本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種可縮性裝配式加勁肋鋼板支架的制備安裝方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在山嶺隧道施工過程中由于開挖、爆破等施工作用力或地震作用力的影響，有時(shí)會(huì)破壞山體原有巖體的初始狀態(tài)，使隧道圍巖受到影響，從而導(dǎo)致諸如隧道斷面縮小、圍巖大變形等現(xiàn)象，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲和變形破壞，給隧道施工及支護(hù)帶來了極大困難。山嶺隧道巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，也造成支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作繁重，使施工進(jìn)度緩慢，嚴(yán)重制約工程的工期，甚至發(fā)生坍塌等安全事故。

對(duì)于山嶺隧道，目前生產(chǎn)實(shí)踐中使用的一般為剛性支架和可縮性支架。

對(duì)于目前使用的剛性支架，由于其力學(xué)性能不能滿足山嶺隧道圍巖變形要求，往往造成支架損壞，致使維修費(fèi)用增加，且不能滿足安全生產(chǎn)的要求。

對(duì)于目前使用的可縮性支架，要么強(qiáng)度不夠(如工字鋼型可縮性支架)，要么施工工藝復(fù)雜(鋼管混凝土可縮性支架)，要么“可縮性接頭處”成為“受彎、受剪薄弱地帶”。

在施工方面，目前對(duì)山嶺隧道進(jìn)行隧道支護(hù)施工時(shí)，沒有規(guī)范、統(tǒng)一、具體的施工方法可遵循，實(shí)際施工時(shí)不可避免地存在施工操作隨意、不規(guī)范、施工工效較低、施工成型的支護(hù)結(jié)構(gòu)使用效果較差等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種可縮性、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工效率高的山嶺隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)針對(duì)現(xiàn)有山嶺隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)。技術(shù)方案如下：

一種可縮性裝配式鋼板支架，包括多個(gè)相互連接的型段，每個(gè)型段的兩端各連接一個(gè)截面尺寸相同的端板，其特征在于，相鄰的型段之間的連接結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)所述的端板、與兩個(gè)端板相配合的矩形卡箍、彈性塊體和螺栓，所述的兩個(gè)端板，一個(gè)設(shè)置有圓形鋼管榫頭，另一個(gè)設(shè)置有與所述榫頭配合的圓形鋼管榫槽；所述的彈性塊體的截面尺寸不大于兩個(gè)端板，置于兩個(gè)端板之間，并開設(shè)有用于穿過圓形鋼管榫頭的通孔；在矩形卡箍上開設(shè)有螺栓孔，用于通過螺栓固定在兩個(gè)端板外部。

優(yōu)選地，每個(gè)型段均包括兩個(gè)邊緣鋼板和連接在兩個(gè)邊緣鋼板之間的鋼腹板，在邊緣鋼板上設(shè)置有橫向加勁肋和縱向加勁肋。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明為可裝配式矩形截面鋼板結(jié)構(gòu)，由于焊接作業(yè)都在隧道外進(jìn)行，可大幅度加快隧道開挖、支護(hù)速度；2.本發(fā)明通過設(shè)置加勁肋結(jié)構(gòu)，大大加強(qiáng)了支架的強(qiáng)度，為隧道開挖以及后期使用增加了安全保障；3.與常規(guī)可縮性支架體系相比，本發(fā)明在連接部位設(shè)置了榫結(jié)構(gòu)，并在榫結(jié)構(gòu)的中間設(shè)置一塊彈性體，從而實(shí)現(xiàn)可縮性，并且既加強(qiáng)了支架在連接部位的抗彎能力，又加強(qiáng)了支架在連接部位的抗剪能力，從此改變了可縮性支架體系的連接部位為受力薄弱地帶的狀況，提升了支護(hù)體系的安全性；4.在施工方面，施工方法規(guī)范、統(tǒng)一、具體，有效避免了實(shí)際施工時(shí)存在施工操作隨意、不規(guī)范、施工工效較低、施工成型的支護(hù)結(jié)構(gòu)使用效果較差等問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為本發(fā)明一種可縮性裝配式加勁肋鋼板支架整體示意圖。

圖2為圖1中型段2加橫向加勁肋時(shí)的內(nèi)部構(gòu)造圖。

圖3為圖1中型段2主視圖。

圖4、5為連接結(jié)構(gòu)7的裝配示意圖。

圖6為連接結(jié)構(gòu)7裝配完成后的示意圖。

圖7為圖6在B處的剖面圖。

圖8為圖6在C處的剖面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一種可縮性裝配式加勁肋鋼板支架進(jìn)行詳細(xì)描述。

應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)由型段1、2、3、4、5、6六個(gè)型段和連接結(jié)構(gòu)7組成；沿著隧道開挖方向投影，六型段按順時(shí)針從小到大排列。

由于各型段構(gòu)造相似，現(xiàn)以型段2為例，介紹六個(gè)型段的構(gòu)成。型段2由端板8、橫向加勁肋9、邊緣鋼板10、縱向加勁肋11(可根據(jù)地質(zhì)情況考慮是否添加縱向加勁肋)、鋼腹板12和圓形鋼管榫頭13。

端板8選擇寬度為300mm，厚度為10mm，高度為300mm的矩形鋼板；

加勁肋9選擇鋼板厚度為10mm；

邊緣鋼板10選擇寬度為300mm，厚度為5mm，半徑為5200mm，弧長(zhǎng)為5445.2mm鋼板。

縱向加勁肋11選擇鋼板厚度為10mm；

鋼腹板12所選鋼板寬度為300mm，厚度為8mm；

如圖2、3所示，縱、橫加勁肋根據(jù)隧道圍巖狀況有多種可選方案，在本實(shí)例中，橫向加勁肋9將型段2分成6等份，縱向加勁肋11將截面分為2等份。

本發(fā)明共有六處連接，由于六個(gè)連接結(jié)構(gòu)是相同的，現(xiàn)以型段1和型段2之間的連接結(jié)構(gòu)為例詳細(xì)介紹其組成。

如圖4所示，本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)，由圓形鋼管榫頭13、圓形鋼管榫槽14、矩形卡箍15、方形圓孔聚苯乙烯泡沫塊16和螺栓17組成。

13選用外直徑200mm，長(zhǎng)度為300mm，厚度為10mm鋼管，其深入到型段2的長(zhǎng)度為150mm；

為了利于初期安裝，14內(nèi)徑應(yīng)稍大于13，所以14選用內(nèi)直徑為203mm，長(zhǎng)度為120mm；

15選用10mm厚鋼板；

16的尺寸與矩形截面相同，其圓孔直徑為203mm，厚度為80mm；

螺栓17型號(hào)為M30。

安裝時(shí)，將13插入14；兩端板8之間夾有16，并且8與16緊密配合；安裝15；將螺栓17插入15預(yù)留孔內(nèi)并預(yù)緊。

螺栓預(yù)緊后，矩形卡箍收縮，當(dāng)外力作用時(shí)，型段1、型段2與矩形卡箍15之間產(chǎn)生摩擦力；調(diào)節(jié)螺栓17預(yù)緊力，即可控制型段1、型段2與矩形卡箍15之間的最大靜摩擦力；將最大靜摩擦力控制在型段1和型段2極限抗壓承載力較小者的80％以內(nèi)；當(dāng)型段1、型段2所承受的外力大于最大靜摩擦力時(shí)，型段1和型段2將在矩形卡箍15中相向移動(dòng)。