CN211777492U - 适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置 - Google Patents
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Abstract
一种适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，钢拱架分为n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来，所述的合叶式链铰包括位于端部的一根链铰轴以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板，所述的两块连接钢板还分别固定在相邻的两段钢拱的端面；其中一块连接钢板上开有螺栓孔位，另一块连接钢板上设有拧固螺栓，所述拧固螺栓与螺栓孔位配合实现固定支护。本实用新型装配效率较高和安全性较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下工程施工领域，尤其是涉及一种适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置。
背景技术
在不良围岩中掘进隧道，钢拱架是必不可少的支护构件之一，特别是型钢钢架如安装合理、及时，就能立即发挥其支护效果，这对于保障施工安全与控制地层变形都至关重要，这是其他支护构件不可比拟的。常规方法下，每一轮隧道开挖完毕后，一般都需要工人在靠近开挖面的情况下完成钢拱的定位，随后安装拱桥并固定拱脚。这种架设方法将钢拱架分为若干段，由人工分段架设安装，然后用螺栓连接，施工安全性差、速度慢，占用作业循环时间比较长，且架设质量也存在问题。
也有采用螺栓连接的半自动安装方法，这种方法虽然一定程度上改善了现状，但拧螺栓效率并不是太高，具有一定的危险性，且不易于拆卸与检测。
发明内容
为了克服已有钢拱架的装配效率较低和安全性较低的不足,本实用新型提供了一种装配效率较高和安全性较高的适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，所述钢拱架分为n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，其特征在于，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来，所述的合叶式链铰包括位于端部的一根链铰轴以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板，所述的两块连接钢板还分别固定在相邻的两段钢拱的端面；其中一块连接钢板上开有螺栓孔位，另一块连接钢板上设有拧固螺栓，所述拧固螺栓与螺栓孔位配合实现固定支护。
进一步，所述拧固螺栓包括螺母、螺栓头部和螺杆，所述螺杆与所述螺栓头部连接，所述螺杆同时与所述螺母的螺纹孔配合，所述螺母和螺栓头部的截面与所述螺栓孔位的截面匹配。螺母均可以穿过所述螺栓孔位。
再进一步，所述螺母的厚度与所述螺栓孔位的深度一致，所述螺栓头部紧固在螺栓孔位所在的连接钢板上。
优选的，所述拧固螺栓与螺栓孔位为至少两组以上。
本方案中，钢拱架到位展开时，通过与所述两块连接钢板上的拧固螺栓结构固定相邻两段钢拱，实现钢拱架的固定支护。
所述合叶式链铰的链铰轴位于钢拱架的内侧，并满足链铰轴垂直于隧道开挖面。这样，当钢拱架在开挖面横向展开时，采用预留核心土开挖方法时，核心土会妨碍钢拱架的展开，因此本实用新型涉及的钢拱架特别适合一般隧道。
本实用新型的有益效果主要表现在：1)钢拱架加工完毕后可整体折叠，方便运输；2)安装时采用机械安装为主，人工辅助定位连接；3)一榀钢拱架可一次安装，施工效率高、速度快、成本低。
附图说明
图1为适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置的结构示意图；
图2为合页式链铰及单侧拧固螺栓示意图；
图3为相邻钢拱的连接处的合页式链铰及两侧拧固螺栓示意图；
图4为相邻钢拱的连接处的合页式链铰及拧固螺栓拧固后的示意图；
图5为拧固螺栓内部结构示意图；
