CN110130923B - 一种用于隧道的型钢支护拱架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道支护设备技术领域，且公开了一种用于隧道的型钢支护拱架结构，包括弧形锚杆，所述弧形锚杆的顶部设有顶杆，所述顶杆的顶部固定连接有上斜杆，所述顶杆和紧固螺栓位于同一竖直平面内，所述弧形锚杆和顶杆的内部固定连接有紧固单元，紧固单元包括有支撑外形环，支撑外形环的内部固定连接有承接环，承接环的内部固定连接有支撑内形环。该用于隧道的型钢支护拱架结构，通过支撑外形环、承接环和支撑内形环两两之间的环形套接，每两个之间形成大小均匀的三角形，每个三角形的内部有均安装有对应的材料，由于三角形的稳定性，提升了型钢支护拱架结构的承载力，提高了通过型钢支护拱架结构固支撑隧道空间的稳定性。

Description

一种用于隧道的型钢支护拱架结构

技术领域

本发明涉及隧道支护设备技术领域，具体为一种用于隧道的型钢支护拱架结构。

背景技术

钢拱架支护是采用型钢成形后加固地下工程的支护措施，本身具有良好的强度和刚度，能控制围岩过大变形，对开挖断面尺寸精度要求较严，多在浅埋、偏压、自稳时间极短的围岩，以及松散、破碎、有涌水、膨胀性岩土中施工采用此法。

越来越多的工程项目走向国外，国外一些地区岩性极为特殊，泥岩及泥质砂岩含蒙脱石、高岭石等成分，干燥状态下围岩稳定性尚可，但其遇水易化、极易崩解，特别是隧洞初期支护方面，按照国内软土地区隧洞设计和施工经验，难以顺利实施，为此我们提出一种用于隧道的型钢支护拱架结构。

发明内容

本发明提供了一种用于隧道的型钢支护拱架结构，具备用于隧道的型钢支护拱架结构的优点，解决了背景技术中的问题。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：一种用于隧道的型钢支护拱架结构，包括弧形锚杆，所述弧形锚杆的顶部设有顶杆，所述顶杆的顶部固定连接有上斜杆，所述顶杆和紧固螺栓位于同一竖直平面内，所述弧形锚杆和顶杆的内部固定连接有紧固单元，所述紧固单元包括有支撑外形环，所述支撑外形环的内部固定连接有承接环，所述承接环的内部固定连接有支撑内形环，所述支撑内形环的内部固定连接有装饰板，所述装饰板的底部固定连接有弧形板，所述弧形锚杆的左右两侧均套接有卡接装置，所述卡接装置的数量为六个，六个所述卡接装置均匀分布在弧形锚杆的左右两侧，所述卡接装置位于弧形锚杆同一侧两两相邻之间的间距均相等。

可选的，所述支撑外形环、承接环和支撑内形环均为正多边形，且四分之一支撑外形环的变数及二分之一承接环的边数与支撑内形环所有的边数相等，所述支撑内形环和承接环每两个边的交点均焊接在其相邻外侧正多变形对应边的中线上。

可选的，所述弧形板的内表面固定连接有紧固块，所述顶杆内壁的底部通过紧固螺栓与弧形锚杆上的紧固块螺纹套接。

可选的，所述紧固螺栓位于紧固块的下方开设有定位槽，所述弧形板内表面的右侧固定连接有筒体。

可选的，所述筒体的内部设有限位装置，所述限位装置包括有限位板，所述限位板的外表面与筒体活动套接，所述限位板的底端贯穿筒体并延伸至筒体的下方，所述限位板的底部安装有拉板。

可选的，所述限位板的右侧通过弹性伸缩部件与筒体内壁的右侧固定连接，所述限位板的左侧固定连接有定位杆，所述定位杆的左侧贯穿筒体并延伸至定位槽的内部，所述定位杆的左侧与定位槽的内部活动连接。

可选的，所述支撑外形环与承接环之间填充有混凝土，所述承接环和支撑内形环之间填充有混凝土衬砌，所述支撑内形环和装饰板之间填充有凝固料。

可选的，所述卡接装置的左侧依次贯穿弧形锚杆、紧固单元、混凝土衬砌和装饰板并延伸至装饰板的内部，所述卡接装置的外表面分别与弧形锚杆、紧固单元、混凝土衬砌和装饰板螺纹连接，所述卡接装置包括有固定杆，所述固定杆的内部开设有横向槽，所述横向槽的底部和底部均开设有弧形槽。

可选的，所述固定杆的内部活动套接有定位装置，所述定位装置包括有锁紧主杆，所述锁紧主杆的顶部和底部均通过锁紧环活动套接有锁紧支杆，所述锁紧支杆的外表面与弧形槽的内表面活动连接，所述锁紧主杆的左侧活动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外表面与弧形槽的内表面螺纹连接。

