[發(fā)明專利]一種拉索式鋼格柵拱架及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711097464.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107605510B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冉金林;李廷春;周游;李春廷;管清升;殷齊浩;王洪閃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D11/18
• 分類號(hào): E21D11/18;E21D11/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種拉索式鋼格柵拱架及其施工方法，它是由弧形鋼格柵子段和豎直鋼格柵子段通過(guò)若干鋼絞線拉索環(huán)和子段連接結(jié)構(gòu)圍成的緊貼開(kāi)挖面的鋼格柵拱架；所述的鋼絞線拉索環(huán)是在弧形鋼格柵子段的上中下三部分別張拉一條鋼絞線，并通過(guò)拉索連接結(jié)構(gòu)連接成環(huán)；所述的拉索連接結(jié)構(gòu)是在鋼絞線三頭連接器上無(wú)接頭側(cè)面焊接兩個(gè)角鋼，角鋼上設(shè)有一個(gè)圓孔，圓孔中插有一根螺栓；所述的子段連接結(jié)構(gòu)由兩塊方形法蘭盤(pán)對(duì)接而成，方形法蘭盤(pán)上設(shè)有五個(gè)圓孔，圓孔中插有四根主筋和一根縱向連接筋。本發(fā)明拉索式鋼格柵拱架鋼材消耗量小、整體受力均勻、安裝施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，適用于礦山巷道等的初期支護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種拉索式鋼格柵拱架及其施工方法，屬于煤炭、軍工、冶金、交通、水利等地下工程支護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了解決土地退化、人口爆炸、資源短缺等問(wèn)題，地下工程建設(shè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。在地下工程施工過(guò)程中，為了緩和圍巖移動(dòng)、抑制頂板離層、防止石塊掉落、阻止側(cè)壁片幫等，需要對(duì)地下工程進(jìn)行支護(hù)，其中一種支護(hù)方法便是拱架支護(hù)。拱形支架支護(hù)可縮性能好、承載能力大，能夠有效抑制圍巖的變形，廣泛運(yùn)用于煤炭、軍工、冶金、交通、水利等地下工程中。

目前大部分地下工程應(yīng)用的拱形支架為鋼拱架。鋼拱架整體剛度大，可以提供較大的早期支護(hù)強(qiáng)度，屬于永久支護(hù)。但是在與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土結(jié)合的聯(lián)合支護(hù)中，鋼拱架的結(jié)合情況較低，且在圍巖強(qiáng)度等級(jí)較低的地下工程中，容易造成鋼材的浪費(fèi)。為了克服此缺點(diǎn)，有些地下工程中嘗試使用格柵拱架。目前常見(jiàn)的格柵拱架有：

例如：中國(guó)實(shí)用新型專利ZL201120448709.X公布了暗挖隧道格柵拱架，該發(fā)明包括至少四根主筋、多根箍筋和加強(qiáng)筋，將主筋、箍筋和加強(qiáng)筋焊接形成的第一基座拱架、中間拱架及第二基座拱架一次拼接成與隧道配合的弧形。該格柵拱架具有一定的支護(hù)強(qiáng)度，但在圍巖軟弱破碎的地下工程中整體受力不均，局部變形嚴(yán)重。

中國(guó)發(fā)明專利ZL201410251336.5公布了尺寸可調(diào)的鋼格柵拱架及其施工方法，該發(fā)明包括若干弧形格柵子段、子段連接結(jié)構(gòu)和可伸縮連接結(jié)構(gòu)，將弧形格柵子段通過(guò)子段連接結(jié)構(gòu)和可伸縮連接結(jié)構(gòu)圍成一圈緊貼開(kāi)挖端面的鋼格柵拱架。該格柵拱架尺寸可調(diào)，能夠使拱架各面與超挖的開(kāi)挖斷面貼住，但格柵拱架的整體承載力仍然有待于提高。

綜上所述，暗挖隧道格柵拱架和尺寸可調(diào)的鋼格柵拱架，雖然具有一定的支護(hù)強(qiáng)度，但因整體受力不均勻、局部發(fā)生大變形而導(dǎo)致鋼格柵拱架發(fā)生破壞，拉索式鋼格柵拱架能夠解決普通格鋼柵拱架整體受力不均和局部變形嚴(yán)重的問(wèn)題，達(dá)到提高整體承載力的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有格柵拱架的不足提供一種鋼材耗量小、成本價(jià)格低、支護(hù)強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)重量輕、施工速度快、整體受力均勻的拉索式鋼格柵拱架。通過(guò)該鋼格柵拱架解決地鐵隧道、礦山巷道等的初期支護(hù)問(wèn)題。

本發(fā)明一種拉索式鋼格柵拱架的構(gòu)造是：它是由弧形鋼格柵子段、豎直鋼格柵子段、鋼絞線拉索環(huán)和子段連接結(jié)構(gòu)組成，其特征在于，所述的弧形鋼格柵子段和豎直鋼格柵子段均由兩根內(nèi)部主筋和兩根外部主筋組成，四根主筋通過(guò)箍筋連接，內(nèi)外部主筋通過(guò)加強(qiáng)筋連接；弧形鋼格柵子段和豎直鋼格柵子段通過(guò)若干鋼絞線拉索環(huán)和子段連接結(jié)構(gòu)圍成的緊貼開(kāi)挖面的鋼格柵拱架；所述的鋼絞線拉索環(huán)是在弧形鋼格柵子段的上中下三部分別張拉一條鋼絞線，并通過(guò)拉索連接結(jié)構(gòu)連接成環(huán)；所述的拉索連接結(jié)構(gòu)是在鋼絞線三頭連接器無(wú)接頭側(cè)面上焊接兩個(gè)角鋼，角鋼上設(shè)有一個(gè)圓孔，圓孔中插有一根螺栓；所述的子段連接結(jié)構(gòu)由兩塊方形法蘭盤(pán)對(duì)接而成，方形法蘭盤(pán)上設(shè)有五個(gè)圓孔，圓孔中插有四根主筋和一根縱向連接筋。

為防止鋼絞線在自重作用下產(chǎn)生垂度效應(yīng)，在進(jìn)行鋼絞線兩端固定之前，需要通過(guò)張拉機(jī)具對(duì)鋼絞線的兩端同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱張拉。

為加強(qiáng)子段連接結(jié)構(gòu)的連接能力，在四根主筋處焊接兩根八字筋，八字筋的交點(diǎn)位置略遠(yuǎn)離方形法蘭盤(pán)的中心圓孔，以便于從中心圓孔穿入縱向連接筋。