CN107524457A - 利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器 - Google Patents
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Abstract
一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,包括环向阻尼器和径向阻尼器,所述环向阻尼器和所述径向阻尼器均绕隧道内侧排列成环;所述环向阻尼器固定安装在隧道内且变形方向在隧道环向上;所述径向阻尼器固定安装在隧道内且变形方向在隧道径向上;所述环向阻尼器位于所述径向阻尼器的内侧。既能在隧道的环向上提供支撑及变形,也能在隧道的径向上提供支撑和变形,有效释放隧道的应力,使得隧道的结构更加稳固可靠。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程领域,具体涉及一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器。
背景技术
我国正处于隧道工程建设高速发展时期,在交通、矿山、水利等领域大量涉及围岩稳定性问题。在隧道结构穿越软弱、破碎围岩地层时常遇到大变形问题,表现为隧道围岩持续变形量大,初期支护混凝土剥裂、掉块、压碎,钢架扭曲,导致施工难度大、施工进度缓慢、病害治理困难、施工风险增高、施工成本激增。
在遇到大变形病害时,现有应对方法多为在结构破坏处打设锚杆、背后注浆、施做套拱、拆换初期支护等,在未施工处加强支护参数,如打设锚杆(索)、小导管注浆、增加喷混凝土厚度等,但实践表明,单纯的增加支护参数并不能有效治理大变形问题,如木寨岭隧道、新城子隧道等,其施工期间多次加强支护参数、改变二衬施做时机、多次反复拆换初期支护后依旧未解决大变形问题。究其原因,隧道支护结构受到的为围岩变形带来的形变压力,单纯的依靠支护阻力来硬抗围岩带来的形变压力是不可行的,上述在施工中反复拆换发生严重变形破坏的初期支护的行为,其本质就是在初期支护约束下的逐步变形释放围岩形变压力的过程,直至围岩压力释放完毕,洞室才能趋于稳定。
现今,“抗放结合”支护结构有恒阻大变形锚杆(索)和可伸缩钢架。恒阻大变形锚杆(索)可在提供恒定工作阻力的情况下进行大幅度变形的锚杆(索),可称之为“恒阻器”,现已应用于多处矿山巷道中,其运用方法为在巷道周边打设恒阻大变形锚杆(索)系统,锚杆(索)可在提供120-130kN的工作阻力下持续发生300mm-1000mm的变形量,通过锚杆(索)系统对巷道进行支护。可伸缩钢架采用U型钢和可滑动接头,钢架可在提供一定支护阻力下,沿环向压缩变形。
恒组大变形锚杆(索)和可伸缩钢架主要用于矿山巷道中,不适用于隧道工程,因其为独立的工作体系,而隧道中开挖后施做初期支护是需要喷射混凝土的,混凝土结构的可变性能力是有限的,一旦初期支护形成封闭的混凝土结构,恒组大变形锚杆(索)和可伸缩钢架就失去了其设置的意义。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提出一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,既能在隧道的环向上提供支撑及变形,也能在隧道的径向上提供支撑和变形,有效释放隧道的应力,使得隧道的结构更加稳固可靠,具体技术方案如下:
一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,包括环向阻尼器和径向阻尼器,所述环向阻尼器和所述径向阻尼器均绕隧道内侧排列成环;
所述环向阻尼器固定安装在隧道内且变形方向在隧道环向上;
所述径向阻尼器固定安装在隧道内且变形方向在在隧道径向上;
所述环向阻尼器位于所述径向阻尼器的内侧。
进一步的,在所述环向阻尼器形成的环上,所述环向阻尼器不止一个,各个所述环向阻尼器之间通过支护件连接。
进一步的,所述环向阻尼器与所述径向阻尼器均包括第一连接板、第二连接板和阻尼件,所述阻尼件位于所述第一连接板和所述第二连接板之间,所述阻尼件分别和所述第一连接板和所述第二连接板固定连接,所述阻尼件的变形方向在所述第一连接板和所述第二连接板的法线方向上。
进一步的,所述径向阻尼器的第一连接板和所述第二连接板均为弧形板。
阻尼件的一种方案的限定,所述径向阻尼器的阻尼件为圆管或者椭圆管,所述径向阻尼器的阻尼件周面与所述第一连接板的板面和所述第二连接板的板面连接。
进一步的,在隧道纵向方向上,不同环上的所述环向阻尼器的位置对应,且同一纵向直线上的不同所述环向阻尼器之间固定连接形成纵梁。
进一步的,所述第一连接板、第二连接板和所述阻尼件均为低碳钢制成。
阻尼件的一种方案的限定,所述阻尼件为杆状形成的网片结构。
阻尼件的一种方案的限定,所述阻尼件为板状结构。
阻尼件的一种方案的限定,所述阻尼件为波纹管结构。
本发明的有益效果为:
1、经济性:可一次性解决隧道大变形支护问题,避免了支护结构的反复拆换;且不必加强支护参数,减少了工程量;可保证施工进度,避免了工期延误,从而降低了工程造价。
2、安全性:阻尼器既提供了足够的变形量,又提供了足够的支护阻力,同时可承受一定的动力冲击,隧道支护在施工期所受内力皆小于其承载能力,保障了隧道结构整体安全。阻尼器施做后不必担心大变形来的对支护结构的破坏,可放心的进行下一步施工工序。
3、耐久性:阻尼器可提供在隧道运营期由于围岩可能发生的劣化、蠕变等问题带来的持续变形量,确保施加在支护上的压力长期处于可控状态,从而保证隧道结构的长期安全。
4、实用性:适用性广,可适用各种软弱围岩条件、多种隧道断面、支护形式,并可根据现场围岩条件、地应力条件和支护参数等动态的选择在何种位置处、采用何种形式的阻尼器进行支护。
5、径向和环向均能被支撑且可变形,隧道在变形时,除了径向收到挤压力外,还会在环向方向上产生剪切力,通过径向可变变形支撑和环向可变形支撑,使得隧道应力有效释放,结构得到加强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的在隧道横向上剖面结构示意图。
