一种定量让压耗能连接装置及制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种定量让压耗能连接装置，主要核心构件的两端通过焊接与上部拱架结构板以及下部拱架结构固定连接，次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，其中主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二的外围通过盖板一、盖板二以及套筒组合成一个封闭结构；上、下部连接装置连接于上部顶板上和下部底板上，在上部连接装置上设置滑动孔一，在下部连接装置上设置滑动孔二，接头连接装置固定于滑动孔一和滑动孔二中，通过接头连接装置将上部连接装置、上部顶板、下部连接装置和下部底板进行拼装，形成定量让压耗能连接装置盒装结构。具有结构简单、安装方便、让压时机及让压量人为可控的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种定量让压耗能连接装置及制作方法
本专利技术涉及地下工程结构
，具体涉及一种定量让压耗能连接装置及制作方法。
技术介绍
21世纪是全球人类地下空间开发的新纪元。我国是世界上地下空间开发规模、数量和难度最大的国家，涉及到交通、水利水电、能源等多个国家基础设施建设领域。随着我国隧道及地下工程建设进入空前繁荣期，机遇与挑战并存，在隧道及地下工程的建设过程中，尤其是在深部地下空间及复杂地层时常面临围岩大变形、岩爆、塌方及突水涌泥等灾害。为了预防或避免这些灾害，国内外的专家和学者对地下结构的支护做了大量研究和实践，现行的拱架形式主要包括：1.U型钢拱架支护，2.约束混凝土拱架支护，3.让压锚杆支护，4.让压拱架支护等。其中U型钢拱架支护是软岩巷道中最常用的被动支护手段，它通过提供被动的径向支护力，直接作用于巷道围岩表面，来平衡围岩的变形压力，约束围岩变形，但U型钢拱架在支护时存在较多问题：①支护强度不足，②工作阻力低，③支护支撑能力得不到充分的发挥，严重降低了材料利用率，支护效果得不到保障，④不能定量让压；钢管混凝土拱架是一种承载力高、具有一定可缩性、施工方便、具有良好力学性能的支护形式；但也存在以下问题：①圆形截面的钢管混凝土拱架与围岩表面接触面积小，易造成应力集中，②成本偏高，③缺乏井下专用安装设备，④拱架重量较大，⑤不具有定量让压功能；让压锚杆支护会使操作人员产生不安全的感觉；让压拱架支护相对上述支护方式具有较好的工程适用性和安全性，可以大大减少灾害的发生，在过去长达数十年的工程实践中，人们制造了很多具有让压功能的支护材料和支护结构，并对原有的刚性支护结构进行改进，增加支护的可缩性。然而现在用于地下工程的让压拱架支护大都只考虑变形的问题，让压拱架支护仅仅只能进行自由让压，能够实现拱架支护在工作中钢结构耗能定量让压装置并未有报道。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种适用于地下工程拱架支护的结构简单、安装方便、让压时机及让压量人为可控的一种定量让压耗能连接装置及制作方法，尤其适用于各种深部、软岩等难支护的巷道、隧道及硐室群等地下工程的拱架支护的让压连接装置的实现。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种定量让压耗能连接装置，包括主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二、上部连接装置、下部连接装置、上部顶板、下部底板、接头连接装置、滑动孔一、和滑动孔二、上部连接螺栓、下部连接螺栓、支护主结构的上部拱架结构板、支护主结构的下部拱架结构；所述主要核心构件的两端通过焊接与上部拱架结构板以及下部拱架结构固定连接，次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，其中主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二的外围通过盖板一、盖板二以及套筒组合成一个封闭结构，在封闭结构中灌注灌浆料；所述上部连接装置连接于上部顶板上，下部连接装置连接于下部底板上，在上部连接装置上设置滑动孔一，在下部连接装置上设置滑动孔二，接头连接装置固定于上部连接装置上的滑动孔一和下部连接装置的滑动孔二中，通过接头连接装置将上部连接装置和下部连接装置紧密连接在一起，将上部连接装置、上部顶板、下部连接装置和下部底板进行拼装，形成定量让压耗能连接装置盒装结构，再通过上部连接螺栓、下部连接螺栓将定量让压耗能连接装置盒装结构与支护主结构的上部拱架结构板、下部拱架结构进行连接。