CN111608693B - 一种高强钢管混凝土拱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强钢管混凝土拱，属于支撑装置领域，包括钢管混凝土拱以及加固补强部件。所述加固补强部件包括立柱、固定座以及缓冲件。所述固定座内上开设有第一连接槽与第二连接槽。所述缓冲件包括底板、抵压板、液压缸以及支撑架。通过在钢管混凝土拱外部设置加固补强部件来加强其强度以及抗震能力。加固补强部件中的立柱配合主加强缆为钢管混凝土拱提供横向的拉力，而底座内的缓冲件可以缓冲外界传送到立柱以及钢管混凝土拱上的的震动。同时底座、立柱以及主加强缆的配合，使钢管混凝土拱的抗风能力增强，提高支撑的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及支撑装置领域，尤其涉及一种高强钢管混凝土拱。
背景技术
混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。在钢管混凝土的基础上，人们研发了钢管混凝土拱，其具有较强的支撑能力，可以为大尺度、大跨度的隧道、桥梁以及楼板提供支撑，保证建筑物的整体稳定性。但是现有的钢管混凝土拱由于缺少抗震结构，强度较低，在遭遇地震时不能及时分散震动，容易损坏。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种高强钢管混凝土拱，其设置的加固补强部件可以缓冲分散外界带来的震动，减轻混凝土所受的影响，提高钢管混凝土拱的强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种高强钢管混凝土拱，包括钢管混凝土拱以及加固补强部件，两个所述加固补强部件设置于所述钢管混凝土拱的两侧。所述加固补强部件包括立柱、固定座以及缓冲件。所述立柱竖直设置，所述立柱与所述钢管混凝土拱之间通过轴承转动连接，所述立柱与所述钢管混凝土拱之间连接有多个水平设置的主加强缆绳。所述固定座内上开设有第一连接槽与第二连接槽。所述钢管混凝土拱的端部以及所述立柱的底部分别插入所述第一连接槽、所述第二连接槽内。所述缓冲件包括底板、抵压板、液压缸以及支撑架，所述底板固定于所述钢管混凝土拱的端部，所述底板上开设有凹槽，所述第一连接槽的底部固定于有凸块，所述凹槽与所述凸块相适配。所述抵压板抵于所述钢管混凝土拱端部的左右两侧，所述液压缸的一端与所述抵压板连接，另一端嵌于所述第一连接槽侧壁内。所述支撑架由两个互相铰接的支撑杆构成，两个所述支撑杆之间连接有第一弹簧，两个所述支撑架分别设置于所述立柱与所述第二连接槽的左右侧壁之间。
在本发明较佳的技术方案中，所述固定座的底部设置有固定钉。
在本发明较佳的技术方案中，所述立柱的顶端与所述固定座之间连接有辅助加强缆。
在本发明较佳的技术方案中，所述加固补强装置还包括减震部件。所述减震部件包括两个连接座以及阻尼器，两个所述连接座分别固定于所述钢管混凝土拱以及所述立柱上，所述阻尼器的两端分别与两个所述连接座转动连接。
在本发明较佳的技术方案中，所述立柱内部为中空设置，多个所述主加强缆延伸至所述立柱的内部，所述主加强缆与所述立柱内壁之间通过第二弹簧连接。
在本发明较佳的技术方案中，所述第一连接槽、所述第二连接槽内填充有石英砂。
在本发明较佳的技术方案中，所述第一连接槽的底部、所述第二连接槽的底部均设置有用于限制所述钢管混凝土拱、所述立柱水平移动的限位块，所述限位块抵于所述钢管混凝土拱的底部、所述立柱的底部。
在本发明较佳的技术方案中，所述限位块与所述钢管混凝土拱、所述立柱接触的面上设置有橡胶垫。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种高强钢管混凝土拱，通过在钢管混凝土拱外部设置加固补强部件来加强其强度以及抗震能力。加固补强部件中的立柱配合主加强缆为钢管混凝土拱提供横向的拉力，而底座内的缓冲件可以缓冲外界传送到立柱以及钢管混凝土拱上的的震动。同时底座、立柱以及主加强缆的配合，使钢管混凝土拱的抗风能力增强，提高支撑的可靠性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的高强钢管混凝土拱的结构示意图；
图2是图1中I的放大视图。
图中：
