CN112832825B - 装配式中空夹层钢管混凝土拱架及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架及其施工方法，涉及钢管混凝土拱架连接技术领域，拱架包括中间弧形体和两个直拱腿，中间弧形体包括多个同轴并沿轴线方向依次设置的预制式弧形段，相邻的预制式弧形段之间通过第一锚固区外钢管和第一锚固区内钢管套接连接，且第一锚固区内钢管和第一锚固区外钢管之间形成有第一环形注浆通道，设置于中间弧形体两端的预制式弧形段均通过第二锚固区外钢管和第二锚固区内钢管与直拱腿套接连接，且第二锚固区外钢管和第二锚固区内钢管之间形成有第二环形注浆通道。该拱架能够简化钢管混凝土拱架的井下施工工艺，减小注浆工作量，保证钢管注浆饱满。

Description

装配式中空夹层钢管混凝土拱架及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢管混凝土拱架连接技术领域，特别是涉及一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架及其施工方法。

背景技术

随着我国浅部资源的减少，煤矿开采的深度逐渐增加，传统的砌碹支护、型钢支护以及锚网喷支护等已不能满足深层高地应力复杂岩体的支护要求，钢管混凝土拱架充分发挥了钢材与混凝土两种材料的优势，具有高强高刚等特性，在深部岩体巷道支护中得到广泛应用，并取得了良好的支护效果。

钢管混凝土拱架虽然在深部软岩巷道围岩稳定控制中具有显著优势，但其施工复杂，需要在井下拼装后进行整体注浆作业，井下注浆作业量较大，同时难以保证钢管内注浆饱满，易出现空鼓，使拱架受力后在空鼓位置出现局部应力集中，过早的产生破坏。因此，如何简化钢管混凝土拱架的井下施工工艺，减小注浆工作量，保证钢管注浆饱满成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架及施工方法，以简化钢管混凝土拱架的井下施工工艺，减少注浆工作量，保证钢管注浆饱满。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架，包括：中间弧形体，所述中间弧形体包括多个同轴并沿轴线方向依次设置的预制式弧形段，各所述预制式弧形段均包括第一内钢管和第一外钢管，所述第一内钢管和所述第一外钢管之间形成有第一环形夹层，所述第一环形夹层填充有第一夹层混凝土，任意相邻的两个所述预制式弧形段二者相对的两端二者之一的所述第一外钢管延伸形成第一锚固区外钢管、另一者的所述第一内钢管延伸形成第一锚固区内钢管，所述第一锚固区内钢管套设于所述第一锚固区外钢管内部，且所述第一锚固区内钢管和所述第一锚固区外钢管之间形成有第一环形注浆通道，所述第一锚固区外钢管的侧壁上设置有与其内部相连通的第一注浆口和第一出浆口；两个预制式直拱腿，所述预制式直拱腿包括同轴并内外嵌套设置的第二内钢管和第二外钢管，所述第二内钢管和所述第二外钢管之间形成有第二环形夹层，所述第二环形夹层填充有第二夹层混凝土，所述预制式直拱腿与所述中间弧形体二者同轴设置，且所述中间弧形体设置于两个所述预制式直拱腿之间，两个所述预制式直拱腿分别与设置于所述中间弧形体两端的两个所述预制式弧形段相对，且所述预制式直拱腿与其所对应的所述预制式弧形段二者相对的两端中，所述预制式直拱腿的所述第二内钢管延伸形成第二锚固区内钢管，所述预制式弧形段的所述第一外钢管沿截面形心垂直延伸形成第二锚固区外钢管，或者所述预制式直拱腿的所述第二外钢管延伸形成所述第二锚固区外钢管，所述预制式弧形段的所述第一内钢管沿截面形心垂直延伸形成所述第二锚固区内钢管，所述第二锚固区内钢管套设于所述第二锚固区外钢管内，且所述第二锚固区外钢管和所述第二锚固区内钢管之间形成有第二环形注浆通道，所述第二锚固区外钢管的侧壁上设置有与其内部相连通的第二注浆口和第二出浆口。

