎn)生壓縮變形，變形發(fā)展過程中圍巖的應(yīng)力得到逐漸釋放，避免了支架因超過承載極限而發(fā)生脆性破壞，保證了圍巖的穩(wěn)定性。
[0009]本實(shí)用新型大變形中空鋼管混凝土支架的優(yōu)點(diǎn)為:
[0010](I)解決了鋼管混凝土構(gòu)件變形能力差的問題，讓壓構(gòu)件能夠使支架與圍巖協(xié)調(diào)變形，確保了支護(hù)效果的有效發(fā)揮；
[0011](2)中空夾層鋼管混凝土的設(shè)計(jì)極大的節(jié)省了混凝土材料的用量，減輕了結(jié)構(gòu)自重，便于地下搬運(yùn)和安裝，提高了支護(hù)效率；
[0012](3)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、支護(hù)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種大變形深井、深埋巷道與隧道的支護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型大變形中空鋼管混凝土支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的讓壓構(gòu)件的局部放大示意圖。
[0015]圖例說明:1_外層鋼管；2_內(nèi)層鋼管；3_鋼套管；4_讓壓構(gòu)件；5_混凝土 ；6-螺栓孔。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0017]如圖1所示，大變形中空鋼管混凝土支架，包括外層鋼管1、內(nèi)層鋼管2、鋼套管3和讓壓構(gòu)件4。其特征在于，每榀支架分成4?6段順次連接成圓環(huán)形，所述的讓壓構(gòu)件4安裝在相鄰兩段鋼管的連接部位；所述的外層鋼管I和內(nèi)層鋼管2的幾何形心相互重合，兩層鋼管之間的夾層灌注有混凝土 5 ;所述的鋼套管3安裝在相鄰兩段鋼管連接部位的外側(cè)，鋼套管3的內(nèi)徑與外層鋼管I的外徑相等。
[0018]如圖2所示，所述的讓壓構(gòu)件4的形狀為沙漏形，其材料為鋼材，長(zhǎng)度根據(jù)巷道或隧道的變形程度而定，讓壓構(gòu)件4上、下兩個(gè)端面的中心部位分別設(shè)有螺栓孔6，內(nèi)層鋼管2與讓壓構(gòu)件4通過螺栓構(gòu)造連接在一起，讓壓構(gòu)件4的最大直徑與外層鋼管I的內(nèi)徑相等。
[0019]本實(shí)用新型大變形中空鋼管混凝土支架的施工方法為:首先，將預(yù)制好的外層鋼管I與內(nèi)層鋼管2分別組裝；然后，將每段鋼管用讓壓構(gòu)件4和鋼套管3順次連接成圓環(huán)形，并安裝至巷道或隧道待支護(hù)部位；最后，對(duì)每段鋼管外層鋼管I與內(nèi)層鋼管2之間的夾層灌注混凝土 5。
【權(quán)利要求】
1.一種大變形中空鋼管混凝土支架，包括外層鋼管、內(nèi)層鋼管、鋼套管和讓壓構(gòu)件，其特征在于，所述的外層鋼管和內(nèi)層鋼管的幾何形心相互重合，其中，內(nèi)層鋼管的端頭部位設(shè)有螺紋，每榀支架分為4?6段順次連接成圓環(huán)形，相鄰兩段鋼管的連接部位安裝有讓壓構(gòu)件，讓壓構(gòu)件上、下兩個(gè)端面的中心部位設(shè)有螺栓孔，內(nèi)層鋼管與讓壓構(gòu)件通過螺栓構(gòu)造連接在一起，讓壓構(gòu)件安裝部位的外側(cè)套有鋼套管。
【文檔編號(hào)】E21D15/02GK204225906SQ201420696090
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】呂連勛, 李廷春, 王之欣, 張仕林, 張永文 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)