CN110005459B - 公路隧道钢带的连接结构以及让压锚杆支护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公路隧道支护技术领域，提供了一种公路隧道钢带的连接结构，包括垫板及两个连接板组件，垫板具有与两个连接板组件一一对应的两个安装侧，每一安装侧均通过铰接组件与对应的连接板组件铰接，每一连接板组件的转动轴线均与垫板平行；连接结构还包括用于分别限制两个连接板组件向垫板安装锚杆的一侧过度转动的两个限制组件。还提供一种公路隧道钢带让压锚杆支护系统，包括锚杆及上述连接结构。本发明一方面通过铰接组件使得本结构连接钢带后，钢带能够配合围岩的形变，另一方面通过限制组件能够在钢带受力较小时限制连接板与垫板之间的转动，而在受力过大时又能够允许连接板与垫板之间小角度的转动，达到限制过度转动的目的。

Description

公路隧道钢带的连接结构以及让压锚杆支护系统

技术领域

本发明涉及公路隧道支护技术领域领域，具体为一种公路隧道钢带的连接结构以及让压锚杆支护系统。

背景技术

公路隧道让压拉锚支护结构是由煤矿巷道中组合锚杆支护结构演化而来的。拉锚支护结构在公路隧道初期支护中，通过钢带和锚杆的整体作用达到预期支护效果。让压锚杆支护体系充分的发挥了围岩的自承载能力，同时有效的提高了围岩的支护质量。但目前隧道工程中的让压拉锚支护结构仍然存在一定问题。

(1)与煤矿巷道中层状地质结构不同，在公路隧道中钢带更容易发生变形、错动和扭转。钢带受力传递路径中，钢带所受到的围岩压力最终都会传递给锚杆。钢受扭后，受力会变得更加复杂，更容易破坏。因而，需要改善传统的钢带拉锚支护体系的受力传力路径，从而提高让压锚杆支护体系的支护效果。

(2)现有的让压锚杆大多数造价较高、施工过于复杂，部分让压锚杆让压量有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种公路隧道钢带的连接结构以及让压锚杆支护系统，至少解决现有技术中的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种公路隧道钢带的连接结构，包括供钢带安装的两个连接板组件，还包括供锚杆安装的垫板，所述垫板具有与两个所述连接板组件一一对应的两个安装侧，每一所述安装侧均通过铰接组件与对应的所述连接板组件铰接，每一所述连接板组件的转动轴线均与所述垫板平行；所述连接结构还包括用于分别限制两个所述连接板组件向所述垫板安装锚杆的一侧过度转动的两个限制组件。

进一步，两个所述限制组件均包括弹性钢板，两个所述弹性钢板与两个所述连接板组件一一对应；每一所述弹性钢带均固定安装在与其对应的垫板的安装侧上且至少部分延伸至对应侧连接板组件的转动路径上。

进一步，所述弹性钢板为拱形，拱形的所述弹性钢板的弯曲区间罩盖所述铰接组件。

进一步，每一所述铰接组件均包括用于连接所述垫板和所述连接组件的铰链，两个所述铰链的转轴均通过卯头分别安装在两个所述安装侧上，且每一所述铰链的转轴均与所述垫板平行。

进一步，两个所述卯头均内部中空，且相对的两侧一侧封闭一侧开口；所述铰链的转轴的两端均安装有可于所述卯头内伸缩的涡卷弹簧，每一所述涡卷弹簧均由与其对应的卯头的所述开口处伸至卯头内。

进一步，所述垫板上设有供锚杆安装的安装部。

进一步，所述安装部包括半球形凸起座以及用于锁定锚杆的锁定件，所述半球形凸起座的端面固定安装在所述垫板上，且所述半球形凸起座远离所述端面处设有供锚杆插入的通孔；所述半球形凸起座位于两个所述限制组件之间。

进一步，每一所述连接板组件包括均可安装钢带的两块连接板，两块连接板的同一侧均通过铰接组件分别铰接在两个安装侧上。

进一步，每一所述连接板均为凹字形，所述凹字形的连接板的三个表面均具有用于固定钢带的安装孔。

本发明实施例提供另一种技术方案：一种公路隧道钢带让压锚杆支护系统，包括锚杆，还包括上述的公路隧道钢带的连接结构，所述锚杆安装在所述垫板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一方面，通过铰接组件使得本结构连接钢带后，使钢带能够配合围岩的形变，另一方面，通过限制组件能够在钢带受力较小时限制连接板与垫板之间的转动，而在受力过大时又能够允许连接板与垫板之间小角度的转动，从而达到限制过度转动的目的。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种公路隧道钢带的连接结构的立体图；

