[發(fā)明專利]一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111135923.4
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113719299A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 易磊;李理;梁旭;周春;王福華;胡磊
• 申請（專利權）人: 武漢海潤工程設備有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/15
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 周君

1.一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：包括平行間隔設置的第一鋼架連接板(1)和第二鋼架連接板(2)，設于所述第一鋼架連接板(1)和第二鋼架連接板(2)之間的法蘭板(3)、聚氨酯彈性體(4)以及定位螺栓(5)；其中，

所述法蘭板(3)的一端焊接在所述第二鋼架連接板(2)上，另一端通過所述定位螺栓(5)與所述第一鋼架連接板(1)固定；

所述聚氨酯彈性體(4)通過定位柱(41)安裝于所述第一鋼架連接板(1)和第二鋼架連接板(2)之間，進而將所述第一鋼架連接板(1)和第二鋼架連接板(2)連接為一整體；

所述聚氨酯彈性體(4)靠近所述第一鋼架連接板(1)的一端選擇性安裝有傳感器(6)，用于對所述自適應承壓吸能系統(tǒng)的壓縮量和荷載進行實時監(jiān)控；

所述聚氨酯彈性體(4)作為第一級承力吸能單元吸收隧道鋼架下沉產生的能量并將動能轉化為彈性勢能，同時吸收隧道鋼架震動能量，所述法蘭板(3)與第一鋼架連接板(1)共同作為第二級承力單元進一步吸收剩余載荷，使鋼架處于預設的穩(wěn)定狀態(tài)，進而對鋼架及隧道內部支撐結構進行有效保護。

2.根據權利要求1所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述法蘭板(3)的中心軸線與所述第一鋼架連接板(1)和所述第二鋼架連接板(2)的中心軸線重合。

3.根據權利要求2所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述聚氨酯彈性體(4)為圓柱形；

所述聚氨酯彈性體(4)的回轉線分別與第一鋼架連接板(1)和第二鋼架連接板(2)的中軸線重合。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述法蘭板(3)包括一體成型且中空的第一板體(31)和第二板體(32)；

所述第一板體(31)的直徑大于所述第二板體(32)的直徑；

所述第二板體(32)遠離所述第一板體(31)的一端與所述第二鋼架連接板(2)焊接固定。

5.根據權利要求4所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述第一板體(31)的圓周上均勻間隔設有多個固位凹槽(311)；

所述定位螺栓(5)通過所述固位凹槽(311)將所述第一板體(31)與所述第一鋼架連接板(1)固定。

6.根據權利要求5所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述固位凹槽(311)的開口方向與所述第一板體(31)的徑向方向一致。

7.根據權利要求5或6所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述第一板體(31)和所述第二板體(32)設置中空空間，用于減輕重量和容納所述聚氨酯彈性體(4)。

8.根據權利要求7所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述聚氨酯彈性體(4)設于所述第一板體(31)和所述第二板體(32)的中空空間內，為主要的承力和壓縮部件。

9.根據權利要求1-3中任一項或5、6、8中任一項所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)，其特征在于：所述第一鋼架連接板(1)和所述第二鋼架連接板(2)分別設有多個安裝孔，用于與鋼架固定和所述定位螺栓(5)的安裝。

10.一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)使用方法，應用如權利要求1-9中任一項所述的一種用于隧道鋼架的自適應承壓吸能系統(tǒng)實現(xiàn)，包括如下步驟：

S100：用定位螺栓將法蘭板與第一鋼架連接板進行固定，使聚氨酯彈性體處于原始未被壓縮狀態(tài)；

S200：將第一鋼架連接板和第二鋼架連接板分別與鋼架的對應位置進行螺栓連接；

S300：待第一鋼架連接板和第二鋼架連接板與鋼架固定完畢后，將定位螺栓擰出，使自適應承壓吸能系統(tǒng)整體進入工作狀態(tài)；

S400：當隧道鋼架支護結構發(fā)生下沉位移時，使自適應承壓吸能系統(tǒng)的聚氨酯彈性體被壓縮，當下沉量達到極限時，法蘭板與第一鋼架連接板接觸，聚氨酯彈性體不再被壓縮，自適應承壓吸能系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)；

S500：當自適應承壓吸能系統(tǒng)需要從鋼架上拆卸時，先選用較短的定位螺栓將法蘭板與第一鋼架連接板固結，再分別拆下第一鋼架連接板和第二鋼架連接板與鋼架連接的螺栓；

S600：如此，就完了自適應承壓吸能系統(tǒng)與鋼架的安裝、使用和拆卸的全部作業(yè)。