1、钢管混凝土拱，2、立柱，21、主加强缆，22、辅助加强缆，23、第二弹簧，3、固定座，31、第一连接槽，32、第二连接槽，33、液压缸，34、抵压板，35、底板，36、凹槽，37、凸块，38、支撑杆，39、第一弹簧，41、限位块，42、橡胶板，43、连接座，44、阻尼器，45、固定钉。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-2所示，实施例中提供了一种高强钢管混凝土拱，包括钢管混凝土拱1以及加固补强部件，两个加固补强部件设置于钢管混凝土拱1的两侧。加固补强部件包括立柱2、固定座3以及缓冲件。立柱2竖直设置，立柱2与钢管混凝土拱1之间通过轴承转动连接，立柱2与钢管混凝土拱1之间连接有多个水平设置的主加强缆21绳。固定座3内上开设有第一连接槽31与第二连接槽32。钢管混凝土拱1的端部以及立柱2的底部分别插入第一连接槽31、第二连接槽32内。缓冲件包括底板35、抵压板34、液压缸33以及支撑架，底板35固定于钢管混凝土拱1的端部，底板35上开设有凹槽36，第一连接槽31的底部固定于有凸块37，凸块37与凹槽36相适配。抵压板34抵于钢管混凝土拱1端部的左右两侧，液压缸33的一端与抵压板34连接，另一端嵌于第一连接槽31侧壁内。支撑架由两个互相铰接的支撑杆38构成，两个支撑杆38之间连接有第一弹簧39，两个支撑架分别设置于立柱2与第二连接槽32的左右侧壁之间。
在钢管混凝土拱1两侧竖直设置的立柱2通过主加强缆21连接到钢管混凝土拱1的中部，为钢管混凝土拱1提供横向的拉力，增强钢管混凝土拱1的刚度。同时钢管混凝土拱1的端部以及立柱2均插入到底座上，底座固定于要安装的地面上，固定方式可以是利用混凝土一体成型于地面，也可以是利用连接钉板等配合进行固定连接，将底座稳固地固定在要支撑的地面上。在正常情况下，钢管混凝土拱1插入第一连接槽31内后，其底部的底板35贴合于第一连接槽31的内底壁，凸块37嵌入到凹槽36内，将钢管混凝土拱1固定住。同时位于钢管混凝土拱1端部两侧的液压缸33通过推压抵压板34将钢管混凝土拱1压住，防止其在正常使用的过程中左右摇晃。深入第二连接槽32内的立柱2，其两侧的支撑架对其提供支撑。两个支撑杆38组成一个X型结构，两个支撑杆38连接处的上下左右均设置有第一弹簧39，在正常的状态下，上下两侧的第一弹簧39处于扩展的状态，将两个支撑杆38往左右两侧推，左右两侧的第一弹簧39处于收缩的状态，拉动两个支撑杆38使其连左右两侧推动，为立柱2的两侧提供压力。使立柱2保持平稳。
在发生地震或者外部有震动传送到钢管混凝土拱1时，钢管混凝土拱1左右晃动晃动，其两侧液压缸33则可以将这部分震动缓冲掉。本实施例中凸块37采用球形块，而凹槽36相应地配置为球型槽，在震动的影响下，凸块37有可能会滑出凹槽36，但是在两侧各的液压缸33推压下，凸块37会重新滑入凹槽36进行固定。立柱2在受震动影响左右晃动时，支撑架同样为其提供支撑，被压缩一侧的支撑架提供推力回弹，使立柱2恢复初始的状态。立柱2上的主加强缆21对钢管混凝土拱1上提供支撑，减缓震动对钢管混凝土拱1的影响。而立柱2与钢管混凝土拱1之间是转动连接的关系，两侧在受到震动时，对彼此的影响较小。通过这样的设置，加强了本钢管混凝土拱1的强度，使其在抵抗震动时更加坚实可靠。
在本发明的一个实施例中，固定座3的底部设置有固定钉45。固定钉45扎入到要安装的地面上，使固定座3的安装更为稳固牢靠。
在本发明的一个实施例中，立柱2的顶端与固定座3之间连接有辅助加强缆22。辅助加强缆22将拉立柱2与固定座3之间的连接，在立柱2拉动主加强缆21时，辅助加强缆22为立柱2提供反向拉力，避免拉力不足。
在本发明的一个实施例中，加固补强装置还包括减震部件。减震部件包括两个连接座43以及阻尼器44，两个连接座43分别固定于钢管混凝土拱1以及立柱2上，阻尼器44的两端分别与两个连接座43转动连接。震动传送到钢管混凝土拱1上时，钢管混凝土拱1与立柱2有可能会发生相对位移。在两者发生相对位移时，阻尼器44产生阻尼减少两者之间之间的相对位移，提高整体刚度。
在本发明的一个实施例中，立柱2内部为中空设置，多个主加强缆21延伸至立柱2的内部，主加强缆21与立柱2内壁之间通过第二弹簧23连接。在受到震动时，主加强缆21可以通过第二弹簧23来缓冲震动，减少震动对钢管混凝土拱1的影响，并且保持对钢管混凝土拱1的持续支撑。