图2为本发明实施例一提供的一种公路隧道钢带的连接结构的主视图；

图3为本发明实施例一提供的一种公路隧道钢带的连接结构的涡卷弹簧和铰链的部分结构之间连接示意图；

附图标记中：1-垫板；2-半球形凸起座；3-铰接组件；4-连接板；5-弹性钢板；6-铰链的转轴；7-涡卷弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-3，本发明实施例提供一种公路隧道钢带的连接结构，包括供钢带安装的两个连接板组件，供锚杆安装的垫板，所述垫板具有与两个所述连接板组件一一对应的两个安装侧，每一所述安装侧均通过铰接组件与对应的所述连接板组件铰接，每一所述连接板组件的转动轴线均与所述垫板平行；所述连接结构还包括用于分别限制两个所述连接板组件向所述垫板安装锚杆的一侧过度转动的两个限制组件。在本实施例中，本连接结构有两个连接板组件，钢带可以通过本连接结构连接起来。锚杆一端安装在本连接结构的垫板上，另一端插入到隧道壁内，以稳定支护，具体的锚杆垂直于垫板安装，其上端插入到隧道壁内。每一所述连接板组件均通过铰接组件与安装侧铰接，可以在围岩发生形变时，使钢带能够配合围岩的形变，通过限制组件能够在钢带受力较小时限制连接板与垫板之间的转动，而在受力过大时又能够允许连接板与垫板之间小角度的转动，从而达到限制过度转动的目的，通过本支护体系可以很好的控制钢带受力与其扭曲变形，从而有效的改善锚杆支护结构的受力情况与结构的整体性。优选的，安装侧的数量还可以有更多，例如在方形的垫板的四个侧边均设有安装侧，如此可以供四个连接板组件铰接，可以在更多的方向上布设钢带。

以下为具体实施例：

优化上述方案，请参阅图1和2，两个所述限制组件均包括弹性钢板，两个所述弹性钢板与两个所述连接板组件一一对应；每一所述弹性钢带均固定安装在与其对应的垫板的安装侧上且至少部分延伸至对应侧连接板组件的转动路径上。在本实施例中，将上述的限制组件细化为弹性钢板，弹性钢板具有一定的弹性，因此当围岩形变小，连接板组件与垫板之间的转动小时，在其弹性作用下，是可以些许转动的，如此可以给围岩一些形变空间，便于利用围岩的自承载力。但弹性钢板更多的还是刚性，其一部分固定，至少部分处在转动路径上，如此当围岩发生形变，使得连接板组件与垫板之间发生转动时，弹性钢板处于转动路径上的部分会限制住其转动，此时弹性钢板的刚性特性就会发挥出来，不会让连接板组件向垫板安装锚杆的一侧过度转动。当然，限制组件除了可以采用弹性钢板以外，还可以采用弹性塑料或者是具有一定弹性的其他材质等，本实施例对此不作限定。

进一步优化上述方案，请参阅图1和2，所述弹性钢板为拱形，拱形的所述弹性钢板的弯曲区间罩盖所述铰接组件。在本实施例中，采用拱形，拱形具有一个弯曲区间，使用该弯曲区间罩盖铰接组件，使铰接组件能够有一定的活动范围，但活动多了后就会被限制。至于该弯曲量，可以根据不同的隧道，不同的形变量，不同的活动量来定。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1和2，每一所述铰接组件均包括用于连接所述垫板和所述连接组件的铰链，两个所述铰链的转轴均通过卯头分别安装在两个所述安装侧上，且每一所述铰链的转轴均与所述垫板平行。在本实施例中，铰接组件采用的是铰链，铰链的转轴安装在安装侧上且与垫板平行，如此限定了连接板组件的旋转方向。当然除此以外，铰接组件还可以采用现有技术中的其他的铰接形式，此处就不再详述。

进一步优化上述方案，请参阅图3，两个所述卯头均内部中空，且相对的两侧一侧封闭一侧开口；所述铰链的转轴的两端均安装有可于所述卯头内伸缩的涡卷弹簧，每一所述涡卷弹簧均由与其对应的卯头的所述开口处伸至卯头内。在本实施例中，通过该涡卷弹簧以及该具有内腔的卯头，可以使转轴沿轴向在一定的范围内位移，当铰链受力足够大时，铰链会顺着受力方向产生一定范围的扭转，最终使得钢带可以小幅度扭转，从而减轻钢带的扭转，如此克服了现有技术中会因钢带受扭后而导致受力变得更复杂，使得支护体系受到破坏的缺陷。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1和2，所述垫板上设有供锚杆安装的安装部。在本实施例中，垫板上设此安装部可以便于锚杆的安装。