图3为环向阻尼器1在隧道纵向上的结构示意图。
图4为径向阻尼器2在隧道纵向上的结构示意图。
图5为阻尼件5实施例一的结构示意图。
图6为阻尼件5实施例二的结构示意图。
图7为阻尼件5实施例三的结构示意图。
图8为阻尼件5实施例四的结构示意图。
图9为阻尼件5实施例五的结构示意图。
图10为阻尼件5实施例六的结构示意图。
图11为阻尼件5实施例七的结构示意图。
图12为环向阻尼器1和钢架配合的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示,一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,包括环向阻尼器1和径向阻尼器2,所述环向阻尼器1和所述径向阻尼器2均绕隧道内侧排列成环;所述环向阻尼器1固定安装在隧道内且变形方向在隧道环向上;所述径向阻尼器2固定安装在隧道内且变形方向在在隧道径向上;所述环向阻尼器1位于所述径向阻尼器2的内侧。在所述环向阻尼器1形成的环上,所述环向阻尼器1不止一个,各个所述环向阻尼器1之间通过支护件6连接,支护架为钢架,且各个所述环向阻尼器1关于隧道中线对称。在施工时,钢架处喷射混凝土7。
如图2、图3、图4所示,环形阻尼器位于围岩8内侧,所述环向阻尼器1与所述径向阻尼器2均包括第一连接板3、第二连接板4和阻尼件5,所述第一连接板3、第二连接板4和所述阻尼件5均为低碳钢制成。所述阻尼件5位于所述第一连接板3和所述第二连接板4之间,所述阻尼件5分别和所述第一连接板3和所述第二连接板4固定连接,所述阻尼件5的变形方向在所述第一连接板3和所述第二连接板4的法线方向上。所述径向阻尼器2的第一连接板3和所述第二连接板4均为弧形板。所述径向阻尼器2的阻尼件5为圆管或者椭圆管,所述径向阻尼器2的阻尼件5周面与所述第一连接板3的板面和所述第二连接板4的板面连接。在隧道纵向方向上,不同环上的所述环向阻尼器1的位置对应,且同一纵向直线上的不同所述环向阻尼器1之间的连接板固定连接形成纵梁。
如图5所示,所述阻尼件5为杆状形成的网片结构,图5中为多直杆和斜杆组合的情况,直杆和斜杆也可以单独存在,实现阻尼的功能,此处未在图示中表示。
如图6至9所示,所述阻尼件5为板状结构,如图6中,阻尼件5为矩形板,且矩形板垂直于第一连接板3和第二连接板4的板面,且在纵向直线上的阻尼器之间彼此共用第一连接板3和第二连接板4;如图7中,阻尼件5为矩形板,矩形板与第一连接板3和第二连接板4成锐角;如图8中,阻尼件5为弧形板,弧形板母线和第一连接板3的板面平行;如图9中,阻尼件5为波浪板,波浪板的波峰和波谷固定在连接板的板面上,且在纵向方向上,连接板之间为拼接结构。除了以上阻尼件5的形式除了单独实施外,还可以进行自由组合,此处不再赘述。
如图10所示,所述阻尼件5为波纹管结结构。波纹管的管口和连接板的板面固定,在隧道的纵向的直线上,各个阻尼件5的连接板之间通过拼接固定,也可为一体结构。
如图11所示,所述阻尼件5为圆管结构,圆管的周面和连接板的板面固定,此处阻尼件5还可以为椭圆管结构,以及多边形管结构,所述多边形最好为偶数边。
如图12所示,阻尼器和钢架进行配合时,连接板的板上设有连接筋9和螺栓孔,通过螺栓将连接板和钢架进行固定,连接筋9预埋入混凝土7。阻尼器的安装也可以不设置连接筋9和螺栓孔进行安装。
以上所有实施方式的阻尼件5均可以进行组合搭配,且并不限于其列举的实施方式,其他实施方式也可进行组合,以上所有实施方式的第一连接板3和第二连接板4可以为平板,如图3、及如图5-12为平板结构,,以上所有实施方式的第一连接板3和第二连接板4可以为曲面板,如图1、图2、图4为弧形板结构。第一连接板3和第二连接板4的结构可以进行其他形状的适应性调整。
Claims (10)
1.一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:包括环向阻尼器(1)和径向阻尼器(2),所述环向阻尼器(1)和所述径向阻尼器(2)均绕隧道内侧排列成环;
所述环向阻尼器(1)固定安装在隧道内且变形方向在隧道环向上;
所述径向阻尼器(2)固定安装在隧道内且变形方向在在隧道径向上;
所述环向阻尼器(1)位于所述径向阻尼器(2)的内侧。
2.根据权利要求1所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:在所述环向阻尼器(1)形成的环上,所述环向阻尼器(1)不止一个,各个所述环向阻尼器(1)之间通过支护件(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述环向阻尼器(1)与所述径向阻尼器(2)均包括第一连接板(3)、第二连接板(4)和阻尼件(5),所述阻尼件(5)位于所述第一连接板(3)和所述第二连接板(4)之间,所述阻尼件(5)分别和所述第一连接板(3)和所述第二连接板(4)固定连接,所述阻尼件(5)的变形方向在所述第一连接板(3)和所述第二连接板(4)的法线方向上。
4.根据权利要求3所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述径向阻尼器(2)的第一连接板(3)和所述第二连接板(4)均为弧形板。
5.根据权利要求4所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述径向阻尼器(2)的阻尼件(5)为圆管或者椭圆管,所述径向阻尼器(2)的阻尼件(5)周面与所述第一连接板(3)的板面和所述第二连接板(4)的板面连接。
6.根据权利要求1所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:在隧道纵向方向上,不同环上的所述环向阻尼器(1)的位置对应,且同一纵向直线上的不同所述环向阻尼器(1)之间固定连接形成纵梁。
7.根据权利要求3所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述第一连接板(3)、第二连接板(4)和所述阻尼件(5)均为低碳钢制成。
