CN111350527B - 可缩性拱架的卡揽和可缩性拱架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可缩性拱架的卡揽和可缩性拱架，其中卡揽具有可拆卸连接的上卡板和下卡板，上卡板的卡持宽度与可缩性拱架中型钢的上开口宽度相适应，下卡板的卡持宽度与可缩性拱架中型钢的截面宽度相适应，在下卡板的侧面上端设有向两侧延伸的下卡板耳部，在下卡板耳部和下卡板的侧面之间设有筋板；在下卡板的侧面上端处设有用于与型钢的耳部内圆角贴合的凸起结构。本发明有效提高了卡揽的强度和刚度，明显优化了卡揽结构及卡揽的受力状况，同时还使得可缩性拱架接头出的滑移稳定性得到了大幅度提高，还避免了型钢在滑移过程中出现咬合现象，从而避免了可缩性拱架发生阻滑的现象。
Description
技术领域
本发明涉及用于建筑施工的设备，具体讲是可缩性拱架的卡揽和可缩性拱架。
背景技术
可缩性拱架也叫柔性拱架，主要适用于隧道开挖后的初期支护，例如为了限制围岩位移过大、保持围岩的稳定性而提供大于围岩发生破坏产生的最小松动压力的支护抗力。其形状不限于圆形，也有门拱形、马蹄形等形状。隧道围岩在地应力的作用下发生收缩变形，可缩性拱架随着围岩一并进行收缩，从而能够充分发挥围岩自承能力，降低围岩压力，使得围岩在发生一定量的变形后与可缩性拱架达到受力平衡。
在现有的可缩性拱架的结构中，两段型钢的搭接处强度较弱一直是一个常见的问题，两段型钢的搭接由卡揽连接，在实际应用中，由于周围的压力不断增加，在外力的作用下会使两段型钢的搭接部分产生相对的滑移收缩，使卡揽的连接螺栓受到滑移的剪切力，时卡揽发生较大弯曲、螺栓受弯，当相对滑移的距离超过规定值时，卡揽会被破坏，进而导致整个可缩性拱架的强度大幅度降低，有可能引起严重的安全问题。并且，型钢在外力的作用下发生收缩滑移时，两段型钢在搭架处也会发生相互咬合的现象，从而导致可缩性拱架阻滑，使其变成刚性拱架，失去了可缩性拱架本身的意义。
发明内容
本发明提供了一种可缩性拱架的卡揽和可缩性拱架，以提高卡揽的强度刚度，优化卡揽的受力状况，并且提高可缩性拱架的型钢搭接处滑移稳定性。
本发明可缩性拱架的卡揽，具有可拆卸连接的上卡板和下卡板，上卡板的卡持宽度与可缩性拱架中型钢的上开口宽度相适应，下卡板的卡持宽度与可缩性拱架中型钢的截面宽度相适应，在下卡板的侧面上端设有向两侧延伸的下卡板耳部，在下卡板耳部和下卡板的侧面之间设有筋板；在下卡板的侧面上端处设有用于与型钢的耳部内圆角贴合的凸起结构。
优选是在下卡板的两个侧面都设有筋板，并且将筋板、下卡板耳部和下卡板的侧面焊接为一个整体，有利于提高下卡板的整体强度和刚度。当型钢受外力滑移时能够有效避免上/下卡板相互向相反方向滑移，避免使上/下卡板的连接处受到强大的剪切力而被损坏，优化了上/下卡板连接处的受力情况。并且，在安装状态下，通过下卡板侧面上端处的凸起结构与型钢的耳部内圆角贴合，能够使下卡板和型钢贴合的更加稳定。同时，由于两段型钢搭接时贴合的部分也是在型钢的耳部附近，如此当卡揽夹紧型钢时，夹紧力会直接作用于型钢的贴合面上，这样更利于在型钢发生收缩滑移时阻力的稳定增长。当可缩性拱架随着围岩的收缩而收缩，使得围岩压力下降，而同时可缩性拱架的滑移阻力上升，由此可缩性拱架对围岩的支护反力就上升了，当围岩压力和支护反力达到平衡后形成稳定的支护状态。
进一步的，上卡板的侧面下端设有向两侧延伸的上卡板耳部，在下卡板的侧面间隔设有2个筋板，在卡揽的安装状态时，上卡板的上卡板耳部位于所述间隔的2个筋板之间，且筋板的顶部高于上卡板耳部的底面。这样间隔的2个筋板对上卡板也起到了限位作用，保证了在两段型钢相互滑移时上/下卡板不会随着型钢而相互反方向滑移，进一步优化了上/下卡板连接处的受力状况。
进一步的，上卡板和下卡板通过螺纹紧固件实现可拆卸连接。
其中一种优选的结构为，上卡板的侧面下端设有向两侧延伸的上卡板耳部，在卡揽的安装状态时，通过穿过上卡板耳部和下卡板耳部的螺栓连接上卡板和下卡板。
进一步的，还设有与所述螺栓配合的螺母，除此以外，还可以直接在上卡板耳部和下卡板耳部穿过螺栓的通孔内设置与螺栓配合的螺纹结构。
本发明还提供了一种可缩性拱架，具有至少两段上下搭接的型钢，在两段型钢的搭接段通过上述的卡揽将两段型钢夹紧贴合。
进一步的，在型钢的所述搭接段的端部设有防止型钢在发生滑移收缩形变时两段型钢相互咬合的倒角结构。当可缩性拱架受到外力后，其型钢的搭接处会在外力的作用下发生滑移收缩，当型钢为U型钢时，发生滑移收缩时U型钢的曲率会减小，为避免在滑移收缩的过程中内侧型钢的断面挤压外侧型钢发生型钢咬合现象，因此将内侧型钢的端部设置为倒角结构，这样使得可缩性拱架在滑移过程中不会由于型钢发生咬合现象而导致阻滑。