优选地，装配式中空夹层钢管混凝土拱架还包括两个直定位套管和多个弧形定位套管，任意相邻两个所述预制式弧形段之间均设置一所述弧形定位套管，所述弧形定位套管设置于所述第一锚固区外钢管内，且该所述第一锚固区外钢管对应的所述第一内钢管和所述第一锚固区内钢管分别自该所述弧形定位套管的两端嵌套于该所述弧形定位套管的内部；两个所述直定位套管与两个所述第二锚固区外钢管一一对应，一个所述直定位套管同轴嵌套于一个所述第二锚固区外钢管内部、且该所述第二锚固区外钢管对应的所述第二内钢管和所述第二锚固区内钢管分别自该所述直定位套管的两端嵌套于该所述直定位套管的内部。

优选地，所述弧形定位套管包括弧形套管和第一定位圆盘，所述第一定位圆盘套设于所述弧形套管的外侧壁上，且所述第一定位圆盘与所述弧形套管的外侧壁固定连接，所述第一内钢管和所述第一锚固区内钢管分别自所述弧形套管的两端嵌套于所述弧形套管的内部；所述直定位套管包括直套管和第二定位圆盘，所述第二定位圆盘套设于所述直套管的外侧壁上，且所述第二定位圆盘与所述直套管的外侧壁固定连接，所述第二内钢管和所述第二锚固区内钢管分别自所述直套管的两端嵌套于所述直套管的内部。

优选地，所述弧形定位套管还包括多个第一加劲肋，多个所述第一加劲肋对称设置于所述第一定位圆盘的两端，且设置于所述第一定位圆盘各端的所述第一加劲肋均沿所述第一定位圆盘的周向均匀设置，各所述第一加劲肋与所述第一定位圆盘和所述弧形套管均固定连接；所述直定位套管还包括多个第二加劲肋，多个所述第二加劲肋对称设置于所述第二定位圆盘的两端，且设置于所述第二定位圆盘各端的所述第二加劲肋均沿所述第二定位圆盘的周向均匀设置，各所述第二加劲肋与所述第二定位圆盘和所述直套管均固定连接。

优选地，所述弧形定位套管还包括多个第一注浆观察孔，多个所述第一注浆观察孔沿所述第一定位圆盘的周向均匀设置，且各所述第一注浆观察孔均贯穿所述第一定位圆盘的两端；所述直定位套管还包括多个第二注浆观察孔，多个所述第二注浆观察孔沿所述第二定位圆盘的周向均匀设置，且各所述第二注浆观察孔均贯穿所述第二定位圆盘的两端。

优选地，装配式中空夹层钢管混凝土拱架还包括多个第一内环形抗剪键、多个第一外环形抗剪键、多个第二内环形抗剪键和多个第二外环形抗剪键，多个所述第一内环形抗剪键沿所述第一锚固区外钢管的轴线方向设置，各所述第一内环形抗剪键均沿所述第一锚固区外钢管的内侧壁周向设置，且各所述第一内环形抗剪键均与所述第一锚固区外钢管的内侧壁固定连接，多个所述第一外环形抗剪键设置于所述第一锚固区内钢管裸露于所述弧形套管外部的部分，多个所述第一外环形抗剪键沿所述第一锚固区内钢管的轴线方向设置，各所述第一外环形抗剪键均沿所述第一锚固区内钢管的外侧壁周向设置，且各所述第一外环形抗剪键均与所述第一锚固区内钢管的外侧壁固定连接；多个所述第二内环形抗剪键沿所述第二锚固区外钢管的轴线方向设置，各所述第二内环形抗剪键均沿所述第二锚固区外钢管的内侧壁周向设置，且各所述第二内环形抗剪键均与所述第二锚固区外钢管的内侧壁固定连接，多个所述第二外环形抗剪键设置于所述第二锚固区内钢管裸露于所述直套管外部的部分，多个所述第二外环形抗剪键沿所述第二锚固区内钢管的轴线方向设置，各所述第二外环形抗剪键均沿所述第二锚固区内钢管的外侧壁周向设置，且各所述第二外环形抗剪键均与所述第二锚固区内钢管的外侧壁固定连接。

优选地，所述预制式弧形段的数量为两个。

本发明还提供一种所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架的施工方法，包括以下步骤：步骤一，工厂预制所述预制式直拱腿和所述预制式弧形段；步骤二，现场拼装所述预制式直拱腿和所述预制式弧形段；步骤三，通过所述第一注浆口和第二注浆口分别向所述第一环形注浆通道和所述第二环形注浆通道注浆。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