8.根据权利要求1所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述阻尼件(5)为杆状形成的网片结构。
9.根据权利要求1所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述阻尼件(5)为板状结构。
10.根据权利要求1所述的一种利用材料峰后性能的大行程组合型阻尼器,其特征在于:所述阻尼件(5)为波纹管结构。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113073993A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-06 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种用于巷道装配式支护系统的阻尼结构 |
CN113982630A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
CN113982628A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
CN113982629A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 隧道支护结构 |
CN113982632A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203296780U (zh) * | 2013-06-07 | 2013-11-20 | 西南交通大学 | 用于地下洞室建设中防止围岩大变形的支护衬砌装置 |
CN204691789U (zh) * | 2015-04-15 | 2015-10-07 | 山西省交通科学研究院 | 一种可调节的隧道支护结构 |
CN105545322A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-04 | 山东大学 | 用于控制隧道围岩变形破坏的防护结构及支护体系及施工方法 |
CN106703840A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-24 | 中铁第勘察设计院集团有限公司 | 用于大变形围岩条件下隧道的消能支护结构 |
-
2017
- 2017-10-24 CN CN201710998656.0A patent/CN107524457B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203296780U (zh) * | 2013-06-07 | 2013-11-20 | 西南交通大学 | 用于地下洞室建设中防止围岩大变形的支护衬砌装置 |
CN204691789U (zh) * | 2015-04-15 | 2015-10-07 | 山西省交通科学研究院 | 一种可调节的隧道支护结构 |
CN105545322A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-04 | 山东大学 | 用于控制隧道围岩变形破坏的防护结构及支护体系及施工方法 |
CN106703840A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-24 | 中铁第勘察设计院集团有限公司 | 用于大变形围岩条件下隧道的消能支护结构 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113073993A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-06 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种用于巷道装配式支护系统的阻尼结构 |
CN113982630A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
CN113982628A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
CN113982629A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 隧道支护结构 |
CN113982632A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
CN113982629B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-04-05 | 成都未来智隧科技有限公司 | 隧道支护结构 |
CN113982630B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-04-05 | 成都未来智隧科技有限公司 | 一种隧道支护结构 |
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Application publication date: 20171229 Assignee: Chengdu future smart Tunnel Technology Co.,Ltd. Assignor: Qiu Wenge Contract record no.: X2023510000016 Denomination of invention: Long stroke combined damper utilizing material post peak performance Granted publication date: 20190625 License type: Common License Record date: 20230824 |
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