CN102852534B - 适用于地下工程支护拱架的定量让压节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，该定量让压节点由拱架、定量让压装置、套管和挡环构成，整体外观形状为柱形或弧形，截面形状为圆形。定量让压节点安装在拱架的拱肩部位、拱顶部位、巷帮部位或底板部位。该装置结构简单，安装方便灵活；让压时机及让压量可控，具有多种让压模式可选；适用广，对于各种不同形状、尺寸、横截面形式、弧度的支护拱架，如矿用U型钢拱架、各种截面形式及尺寸的圆形钢管混凝土拱架等均可选用该定量让压节点。该定量让压节点可用于地下工程支护用拱架的连接，尤其适用于深部巷道支护拱架的连接。

Description

适用于地下工程支护拱架的定量让压节点

技术领域

本发明涉及一种用于地下工程支护拱架的定量让压节点，尤其涉及一种用于深部或软岩等复杂条件下的难支护硐室、巷道、隧道等地下工程中支护用拱架的让压节点。

背景技术

巷道支护与围岩相互作用的研究成果证明，支护强度是控制巷道围岩剧烈变形的关键因素，只有支护强度大于0.3MPa时，才能有效地控制巷道的剧烈变形，适应超前和侧向支承压力的作用。对于复杂难支护巷道而言，仅仅依靠单一的锚杆或支架本身的支护能力，很难控制围岩的剧烈变形，必须充分发挥巷道围岩自身的承载能力。因此，对于大变形的复杂难支护巷道，支护系统必须具有让压性。一般来说，巷道围岩变形包括一部分不可控制的变形，支护系统必须具有让压变形功能以让掉不可控制的变形。然而这种让压必须是控制让压，即支护系统在一定的支护强度下缓慢让压，而不是自由让压。

在过去长达数十年的工程实践中，人们创造性的制造了很多具有让压功能的支护材料和支护结构，并对原有的刚性支护结构进行改进，增加支护的可缩性。目前，国内外软岩工程中让压支护技术的应用主要有以下几种形式：分布开挖的复合让压支护设计、碹体支护的让压形式、U型钢可缩性让压支护、锚喷支护、让压锚杆(索)支护。现在用于地下工程支护的让压结构有不少，但是能够实现支护拱架的定量让压的装置尚未见报道。

发明内容

本发明的任务是提供一种适用于地下工程支护拱架的结构简单、安装方便、让压时机及让压量人为可控的定量让压节点，尤其适用于各种深部、软岩等难支护的巷道、隧道及硐室群等地下工程的拱架支护的让压节点的实现。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，包括拱架、定量让压装置、套管和挡环，定量让压装置安装在两节拱架的端头之间，两端头用套管连接，挡环位于套管的下侧。

所述的定量让压装置为两节两侧内凹的工字形结构。

所述的定量让压装置的材料为金属材料，或者采用高分子材料。

所述的定量让压装置是根据设计要求加工而成的，当拱架受力达到一定限度的时候，定量让压装置可以通过自身的变形实现让压，具有特定的让压点和让压量，也可根据需要加工成具有不同让压点和让压量的让压装置，使用时根据需要选定。

所述的定量让压装置在受压时具有特定的荷载位移曲线形式，根据需要为压力达到一定程度时变形继续而荷载保持不变的恒阻让压形式，或变形和荷载同步缓慢增加的阻力增强型让压形式，或分阶段让压多种形式。

所述的套管整体形状为弧形或直柱形。

所述的套管横截面形状为圆形或方形。

所述的套管的内空能刚好放入拱架端头和定量让压装置。

所述的套管向下滑动时最多能够滑动到挡环位置。

所述的套管具有合理的长度，并通过挡环固定到合适的位置，保证所述定量让压节点具有足够的抗弯刚度。

所述定量让压节点整体外观形状为弧形或直柱形，截面形状为圆形。

所述的定量让压节点安装在拱架的拱肩部位、拱顶部位、巷帮部位或底板部位，或根据具体安装在需要进行定量让压的节点位置。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述的适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，具有以下显著优点：①结构简单，安装方便灵活，仅有定量让压装置、套管和挡环3个简单的主要构件组成，装配简单灵活，容易操作；②让压时机及让压量可控，具有多种让压模式可选，可以根据具体工程的需要选择具有不同让压模式、让压点和让压量的定量让压装置，让压模式有恒阻让压、阻力增强型让压及分阶段让压多种；③适用广，对于各种不同形状、尺寸、横截面形式、弧度的支护拱架，如矿用U型钢拱架、各种截面形式及尺寸的圆形钢管混凝土拱架等均可选用该定量让压节点，调整其加工尺寸即可。