现有钢管混凝土拱架现场拼装完成后采用现场整体注浆的方法，本发明提供的装配式中空夹层钢管混凝土拱架及施工方法采用工厂预制预制式直拱腿和预制式弧形段，井下对预制好的预制式直拱腿和预制式弧形段进行拼装的方法，有效简化了井下施工工艺，同时预制式直拱腿和预制式弧形段在预制过程中填充混凝土，井下施工时，只需要对预制式直拱腿与预制式弧形段的连接位置以及相邻预制式弧形段的连接位置进行注浆，如此有效减少注浆工作量，且能够保证拱架各部件灌浆密实，保证了钢管内注浆饱满，有效避免了空鼓现象发生。另外，预制式直拱腿和预制式弧形段均由内钢管和外钢管同轴嵌套而成，仅在内钢管和外钢管之间填充混凝土，内钢管内部中空，与现有钢管混凝土拱架由一层钢管制成，在钢管内部完全填充混凝土相比，拱架质量大大降低，提高了运输及现场拼装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的装配式中空夹层钢管混凝土拱架整体结构剖面示意图；

图2为本发明实施例中提供的中间弧形体的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的预制式直拱腿轴测剖面示意图；

图4为本发明实施例中提供的直定位套管结构示意图；

图5为本发明实施例中提供的弧形定位套管结构示意图；

图6为本发明实施例中提供的装配式中空夹层钢管混凝土拱架施工方法示意图；

图7为本发明实施例中提供的装配式中空夹层钢管混凝土拱架第一角度示意图；

图8为本发明实施例中提供的装配式中空夹层钢管混凝土拱架第二角度示意图。

附图标记说明：1、预制式直拱腿；101、第二外钢管；102、第二内钢管；103、第二锚固区外钢管；104、第二内环形抗剪键；105、第二环形夹层；106、第二注浆口；107、第二出浆口；2、预制式弧形段；201、第一外钢管；202、第一内钢管；203、第一环形夹层；204、第二锚固区内钢管；205、第二外环形抗剪键；206、第一锚固区外钢管；207、第一内环形抗剪键；208、第一外环形抗剪键；209、第一注浆口；210、第一出浆口；211、第一锚固区内钢管；3、直定位套管；301、直套管；302、第二加劲肋；303、第二定位圆盘；304、第二注浆观察孔；4、弧形定位套管；401、弧形套管；402、第一加劲肋；403、第一定位圆盘；404、第一注浆观察孔。

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。

本发明的目的是提供一种能够简化钢管混凝土拱架的井下施工工艺，减少注浆工作量，保证钢管注浆饱满的装配式中空夹层钢管混凝土拱架。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1-图8所示，本实施例提供一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架，包括：中间弧形体，中间弧形体包括多个同轴并沿轴线方向依次设置的预制式弧形段2，各预制式弧形段2均包括第一内钢管202和第一外钢管201，第一内钢管202和第一外钢管201之间形成有第一环形夹层203，第一环形夹层203填充有第一夹层混凝土，任意相邻的两个预制式弧形段2二者相对的两端二者之一的第一外钢管201延伸形成第一锚固区外钢管206、另一者的第一内钢管202延伸形成第一锚固区内钢管211，第一锚固区内钢管211套设于第一锚固区外钢管206内部，且第一锚固区内钢管211和第一锚固区外钢管206之间形成有第一环形注浆通道，第一锚固区外钢管206的侧壁上设置有与其内部相连通的第一注浆口209和第一出浆口210；两个预制式直拱腿1，预制式直拱腿1包括同轴并内外嵌套设置的第二内钢管102和第二外钢管101，第二内钢管102和第二外钢管101之间形成有第二环形夹层105，第二环形夹层105填充有第二夹层混凝土，预制式直拱腿1与中间弧形体二者同轴设置，且中间弧形体设置于两个预制式直拱腿1之间，两个预制式直拱腿1分别与设置于中间弧形体两端的两个预制式弧形段2相对，且预制式直拱腿1与其所对应的预制式弧形段2二者相对的两端中，所述预制式直拱腿1的第二内钢管102延伸形成第二锚固区内钢管204，预制式弧形段2的第一外钢管201沿其截面形心垂直延伸形成第二锚固区外钢管103，或者预制式直拱腿1的第二外钢管101延伸形成第二锚固区外钢管103，预制式弧形段2的第一内钢管202沿其截面形心垂直延伸形成第二锚固区内钢管204，第二锚固区内钢管204套设于第二锚固区外钢管103内，且第二锚固区外钢管103和第二锚固区内钢管204之间形成有第二环形注浆通道，第二锚固区外钢管103的侧壁上设置有与其内部相连通的第二注浆口106和第二出浆口107。该装配式中空夹层钢管混凝土拱架能够简化钢管混凝土拱架的井下施工工艺，减少注浆工作量，保证钢管注浆饱满。