本发明提供了一种用于隧道的型钢支护拱架结构，具备以下有益效果：

1、该用于隧道的型钢支护拱架结构，通过支撑外形环、承接环和支撑内形环两两之间的环形套接，每两个之间形成大小均匀的三角形，每个三角形的内部有均安装有对应的材料，由于三角形的稳定性，提升了型钢支护拱架结构的承载力，提高了通过型钢支护拱架结构固支撑隧道空间的稳定性。

2、该用于隧道的型钢支护拱架结构，通过卡接装置、定位装置和螺纹杆之间螺纹抽拉结构，促使定位装置中的锁紧支杆卡接在隧道外侧的泥土中，且锁紧支杆的外表涂有凝固剂，增大了型钢支护拱架结构与隧道外侧泥土的紧固性，提高了该用于隧道的型钢支护拱架结构的抗震性。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为图2中B处的放大示意图；

图4为卡接装置中锁紧支杆伸张时的示意图；

图5为卡接装置中锁紧支杆收缩时的示意图。

图中：1、弧形锚杆；2、顶杆；3、紧固螺栓；4、紧固单元；41、支撑外形环；42、承接环；43、支撑内形环；5、装饰板；6、弧形板；7、卡接装置；71、固定杆；72、横向槽；73、弧形槽；8、上斜杆；9、混凝土；10、混凝土衬砌；11、凝固料；12、限位装置；121、限位板；122、弹性伸缩部件；123、定位杆；13、紧固块；14、筒体；15、定位槽；16、定位装置；161、锁紧主杆；162、锁紧环；163、锁紧支杆；17、螺纹杆。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种用于隧道的型钢支护拱架结构，包括弧形锚杆1，弧形锚杆1的顶部设有顶杆2，顶杆2的顶部固定连接有上斜杆8，顶杆2和紧固螺栓3位于同一竖直平面内，弧形锚杆1和顶杆2的内部固定连接有紧固单元4，紧固单元4包括有支撑外形环41，支撑外形环41的内部固定连接有承接环42，承接环42的内部固定连接有支撑内形环43，支撑内形环43的内部固定连接有装饰板5，装饰板5的底部固定连接有弧形板6，弧形锚杆1的左右两侧均套接有卡接装置7，卡接装置7的数量为六个，六个卡接装置7均匀分布在弧形锚杆1的左右两侧，卡接装置7位于弧形锚杆1同一侧两两相邻之间的间距均相等。

可选的，支撑外形环41、承接环42和支撑内形环43均为正多边形，且四分之一支撑外形环41的变数及二分之一承接环42的边数与支撑内形环43所有的边数相等，支撑内形环43和承接环42每两个边的交点均焊接在其相邻外侧正多变形对应边的中线上。

可选的，弧形板6的内表面固定连接有紧固块13，顶杆2内壁的底部通过紧固螺栓3与弧形锚杆1上的紧固块13螺纹套接。

可选的，紧固螺栓3位于紧固块13的下方开设有定位槽15，弧形板6内表面的右侧固定连接有筒体14。

可选的，筒体14的内部设有限位装置12，限位装置12包括有限位板121，限位板121的外表面与筒体14活动套接，限位板121的底端贯穿筒体14并延伸至筒体14的下方，限位板121的底部安装有拉板。

可选的，限位板121的右侧通过弹性伸缩部件122与筒体14内壁的右侧固定连接，限位板121的左侧固定连接有定位杆123，定位杆123的左侧贯穿筒体14并延伸至定位槽15的内部，定位杆123的左侧与定位槽15的内部活动连接。

可选的，支撑外形环41与承接环42之间填充有混凝土9，承接环42和支撑内形环43之间填充有混凝土衬砌10，支撑内形环43和装饰板5之间填充有凝固料11，支撑外形环41、承接环42和支撑内形环43两两之间的环形套接，每两个之间形成大小均匀的三角形，每个三角形的内部有均安装有对应的材料，由于三角形的稳定性，提升了型钢支护拱架结构的承载力，提高了通过型钢支护拱架结构固支撑隧道空间的稳定性。

可选的，卡接装置7的左侧依次贯穿弧形锚杆1、紧固单元4、混凝土衬砌10和装饰板5并延伸至装饰板5的内部，卡接装置7的外表面分别与弧形锚杆1、紧固单元4、混凝土衬砌10和装饰板5螺纹连接，卡接装置7包括有固定杆71，固定杆71的内部开设有横向槽72，横向槽72的底部和底部均开设有弧形槽73，卡接装置7、定位装置16和螺纹杆17之间螺纹抽拉结构，促使定位装置16中的锁紧支杆163卡接在隧道外侧的泥土中，且锁紧支杆163的外表涂有凝固剂，增大了型钢支护拱架结构与隧道外侧泥土的紧固性，提高了该用于隧道的型钢支护拱架结构的抗震性。

