[實用新型]一種改進的巷道用U型鋼支架

有效

• 申請號: 201720685194.2
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN206972264U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 侯明陽;牟翠翠
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21D11/14
• 分類號: E21D11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及礦山及隧道支護領域，具體涉及一種改進的巷道用U型鋼支架。

背景技術

在礦山巷道和隧道工程建設中，頂板脫落以及兩幫大變形是影響巷道及隧道安全使用的主要問題，隧道以及礦山巷道的支護問題就顯得尤其重要。目前在礦井巷道二次支護以及穿山隧道支護工程中，U型鋼支架的支護強度高，維修量小，可重復利用，是應用最為廣泛的支護方式之一。

U型鋼支架最佳的受力狀態是支架外表面與圍巖完全接觸，從而使其均勻受壓，避免支架表面出現應力集中。當作用于U型鋼支架上的圍巖壓力值達到一定值時，支架就會產生壓縮，使圍巖作用于U型鋼支架上的壓力下降，從而避免圍巖壓力大于U型鋼支架的承載力而使支架破壞。現有的U型鋼支架通常由連接件將頂梁、柱腿連成一個整體，對巷道大面積的穩固來壓能夠進行有效支護，但受采動影響，巷道內部來壓是不能準確預測的，傳統U型鋼支架在受到集中礦山壓力作用時，易造成支架被壓垮，局部失穩現象的發生，影響巷道的支護效果，更換也具有很大的危險性，因此，急需一種能夠均衡受力的加強型支護結構。

發明內容

針對上述問題，本實用新型提供一種改進的巷道用U型鋼支架，結構簡單，受力合理，支護效果好且具有柔性支撐結構，具有較高的側向支撐強度，能夠對局部高應力能量進行吸收，實現減少局部變形的目的，從而增強U型鋼支架的整體穩定性，實現安全支護。

本實用新型采用的設計方案是：一種改進的巷道用U型鋼支架，包括：頂梁，柱腿，支架連接件，內部支撐部件。所述頂梁及柱腿采用U型鋼，U型鋼支架外側與巷道周圍圍巖接觸面上涂有負泊松比泡沫，頂梁與柱腿連接段有相同的曲率；所述支架連接件是與頂梁及柱腿截面形狀相同的U型套筒，套筒長200mm，內涂負泊松比泡沫，套筒內徑等于頂梁及柱腿外徑；所述內部支撐部件呈穩定的三角形，包括支撐桿以及支撐桿連接件，支撐桿材質為U型鋼，支撐桿兩端均預留螺栓孔，支撐桿連接件設在支架連接件外，其內徑與支架連接件外徑相同，接口處預留與支撐桿相同的螺栓孔，支撐桿與支撐桿連接件通過螺栓相連。

本實用新型的有益效果是：一種改進的巷道用U型鋼支架，頂梁與柱腿搭接后通過支架連接件相連，支架連接件為不銹鋼套筒，U型鋼支架外側以及套筒內側均涂有負泊松比泡沫，由于負泊松比材料承受外壓時橫向膨脹的特性，不僅能夠使頂梁與柱腿更好的連接，同時能夠吸收和抵消外力，提高套筒、頂梁以及柱腿的抗負載能力。U型鋼支架內部設置了柔性支撐部件，當頂板及兩幫局部來壓時，支撐桿具有一定的摩擦工作阻力和可伸縮量，能夠有效提高U型鋼支架的側向支撐強度，避免發生局部失穩破壞，增強其整體穩定性。整個U型鋼支架制造工藝簡單，安裝方便，能夠有效的對隧道及礦山巷道進行支護，具有很好的綜合效益。

附圖說明

圖1是一種改進的巷道用U型鋼支架示意圖。

附圖標記：1-頂梁，2-柱腿，3-套筒，4-負泊松比泡沫，5-支撐桿，6-支撐桿連接件，7-螺栓孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：一種改進的巷道用U型鋼支架，包括：頂梁1，柱腿2，支架連接件，內部支撐部件。所述頂梁1及柱腿2采用U型鋼，外側與巷道周圍圍巖接觸面上涂有負泊松比泡沫4，頂梁1與柱腿2連接段有相同的曲率；所述支架連接件是與頂梁1及柱腿2截面形狀相同的U型套筒3，套筒3長200mm，內涂負泊松比泡沫4，套筒3內徑等于頂梁1及柱腿2外徑；所述內部支撐部件呈穩定的三角形，包括支撐桿5以及支撐桿連接件6，支撐桿5材質為U型鋼，支撐桿5兩端均預留螺栓孔7，支撐桿連接件6設在支架連接件外，其內徑與支架連接件外徑相同，接口處預留與支撐桿相同的螺栓孔7，支撐桿5與支撐桿連接件6通過螺栓相連。

本實用新型所涉及的變形縫防水構造具體施工操作包括以下步驟。

在進行安裝時，首先是頂梁1的安裝，先將頂梁1的兩端進行搭接，然后從一端套上套筒3，套筒3內側涂有負泊松比泡沫4，且套筒3內徑與頂梁1外徑一致，能夠保證頂梁1的緊密連接；其次是頂梁1與柱腿2的安裝，與頂梁1安裝方法相同，先將柱腿2與頂梁1另一端進行搭接，然后從柱腿2另一端套上套筒3，同樣套筒3內側涂有負泊松比泡沫4，且套筒3內徑與頂梁1及柱腿2外徑一致，能夠保證頂梁1與柱腿2緊密連接，另一側頂梁1與柱腿2的安裝采用相同方式操作；最后是內部支撐部件的安裝，先將支撐桿連接件5套在套筒3外側，取以一支撐桿5，使支撐桿5與支撐桿連接件6的螺栓孔7對準，用螺栓擰緊，其他兩根支撐桿5采用相同方法操作。

以上是對本實用新型優選實施方式的詳細介紹，應當指出，對于本領域施工技術人員來說，在不脫離本實用新型創造思路前提下，還可以做出若干變形及改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。