于本实施例中，具体地，装配式中空夹层钢管混凝土拱架的形状为倒U形结构。需要说明的是装配式中空夹层钢管混凝土拱架的形状并不仅限于上述形状，根据实际需要进行选择即可，例如可选为直腿半圆形、圆形、马蹄形、椭圆形、三心拱形等。

于本实施例中，具体地，第一内钢管202、第一外钢管201、第二内钢管102、第二外钢管101均为圆钢管。具体使用过程中，第一内钢管202、第一外钢管201、第二内钢管102、第二外钢管101的截面形状不做限制，例如，第一内钢管202为圆钢管、第一外钢管201为方钢管，第二内钢管102为圆钢管、第二外钢管101为方钢管，根据实际需要进行选择即可。

于本实施例中，为了确保注浆密实，第一出浆口210和第一注浆口209沿第一锚固区外钢管206的轴线方向上下设置(注浆口的水平位置低于出浆口的水平位置)。

于本实施例中，为了实现各部件间的精确组装，装配式中空夹层钢管混凝土拱架还包括两个直定位套管3和多个弧形定位套管4，任意相邻两个预制式弧形段2之间均设置一弧形定位套管4，弧形定位套管4设置于第一锚固区外钢管206内，且该第一锚固区外钢管206对应的第一内钢管202和第一锚固区内钢管211分别自该弧形定位套管4的两端嵌套于该弧形定位套管4的内部；两个直定位套管3与两个第二锚固区外钢管103一一对应，一个直定位套管3同轴嵌套于一个第二锚固区外钢管103内部、且该第二锚固区外钢管103对应的第二内钢管102和第二锚固区内钢管204分别自该直定位套管3的两端嵌套于该直定位套管3的内部。

于本实施例中，如图4-图5所示，弧形定位套管4包括弧形套管401和第一定位圆盘403，第一定位圆盘403套设于弧形套管401的外侧壁上，且第一定位圆盘403与弧形套管401的外侧壁固定连接，第一内钢管202和第一锚固区内钢管211分别自弧形套管401的两端嵌套于弧形套管401的内部；直定位套管3包括直套管301和第二定位圆盘303，第二定位圆盘303套设于直套管301的外侧壁上，且第二定位圆盘303与直套管301的外侧壁固定连接，第二内钢管102和第二锚固区内钢管204分别自直套管301的两端嵌套于直套管301的内部。

于本实施例中，为了使第一定位圆盘403与弧形套管401连接牢固，如图4-图5所示，弧形定位套管4还包括多个第一加劲肋402，多个第一加劲肋402对称设置于第一定位圆盘403的两端，且设置于第一定位圆盘403各端的第一加劲肋402均沿第一定位圆盘403的周向均匀设置，各第一加劲肋402与第一定位圆盘403和弧形套管401均固定连接；为了使第二定位圆盘303与直套管301连接牢固，直定位套管3还包括多个第二加劲肋302，多个第二加劲肋302对称设置于第二定位圆盘303的两端，且设置于第二定位圆盘303各端的第二加劲肋302均沿第二定位圆盘303的周向均匀设置，各第二加劲肋302与第二定位圆盘303和直套管301均固定连接。本实施例中具体地，第一定位圆盘403的两端各设置四个第一加劲肋402，第二定位圆盘303的两端各设置四个第二加劲肋302。