本发明的可缩性拱架的卡揽和可缩性拱架，有效提高了卡揽的强度和刚度，明显优化了卡揽结构及卡揽的受力状况，同时还使得可缩性拱架接头出的滑移稳定性得到了大幅度提高，还避免了型钢在滑移过程中出现咬合现象，从而避免了可缩性拱架发生阻滑的现象。
以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
图1为安装了本发明卡揽的可缩性拱架结构示意图。
图2为图1中Z部分的局部放大图。
图3为图1的可缩性拱架型钢搭接段安装卡揽后的示意图。
图4为图3的B向视图。
图5为卡揽安装完成状态的结构示意图。
图6为图3的A-A刨面图。
图7为图2中Y部分的局部放大图。
具体实施方式
如图1至图4所示本发明的可缩性拱架，包括了若干段上下搭接的U型钢1，并且在两段U型钢1的搭接段通过卡揽2将两段U型钢1夹紧贴合。
如图3至图6所示，卡揽2具有可拆卸连接的上卡板21和下卡板25。上卡板21的卡持宽度与可缩性拱架中U型钢1的上开口宽度相适应，下卡板25的卡持宽度与可缩性拱架中U型钢1的截面宽度相适应。上卡板21的侧面下端设有向两侧延伸的上卡板耳部，在下卡板25的侧面上端同样设有向两侧延伸的下卡板耳部。在下卡板耳部和下卡板25的侧面上端交接处的肩部设有用于与U型钢1的耳部内圆角贴合的凸起结构27。在安装状态下，通过下卡板25肩部的凸起结构27与U型钢1的耳部内圆角贴合，能够使下卡板25和U型钢1贴合的更加稳定。同时，由于两段U型钢1搭接时贴合的部分也是在U型钢1的耳部附近，当卡揽2夹紧U型钢1时，夹紧力会直接作用于U型钢1的贴合面上，这样更利于在U型钢1发生收缩滑移时阻力的稳定增长。
在卡揽的安装状态时，通过穿过上卡板耳部和下卡板耳部的螺栓22和与螺栓22配合的螺母24来连接上卡板21和下卡板25。为了加强螺母24的紧固性，在螺母24和下卡板耳部之间还设有平垫圈23。通过螺栓22和螺母24实现了上卡板21和下卡板25的可拆卸连接。
在下卡板25的两个侧面分别间隔设有2个筋板26。所述筋板26与所述下卡板耳部和下卡板25的侧面焊接为一体结构，有利于提高下卡板25的整体强度和刚度。当U型钢1受外力滑移时能够有效避免上/下卡板相互向相反方向滑移，避免使连接上/下卡板的螺栓22受到强大的剪切力而被损坏，由此优化了螺栓22的受力情况。在卡揽的安装状态时，上卡板的上卡板耳部位于所述间隔的2个筋板之间，且筋板的顶部高于上卡板耳部的底面，这样筋板26对上卡板21也起到了限位作用，保证了在两段U型钢相互滑移时上/下卡板都不会随着U型钢而相互反方向滑移，进一步优化了螺栓22的受力状况。
当可缩性拱架受到外力后，其U型钢1的搭接处会在外力的作用下发生滑移收缩，这时U型钢1的曲率会减小，为避免在滑移收缩的过程中内侧U型钢的断面挤压外侧U型钢发生型钢咬合现象，如图7所示，将内侧U型钢的端部设置为倒角结构11，这样使得可缩性拱架在滑移过程中不会由于U型钢1发生咬合现象而导致阻滑。
Claims (4)
1.可缩性拱架，其特征为：在两段型钢(1)的搭接段的卡揽(2)将两段型钢(1)夹紧贴合，在型钢(1)的所述搭接段的端部设有防止型钢(1)在发生滑移收缩形变时两段型钢(1)相互咬合的倒角结构(11)，所述卡揽(2)具有可拆卸连接的上卡板(21)和下卡板(25)，上卡板(21)的卡持宽度与可缩性拱架中型钢(1)的上开口宽度相适应，下卡板(25)的卡持宽度与可缩性拱架中型钢(1)的截面宽度相适应，在下卡板(25)的侧面上端设有向两侧延伸的下卡板耳部，在下卡板耳部和下卡板(25)的侧面之间设有筋板(26)；在下卡板(25)的侧面上端处设有用于与型钢(1)的耳部内圆角贴合的凸起结构(27)，上卡板(21)的侧面下端设有向两侧延伸的上卡板耳部，在下卡板(25)的侧面间隔设有2个筋板(26)，在卡揽的安装状态时，上卡板(21)的上卡板耳部位于所述间隔的2个筋板(26)之间，且筋板(26)的顶部高于上卡板耳部的底面。
2.如权利要求1所述的可缩性拱架，其特征为：上卡板(21)和下卡板(25)通过螺纹紧固件实现可拆卸连接。
3.如权利要求2所述的可缩性拱架，其特征为：上卡板(21)的侧面下端设有向两侧延伸的上卡板耳部，在卡揽的安装状态时，通过穿过上卡板耳部和下卡板耳部的螺栓(22)连接上卡板(21)和下卡板(25)。
4.如权利要求3所述的可缩性拱架，其特征为：还设有与所述螺栓(22)配合的螺母(24)。
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