该适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，适用于各种巷道、隧道及硐室群等地下工程的拱架支护的让压节点的实现，如矿用U型钢拱架、各种截面形式的钢管混凝土拱架等均可选用该定量让压节点实现拱架的定量让压。

附图说明

图1为本发明适用于地下工程支护拱架的定量让压节点的实施例一的结构示意图；

图2为本发明适用于地下工程支护拱架的定量让压节点的实施例二的结构示意图；

图3为图1、图2中的A-A剖面图，为定量让压节点的横截面的实施例一的示意图；

图4为图1、图2中的A-A剖面图，为定量让压节点的横截面的实施例二的示意图；

图5为本发明所述定量让压装置让压过程的荷载位移曲线示意图；

图6为本发明定量让压节点在拱架上安装位置的示意图。

图例说明：1—拱架；2—定量让压装置；3—套管；4—挡环。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

参照附图，本发明较佳的具体实施方式是：

如图1所示，本发明的定量让压节点，由拱架1、定量让压装置2、套管3和挡环4构成，定量让压装置2安装在两节拱架1的端头之间，两端头用套管3连接。先将所述套管3滑动至无挡环4的拱架1那侧，空出定量让压装置2的安装空间，然后安装定量让压装置2，后将套管3向下滑动至挡环4的位置，即完成了让压节点的安装。

当拱架1受力达到设定限度的时候，定量让压装置2开始产生明显变形，拱架1的相连两端向套管3内挤压移动，实现拱架的让压。

如图1和图2所示，所述定量让压节点整体外观形状一般为直柱形(图1所示实施例一)或弧形(图2所示实施例二)，与拱架1节点处形状一致，也可根据需要设计成不同形状。

如图3和图4所示，所述定量让压节点截面形状一般为圆形(图3所示横截面实施例一)或者方形(图4所示横截面实施例二)，也可根据需要设计成不同形状。

如图1～图4所示，所述定量让压装置一般为两节两侧内凹的工字形结构，横截面形状一般为圆形，也可根据需要设计成不同形状。

如图5所示，所述的定量让压装置在受压时具有特定的荷载位移曲线形式，根据需要可以是当压力达到一定程度时变形继续而荷载保持不变的恒阻让压形式(图中曲线B)，或变形和荷载同步缓慢增加的阻力增强型让压形式(图中曲线C)，或分阶段让压(图中曲线D)等多种形式。

如图6所示，所述的定量让压节点一般安装在拱架的拱肩部位(图中所示位置E)、拱顶部位(图中所示位置F)、巷帮部位(图中所示位置G)或底拱部位(图中所示位置H)，或根据具体安装在需要进行定量让压的节点位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，包括拱架、定量让压装置、套管和挡环，其特征是，所述定量让压装置安装在两节拱架的端头之间，两节拱架的端头用套管连接，挡环位于套管的下侧；所述定量让压装置为两节两侧内凹的工字形结构；所述的定量让压装置在受压时具有特定的荷载位移曲线形式，根据需要为压力达到一定程度时变形继续而荷载保持不变的恒阻让压形式，或变形和荷载同步缓慢增加的阻力增强型让压形式，或分阶段让压多种形式；

所述的定量让压节点安装在拱架的拱肩部位、拱顶部位、巷帮部位或底板部位，或根据具体安装在需要进行定量让压的其它节点位置。

2.根据权利要求1所述的适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，其特征是，所述定量让压装置为两节两侧内凹的工字形结构；所述的定量让压装置的材料为金属材料，或者为高分子材料。

3.根据权利要求1所述的适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，其特征是，所述的套管整体形状与拱架整体形状一致，为弧形或直柱形；所述的套管横截面形状与拱架形状一致，为圆形或方形。

4.根据权利要求1所述的适用于地下工程支护拱架的定量让压节点，其特征是，所述定量让压节点整体外观形状为弧形或直柱形，截面形状为圆形。