于本实施例中，如图4-图5所示，弧形定位套管4还包括多个第一注浆观察孔404，多个第一注浆观察孔404沿第一定位圆盘403的周向均匀设置，且各第一注浆观察孔404均贯穿第一定位圆盘403的两端；直定位套管3还包括多个第二注浆观察孔304，多个第二注浆观察孔304沿第二定位圆盘303的周向均匀设置，且各第二注浆观察孔304均贯穿第二定位圆盘303的两端。在工厂预制拱架预制式弧形段2时，弧形定位套管4预先放置在预制式弧形段2的第一锚固区外钢管206内相应位置(第一定位圆盘403的一端与第一夹层混凝土的一端相重合)，通过第一注浆观察孔404观察第一夹层混凝土的填充情况。另外，本实施例中具体地，预制式直拱腿1的第二外钢管101延伸形成第二锚固区外钢管103，对应地，在工厂预制预制式直拱腿1时，将直定位套管3预先放置在预制式直拱腿1的第二锚固区外钢管103内相应位置(第二定位圆盘303一端与第二夹层混凝土的一端相重合)，通过第二注浆观察孔304观察第二夹层混凝土的填充情况。

于本实施例中，装配式中空夹层钢管混凝土拱架还包括多个第一内环形抗剪键207、多个第一外环形抗剪键208、多个第二内环形抗剪键104和多个第二外环形抗剪键205，多个第一内环形抗剪键207沿第一锚固区外钢管206的轴线方向设置，各第一内环形抗剪键207均沿第一锚固区外钢管206的内侧壁周向设置，且各第一内环形抗剪键207均与第一锚固区外钢管206的内侧壁固定连接，多个第一外环形抗剪键208设置于第一锚固区内钢管211裸露于弧形套管401外部的部分，多个第一外环形抗剪键208沿第一锚固区内钢管211的轴线方向设置，各第一外环形抗剪键208均沿第一锚固区内钢管211的外侧壁周向设置，且各第一外环形抗剪键208均与第一锚固区内钢管211的外侧壁固定连接；多个第二内环形抗剪键104沿第二锚固区外钢管103的轴线方向设置，各第二内环形抗剪键104均沿第二锚固区外钢管103的内侧壁周向设置，且各第二内环形抗剪键104均与第二锚固区外钢管103的内侧壁固定连接，多个第二外环形抗剪键205设置于第二锚固区内钢管204裸露于直套管301外部的部分，多个第二外环形抗剪键205沿第二锚固区内钢管204的轴线方向设置，各第二外环形抗剪键205均沿第二锚固区内钢管204的外侧壁周向设置，且各第二外环形抗剪键205均与第二锚固区内钢管204的外侧壁固定连接。第一内环形抗剪键207用于增强第一锚固区外钢管206与浆料间的粘结强度，第一外环形抗剪键208用于增强第一锚固区内钢管211与浆料间的粘结强度，第二内环形抗剪键104用于增强第二锚固区外钢管103与浆料间的粘结强度，第二外环形抗剪键205用于增强第二锚固区内钢管204与浆料间的粘结强度。

于本实施例中，具体地，预制式弧形段2的数量为两个。需要说明的是预制式弧形段2的数量并不仅限于两个，根据实际需要进行设置即可。

如图6所示，本实施例提供的一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一，工厂预制预制式直拱腿1和预制式弧形段2，在预制预制式直拱腿1和预制式弧形段2时将直定位套管3和弧形定位套管4分别预先放置于第一锚固区外钢管206和第二锚固区外钢管103的合适位置，通过弧形定位套管4对第一内钢管202在第一外钢管201内的位置进行定位，通过第一注浆观察孔404观察第一夹层混凝土的填充情况，第一注浆观察孔404开始流浆时停止注浆，通过直定位套管3对第二内钢管102在第二外钢管101内的位置进行定位，通过第二注浆观察孔304观察第二夹层混凝土的填充情况，第二注浆观察孔304开始流浆时停止注浆；

步骤二，现场拼装预制式直拱腿1和预制式弧形段2，以中间弧形体包括两个预制式弧形段2为例，且该预制式弧形段2的第一内钢管202沿截面形心垂直延伸形成第二锚固区内钢管204，预制式直拱腿1的第二外钢管101延伸形成第二锚固区外钢管103，首先，固定其中一个预制式直拱腿1，然后将靠近该预制式直拱腿1的预制式弧形段2的第二锚固区内钢管204嵌入该预制式直拱腿1的第二锚固区外钢管103内，使第二锚固区内钢管204端部嵌入在直定位套管3的直套管301内，且其端面与第二内钢管102顶面重合，形成第二锚固区，其次，固定另外一个预制式直拱腿1，将两个预制式弧形段2的第一锚固区内钢管211和第一锚固区外钢管206拼装在一起，使第一锚固区内钢管211端部嵌入在弧形定位套管4的弧形套管401内，且其端面与第一内钢管202顶部端面重合，形成第一锚固区，另外，在拼装两个预制式弧形段2的同时，将靠近另一个预制式直拱腿1的预制式弧形段2的第二锚固区内钢管204嵌入在另一个预制式直拱腿1的第二锚固区外钢管103内，使第二锚固区内钢管204的端部嵌入在直定位套管3的直套管301内，且其端面与第二内钢管102顶面重合，形成另一个第二锚固区；