图中，1-钢拱，2-链铰，3-链铰轴，4-连接钢板，5-螺栓孔位，6-拧固螺栓，7-螺杆，8-螺栓头部，9-螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图5，一种适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，所述钢拱架分为n段钢拱1，其中，n为不小于2的正整数，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰2连接起来，所述的合叶式链铰2包括位于端部的一根链铰轴3以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板4，所述的两块连接钢板3还分别固定在相邻的两段钢拱的端面；其中一块连接钢板上开有螺栓孔位5，另一块连接钢板上设有拧固螺栓6，所述拧固螺栓6与螺栓孔位5配合实现固定支护。
进一步，所述拧固螺栓5包括螺母9、螺栓头部8和螺杆7，所述螺杆7与所述螺栓头部8连接，所述螺杆7同时与所述螺母9的螺纹孔配合，所述螺母9和螺栓头部8的截面与所述螺栓孔位5的截面匹配。螺母9可以穿过所述螺栓孔位。
再进一步，所述螺母9的厚度与所述螺栓孔位5的深度一致，所述螺栓头部8紧固在螺栓孔位所在的连接钢板上。
优选的，所述拧固螺栓6与螺栓孔位5为至少两组以上。
本方案中，钢拱架到位展开时，通过与所述两块连接钢板上的拧固螺栓结构固定相邻两段钢拱，实现钢拱架的固定支护。
所述合叶式链铰2的链铰轴位于钢拱架的内侧，并满足链铰轴垂直于隧道开挖面。这样，当钢拱架在开挖面横向展开时，采用预留核心土开挖方法时，核心土会妨碍钢拱架的展开，因此本实用新型涉及的钢拱架特别适合一般隧道。
本实施例的适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，包括五段钢拱1，五段钢拱1中，相邻两段钢拱1通过一个合叶式链铰2连接起来。合叶式链铰2包括一根链铰轴3，以及连接链铰轴3并可分别绕其转动的两块连接钢板4，两块连接钢板4还分别固定连接相邻的两段钢拱1的端面。两块连接钢板4上还分别设有位置对应的两个螺栓孔位5；钢拱1架到位展开时，通过与螺栓孔位5和拧固螺栓6结构固定相邻两段钢拱1，实现钢拱1架的固定支护。合叶式链铰2的链铰轴3位于钢拱1架的内侧，并满足链铰轴3垂直于隧道开挖面。
一种适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置的安装方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取八段钢拱1采用合叶式链铰2依次连接组成整体，然后完全折叠运送至拱底；
(2)使用伸缩臂作业车托举钢拱1架的顶部，并将折叠的钢拱1架架设于设计位置，然后自动展开；
(3)用钢拱1架端部连接钢板5上的拧固螺栓6穿过相邻钢拱1架端部连接钢板5上的螺栓孔位使两片钢拱1架合拢，转动拧固螺栓的螺栓头部8，使螺杆7和螺母9紧密闭合，使上下两块连接钢板5完全并拢固定；
(4)将新架设的钢拱1架的拱脚与之前固定安装好的钢拱1架的拱脚采用钢筋焊接固定；
(5)合上并固定相邻两段钢拱1之间的合叶式链铰2；
(6)将新架设的钢拱1架上的除拱脚外的其他部位与之前安装的钢拱1架采用钢筋焊接起来。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，所述钢拱架分为n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，其特征在于，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来，所述的合叶式链铰包括位于端部的一根链铰轴以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板，所述的两块连接钢板还分别固定在相邻的两段钢拱的端面；其中一块连接钢板上开有螺栓孔位，另一块连接钢板上设有拧固螺栓，所述拧固螺栓与螺栓孔位配合实现固定支护；所述拧固螺栓包括螺母、螺栓头部和螺杆，所述螺杆与所述螺栓头部连接，所述螺杆同时与所述螺母的螺纹孔配合，所述螺母和螺栓头部的截面与所述螺栓孔位的截面匹配。
2.如权利要求1所述的适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，其特征在于，所述螺母的厚度与所述螺栓孔位的深度一致，所述螺栓头部紧固在螺栓孔位所在的连接钢板上。
3.如权利要求1或2所述的适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，其特征在于，所述拧固螺栓与螺栓孔位为至少两组以上。
4.如权利要求1或2所述的适用于隧道钢拱架节段的拧固螺栓式连接装置，其特征在于，所述合叶式链铰的链铰轴位于钢拱架的内侧，并满足链铰轴垂直于隧道开挖面。
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