可选的，固定杆71的内部活动套接有定位装置16，定位装置16包括有锁紧主杆161，锁紧主杆161的顶部和底部均通过锁紧环162活动套接有锁紧支杆163，锁紧支杆163的外表面与弧形槽73的内表面活动连接，锁紧主杆161的左侧活动连接有螺纹杆17，螺纹杆17的外表面与弧形槽73的内表面螺纹连接。

安装过程首先使用者将型钢支护拱架结构运送到隧洞前，然后将弧形锚杆1固定在隧洞的内部，之后将顶杆2通过紧固螺栓3固定在弧形锚杆1的顶部，使顶杆2和紧固螺栓3位于同一竖直平面内，然后在弧形锚杆1和顶杆2的内部依次固定有支撑外形环41、承接环42、支撑内形环43和装饰板5，然后在装饰板5的内部固定铺设有弧形板6，且支撑外形环41、承接环42和支撑内形环43两两定点固定连接，之后将卡接装置7依次贯穿弧形板6、装饰板5、紧固单元4、弧形锚杆1，并通过顺时针转动螺纹杆17两圈，继而带动锁紧支杆163穿插在泥土中，继而便于对隧洞的保护架进行紧固。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (8)

1.一种用于隧道的型钢支护拱架结构，包括弧形锚杆(1)，其特征在于：所述弧形锚杆(1)的顶部设有顶杆(2)，所述顶杆(2)的顶部固定连接有上斜杆(8)，所述顶杆(2)和紧固螺栓(3)位于同一竖直平面内，所述弧形锚杆(1)和顶杆(2)的内部固定连接有紧固单元(4)，所述紧固单元(4)包括有支撑外形环(41)，所述支撑外形环(41)的内部固定连接有承接环(42)，所述承接环(42)的内部固定连接有支撑内形环(43)，所述支撑内形环(43)的内部固定连接有装饰板(5)，所述装饰板(5)的底部固定连接有弧形板(6)，所述弧形锚杆(1)的左右两侧均套接有卡接装置(7)，所述卡接装置(7)的数量为六个，六个所述卡接装置(7)均匀分布在弧形锚杆(1)的左右两侧，所述卡接装置(7)位于弧形锚杆(1)同一侧两两相邻之间的间距均相等；

所述支撑外形环(41)、承接环(42)和支撑内形环(43)均为正多边形，且四分之一支撑外形环(41)的变数及二分之一承接环(42)的边数与支撑内形环(43)所有的边数相等，所述支撑内形环(43)和承接环(42)每两个边的交点均焊接在其相邻外侧正多变形对应边的中线上。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述弧形板(6)的内表面固定连接有紧固块(13)，所述顶杆(2)内壁的底部通过紧固螺栓(3)与弧形锚杆(1)上的紧固块(13)螺纹套接。

3.根据权利要求2所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述紧固螺栓(3)位于紧固块(13)的下方开设有定位槽(15)，所述弧形板(6)内表面的右侧固定连接有筒体(14)。

4.根据权利要求3所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述筒体(14)的内部设有限位装置(12)，所述限位装置(12)包括有限位板(121)，所述限位板(121)的外表面与筒体(14)活动套接，所述限位板(121)的底端贯穿筒体(14)并延伸至筒体(14)的下方，所述限位板(121)的底部安装有拉板。

5.根据权利要求4所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述限位板(121)的右侧通过弹性伸缩部件(122)与筒体(14)内壁的右侧固定连接，所述限位板(121)的左侧固定连接有定位杆(123)，所述定位杆(123)的左侧贯穿筒体(14)并延伸至定位槽(15)的内部，所述定位杆(123)的左侧与定位槽(15)的内部活动连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述支撑外形环(41)与承接环(42)之间填充有混凝土(9)，所述承接环(42)和支撑内形环(43)之间填充有混凝土衬砌(10)，所述支撑内形环(43)和装饰板(5)之间填充有凝固料(11)。

7.根据权利要求1所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述卡接装置(7)的左侧依次贯穿弧形锚杆(1)、紧固单元(4)、混凝土衬砌(10)和装饰板(5)并延伸至装饰板(5)的内部，所述卡接装置(7)的外表面分别与弧形锚杆(1)、紧固单元(4)、混凝土衬砌(10)和装饰板(5)螺纹连接，所述卡接装置(7)包括有固定杆(71)，所述固定杆(71)的内部开设有横向槽(72)，所述横向槽(72)的底部和底部均开设有弧形槽(73)。

8.根据权利要求7所述的一种用于隧道的型钢支护拱架结构，其特征在于：所述固定杆(71)的内部活动套接有定位装置(16)，所述定位装置(16)包括有锁紧主杆(161)，所述锁紧主杆(161)的顶部和底部均通过锁紧环(162)活动套接有锁紧支杆(163)，所述锁紧支杆(163)的外表面与弧形槽(73)的内表面活动连接，所述锁紧主杆(161)的左侧活动连接有螺纹杆(17)，所述螺纹杆(17)的外表面与弧形槽(73)的内表面螺纹连接。

Images