步骤三，通过第一注浆口106和第二注浆口209分别向第一环形注浆通道和第二环形注浆通道注入浆料，完成第一锚固区以及两个第二锚固区的注浆作业，通过第一注浆口209对第一锚固区进行注浆，第一出浆口210流出浆液后停止注浆并封堵第一注浆口209，通过第二注浆口106对两个第二锚固区进行注浆，第二出浆口107流出浆液后停止注浆并封堵第二出浆口107。

需要说明的是，步骤二中具体按照何种步骤拼装预制式直拱腿1和预制式弧形段2根据实际情况进行选择即可，并不限于上述拼装方式；步骤三中，第一锚固区以及两个第二锚固区的注浆顺序也根据实际需要进行选择即可。

现有钢管混凝土拱架现场拼装完成后采用现场整体注浆的方法，本发明提供的装配式中空夹层钢管混凝土拱架及其施工方法采用工厂预制，现场拼装后进行局部注浆的方法，工厂预制两个预制式直拱腿1和两个预制式弧形段2，并填充夹层混凝土，能够保证拱架各部件灌浆密实，预制式直拱腿1和预制式弧形段的第二内钢管102和第一内钢管202内部中空，能够有效降低拱架各部件质量，提高运输及现场拼装效率，直定位套管3和弧形定位套管4能够有效约束相邻部件的内钢管，并实现各部件间的精确组装，仅对第一锚固区以及两个第二锚固区进行注浆，通过多个出浆口能够保证注浆质量，且锚固区内的环形抗剪键可有效增强两个相连部件的连接强度。

在本发明的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，包括：

中间弧形体，所述中间弧形体包括多个同轴并沿轴线方向依次设置的预制式弧形段，各所述预制式弧形段均包括第一内钢管和第一外钢管，所述第一内钢管和所述第一外钢管之间形成有第一环形夹层，所述第一环形夹层填充有第一夹层混凝土，任意相邻的两个所述预制式弧形段二者相对的两端二者之一的所述第一外钢管延伸形成第一锚固区外钢管、另一者的所述第一内钢管延伸形成第一锚固区内钢管，所述第一锚固区内钢管套设于所述第一锚固区外钢管内部，且所述第一锚固区内钢管和所述第一锚固区外钢管之间形成有第一环形注浆通道，所述第一锚固区外钢管的侧壁上设置有与其内部相连通的第一注浆口和第一出浆口；

两个预制式直拱腿，所述预制式直拱腿包括同轴并内外嵌套设置的第二内钢管和第二外钢管，所述第二内钢管和所述第二外钢管之间形成有第二环形夹层，所述第二环形夹层填充有第二夹层混凝土，所述预制式直拱腿与所述中间弧形体二者同轴设置，且所述中间弧形体设置于两个所述预制式直拱腿之间，两个所述预制式直拱腿分别与设置于所述中间弧形体两端的两个所述预制式弧形段相对，且所述预制式直拱腿与其所对应的所述预制式弧形段二者相对的两端中，所述预制式直拱腿的所述第二内钢管延伸形成第二锚固区内钢管，所述预制式弧形段的所述第一外钢管沿其截面形心垂直延伸形成第二锚固区外钢管，或者所述预制式直拱腿的所述第二外钢管延伸形成所述第二锚固区外钢管，所述预制式弧形段的所述第一内钢管沿其截面形心垂直延伸形成所述第二锚固区内钢管，所述第二锚固区内钢管套设于所述第二锚固区外钢管内，且所述第二锚固区外钢管和所述第二锚固区内钢管之间形成有第二环形注浆通道，所述第二锚固区外钢管的侧壁上设置有与其内部相连通的第二注浆口和第二出浆口。