进一步优化上述方案，请参阅图1和2，所述安装部包括半球形凸起座以及用于锁定锚杆的锁定件，所述半球形凸起座的端面固定安装在所述垫板上，且所述半球形凸起座远离所述端面处设有供锚杆插入的通孔；所述半球形凸起座位于两个所述限制组件之间。在本实施例中，该半球形凸起座具有内腔，且其具有一定的高度，可以供锚杆插入的更多，然后再通过锁定件锁定锚杆后，可以使连接结构更为牢固。将半球形凸起座设在两个限制组件之间，可以合理利用垫板的空间，使垫板上受力均匀。当然除此以外，通过在垫板上设固定块来固定锚杆也可行，本实施例对此不作限定。锁定件可以细化为采用螺母或其他锁头来对锚杆进行锁定，该锁定方式为现有技术，此处就不再详述。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1和2，每一所述连接板组件包括均可安装钢带的两块连接板，两块连接板的同一侧均通过铰接组件分别铰接在两个安装侧上。在本实施例中，每组连接板组件均包括两块连接板，以便于钢带的安装。当然可以根据实际情况设一块或更多数量的连接板。

进一步优化上述方案，请参阅图1和2，每一所述连接板均为凹字形，所述凹字形的连接板的三个表面均具有用于固定钢带的安装孔。在本实施例中，所采用的钢带也为凹字形，于是也采用与之相同形状的连接板，可以便于钢带的贴合安装。优选的，安装孔内通过高强摩擦性螺栓进行连接，钢带和连接板连接后，钢带在连接板处所受到的摩擦力不小于钢带自身的破断力，即保证两者等强度连接，才能够不产生受力的薄弱区。

实施例二：

本发明实施例提供一种公路隧道钢带让压锚杆支护系统，包括锚杆和上述的公路隧道钢带的连接结构，所述锚杆安装在所述垫板上。在本实施例中，本连接结构有两个连接板组件，钢带可以通过本连接结构连接起来。锚杆一端安装在本连接结构的垫板上，另一端插入到隧道壁内，以稳定支护，具体的锚杆垂直于垫板安装，其上端插入到隧道壁内。每一所述连接板组件均通过铰接组件与安装侧铰接，可以在围岩发生形变时，使钢带能够配合围岩的形变，通过限制组件能够在钢带受力较小时限制连接板与垫板之间的转动，而在受力过大时又能够允许连接板与垫板之间小角度的转动，从而达到限制过度转动的目的，通过本支护体系可以很好的控制钢带受力与其扭曲变形，从而有效的改善锚杆支护结构的受力情况与结构的整体性。优选的，安装侧的数量还可以有更多，例如在方形的垫板的四个侧边均设有安装侧，如此可以供四个连接板组件铰接，可以在更多的方向上布设钢带。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种公路隧道钢带的连接结构，包括供钢带安装的两个连接板组件，其特征在于：还包括供锚杆安装的垫板，所述垫板具有与两个所述连接板组件一一对应的两个安装侧，每一所述安装侧均通过铰接组件与对应的所述连接板组件铰接，每一所述连接板组件的转动轴线均与所述垫板平行；所述连接结构还包括用于分别限制两个所述连接板组件向所述垫板安装锚杆的一侧过度转动的两个限制组件，两个所述限制组件均包括弹性钢板，两个所述弹性钢板与两个所述连接板组件一一对应；每一所述弹性钢板均固定安装在与其对应的垫板的安装侧上且至少部分延伸至对应侧连接板组件的转动路径上，所述弹性钢板为拱形，拱形的所述弹性钢板的弯曲区间罩盖所述铰接组件，使铰接组件既有活动范围又能够限制铰接组件的活动，每一所述连接板组件包括均可安装钢带的两块连接板，两块连接板的同一侧均通过铰接组件分别铰接在两个安装侧上，每一所述连接板均为凹字形，所述凹字形的连接板的三个表面均具有用于固定钢带的安装孔。

2.如权利要求1所述的公路隧道钢带的连接结构，其特征在于：每一所述铰接组件均包括用于连接所述垫板和所述连接板组件的铰链，两个所述铰链的转轴均通过卯头分别安装在两个所述安装侧上，且每一所述铰链的转轴均与所述垫板平行。

3.如权利要求2所述的公路隧道钢带的连接结构，其特征在于：两个所述卯头均内部中空，且相对的两侧一侧封闭一侧开口；所述铰链的转轴的两端均安装有可于所述卯头内伸缩的涡卷弹簧，每一所述涡卷弹簧均由与其对应的卯头的所述开口处伸至卯头内。

4.如权利要求1所述的公路隧道钢带的连接结构，其特征在于：所述垫板上设有供锚杆安装的安装部。

5.如权利要求4所述的公路隧道钢带的连接结构，其特征在于：所述安装部包括半球形凸起座以及用于锁定锚杆的锁定件，所述半球形凸起座的端面固定安装在所述垫板上，且所述半球形凸起座远离所述端面处设有供锚杆插入的通孔；所述半球形凸起座位于两个所述限制组件之间。

6.一种公路隧道钢带让压锚杆支护系统，包括锚杆，其特征在于：还包括如权利要求1-5任一所述的公路隧道钢带的连接结构，所述锚杆安装在所述垫板上。