在本发明的一个实施例中，第一连接槽31、第二连接槽32内填充有石英砂。填充了石英砂后，在震动时，钢管混凝土拱1以及立柱2挤压第一连接槽31、第二连接槽32内的石英砂，由于石英砂具有流动性，在被挤压时压缩起来，为钢管混凝土拱1以及立柱2提供一定的活动空间以及缓冲的空间。
在本发明的一个实施例中，第一连接槽31的底部、第二连接槽32的底部均设置有用于限制钢管混凝土拱1、立柱2水平移动的限位块41，限位块41抵于钢管混凝土拱1的底部、立柱2的底部。限位块41阻挡钢管混凝土拱1以及立柱2进行水平方向的移动，增强其刚度，使其在遭受外部传来的震动时更加稳固。在震动达到一定的程度将限位块41震碎之后，前面所提到的加固补强部件才会发生缓震固定的作用。
在本发明的一个实施例中，限位块41与钢管混凝土拱1、立柱2接触的面上设置有橡胶垫42。橡胶垫42具有较强的压缩能力，在发生震动时，可以吸收部分震动，减少传到钢管混凝土拱1以及立柱2上的震动。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：包括钢管混凝土拱（1）以及加固补强部件，两个所述加固补强部件设置于所述钢管混凝土拱（1）的两侧；
所述加固补强部件包括立柱（2）、固定座（3）以及缓冲件；
所述立柱（2）竖直设置，所述立柱（2）与所述钢管混凝土拱（1）之间通过轴承转动连接，所述立柱（2）与所述钢管混凝土拱（1）之间连接有多个水平设置的主加强缆（21）；
所述固定座（3）内上开设有第一连接槽（31）与第二连接槽（32）；
所述钢管混凝土拱（1）的端部以及所述立柱（2）的底部分别插入所述第一连接槽（31）、所述第二连接槽（32）内；
所述缓冲件包括底板（35）、抵压板（34）、液压缸（33）以及支撑架，
所述底板（35）固定于所述钢管混凝土拱（1）的端部，所述底板（35）上开设有凹槽（36），所述第一连接槽（31）的底部固定有凸块（37），所述凹槽（36）与所述凸块（37）相适配；
所述抵压板（34）抵于所述钢管混凝土拱（1）端部的左右两侧，所述液压缸（33）的一端与所述抵压板（34）连接，另一端嵌于所述第一连接槽（31）侧壁内；
所述支撑架由两个互相铰接的支撑杆（38）构成，两个所述支撑杆（38）之间连接有第一弹簧（39），两个所述支撑架分别设置于所述立柱（2）与所述第二连接槽（32）的左右侧壁之间；
所述加固补强部件还包括减震部件；
所述减震部件包括两个连接座（43）以及阻尼器（44），两个所述连接座（43）分别固定于所述钢管混凝土拱（1）以及所述立柱（2）上，所述阻尼器（44）的两端分别与两个所述连接座（43）转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：
所述固定座（3）的底部设置有固定钉（45）。
3.根据权利要求1所述的一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：
所述立柱（2）的顶端与所述固定座（3）之间连接有辅助加强缆（22）。
4.根据权利要求1所述的一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：
所述立柱（2）内部为中空设置，多个所述主加强缆（21）延伸至所述立柱（2）的内部，所述主加强缆（21）与所述立柱（2）内壁之间通过第二弹簧（23）连接。
5.根据权利要求1所述的一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：
所述第一连接槽（31）、所述第二连接槽（32）内填充有石英砂。
6.根据权利要求1所述的一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：
所述第一连接槽（31）的底部、所述第二连接槽（32）的底部均设置有用于限制所述钢管混凝土拱（1）、所述立柱（2）水平移动的限位块（41），所述限位块（41）抵于所述钢管混凝土拱（1）的底部、所述立柱（2）的底部。
7.根据权利要求6所述的一种高强钢管混凝土拱，其特征在于：
所述限位块（41）与所述钢管混凝土拱（1）、所述立柱（2）接触的面上设置有橡胶垫（42）。
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