2.根据权利要求1所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，还包括两个直定位套管和多个弧形定位套管，任意相邻两个所述预制式弧形段之间均设置一所述弧形定位套管，所述弧形定位套管设置于所述第一锚固区外钢管内，且该所述第一锚固区外钢管对应的所述第一内钢管和所述第一锚固区内钢管分别自该所述弧形定位套管的两端嵌套于该所述弧形定位套管的内部；两个所述直定位套管与两个所述第二锚固区外钢管一一对应，一个所述直定位套管同轴嵌套于一个所述第二锚固区外钢管内部、且该所述第二锚固区外钢管对应的所述第二内钢管和所述第二锚固区内钢管分别自该所述直定位套管的两端嵌套于该所述直定位套管的内部。

3.根据权利要求2所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，所述弧形定位套管包括弧形套管和第一定位圆盘，所述第一定位圆盘套设于所述弧形套管的外侧壁上，且所述第一定位圆盘与所述弧形套管的外侧壁固定连接，所述第一内钢管和所述第一锚固区内钢管分别自所述弧形套管的两端嵌套于所述弧形套管的内部；所述直定位套管包括直套管和第二定位圆盘，所述第二定位圆盘套设于所述直套管的外侧壁上，且所述第二定位圆盘与所述直套管的外侧壁固定连接，所述第二内钢管和所述第二锚固区内钢管分别自所述直套管的两端嵌套于所述直套管的内部。

4.根据权利要求3所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，所述弧形定位套管还包括多个第一加劲肋，多个所述第一加劲肋对称设置于所述第一定位圆盘的两端，且设置于所述第一定位圆盘各端的所述第一加劲肋均沿所述第一定位圆盘的周向均匀设置，各所述第一加劲肋与所述第一定位圆盘和所述弧形套管均固定连接；所述直定位套管还包括多个第二加劲肋，多个所述第二加劲肋对称设置于所述第二定位圆盘的两端，且设置于所述第二定位圆盘各端的所述第二加劲肋均沿所述第二定位圆盘的周向均匀设置，各所述第二加劲肋与所述第二定位圆盘和所述直套管均固定连接。

5.根据权利要求3所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，所述弧形定位套管还包括多个第一注浆观察孔，多个所述第一注浆观察孔沿所述第一定位圆盘的周向均匀设置，且各所述第一注浆观察孔均贯穿所述第一定位圆盘的两端；所述直定位套管还包括多个第二注浆观察孔，多个所述第二注浆观察孔沿所述第二定位圆盘的周向均匀设置，且各所述第二注浆观察孔均贯穿所述第二定位圆盘的两端。

6.根据权利要求3所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，还包括多个第一内环形抗剪键、多个第一外环形抗剪键、多个第二内环形抗剪键和多个第二外环形抗剪键，多个所述第一内环形抗剪键沿所述第一锚固区外钢管的轴线方向设置，各所述第一内环形抗剪键均沿所述第一锚固区外钢管的内侧壁周向设置，且各所述第一内环形抗剪键均与所述第一锚固区外钢管的内侧壁固定连接，多个所述第一外环形抗剪键设置于所述第一锚固区内钢管裸露于所述弧形套管外部的部分，多个所述第一外环形抗剪键沿所述第一锚固区内钢管的轴线方向设置，各所述第一外环形抗剪键均沿所述第一锚固区内钢管的外侧壁周向设置，且各所述第一外环形抗剪键均与所述第一锚固区内钢管的外侧壁固定连接；多个所述第二内环形抗剪键沿所述第二锚固区外钢管的轴线方向设置，各所述第二内环形抗剪键均沿所述第二锚固区外钢管的内侧壁周向设置，且各所述第二内环形抗剪键均与所述第二锚固区外钢管的内侧壁固定连接，多个所述第二外环形抗剪键设置于所述第二锚固区内钢管裸露于所述直套管外部的部分，多个所述第二外环形抗剪键沿所述第二锚固区内钢管的轴线方向设置，各所述第二外环形抗剪键均沿所述第二锚固区内钢管的外侧壁周向设置，且各所述第二外环形抗剪键均与所述第二锚固区内钢管的外侧壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架，其特征在于，所述预制式弧形段的数量为两个。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的装配式中空夹层钢管混凝土拱架的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，工厂预制所述预制式直拱腿和所述预制式弧形段；

步骤二，现场拼装所述预制式直拱腿和所述预制式弧形段；

步骤三，通过所述第一注浆口和第二注浆口分别向所述第一环形注浆通道和所述第二环形注浆通道注浆。

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