优先的，所述主要核心构件、次要核心构件一和次要核心构件二的表面黏贴无粘结材料。其中表面黏贴无粘结材料的目的是为了防止主要核心构件、次要核心构件一和次要核心构件二与灌浆料发生粘结。。进一步地，所述灌浆料为混凝土，或者砂浆。进一步地，所述上部连接装置一焊接于上部顶板上，上部连接装置的截面形心和上部顶板表面的形心在同一条铅垂线上，所述上部连接装置可以采用成品钢管，钢管可采用圆形或方形，也可以采用折板形式，亦可以采用四块钢板焊接的形式。进一步地，所述下部连接装置一焊接于下部底板上，下部连接装置的截面形心和下部底板表面的形心在同一条铅垂线上，所述下部连接装置可以采用成品钢管，钢管可采用圆形或方形，也可以采用折板形式，亦可以采用四块钢板焊接的形式。进一步地，所述接头连接装置采用铆钉、普通螺栓或者销轴形式。进一步地，所述主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二均采用软钢材料。进一步地，所述上部连接装置与下部底板之间的间距等于所述下部连接装置与上部顶板之间的间距。本专利技术还提供一种定量让压耗能连接装置的制作方法，包括以下步骤：(1)合理选用定量让压耗能连接装置使用的材料；(2)加工让压连接装置的各个组成构件，主要核心构件和次要核心构件应行精密的机械加工，其表面应进行喷砂处理，使其表面更具摩擦性能；(3)主要核心构件的两端通过焊接与上部拱架结构板以及下部拱架结构固定连接，次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，其中主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二的外围通过盖板一、盖板二以及套筒组合成一个封闭结构，在封闭结构中灌注灌浆料；(4)所述上部连接螺栓和下部连接螺栓分别设置于上部顶板和下部底板；(5)接头连接装置设置于上部连接装置一的滑动孔一的下部；(6)上部连接装置一焊接于上部顶板上，上部连接装置的截面形心和上部顶板表面的形心在同一条铅垂线上；(7)下部连接装置一焊接于下部底板上，下部连接装置的截面形心和下部底板表面的形心在同一条铅垂线上，下部连接装置的截面形状与上部连接装置截面形状相同，下部连接装置内部长度尺寸应略大于上部连接装置内部长度尺寸，但不应超过2mm，下部连接装置进行机械矫正，误差为±0.1mm；(8)上部连接装置一和下部连接装置二采用所述接头连接装置进行紧密连接，提高构造的整体性；(9)所述定量让压耗能连接装置采用所述上部连接螺栓和下部连接螺栓与让压支护的上部拱架结构板和下部拱架结构板进行连接。本专利技术的技术构思为：上述定量让压耗能连接装置的两个构件：主要核心构件和次要核心构件，其中主要核心构件的两端通过焊接与上部拱架结构板以及下部拱架结构固定连接，次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，其中主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二的外围通过盖板一、盖板二以及套筒组合成一个封闭结构，在封闭结构中灌注灌浆料。其中次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，形成核心为一防屈曲构造，提供很大的抗侧刚度和承载；外围的构件是防止了核心构件在受力时发生屈曲的；在外侧设置下部连接装置和上部连接装置，可以提高让压耗能构造的稳定性，再通过接头连接装置进一步保证让压构造的整体可靠性。相对现有技术，本专利技术具有以下有益技术效果：(1)结构简单，精度高，安装方便灵活，仅有主要核心构件和次要核心构件2个主要构件组成，装配简单灵活；(2)让压时机及让压量可控，可以根据具体工程的需要选择具有不同让压模式、让压点和让压量的定量让压装置；(3)在让压连接装置工作时，不仅仅可以调节外荷载作用下引起的变形，还可以消耗一定能量，特别在地震荷载作用下，其中次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，形成核心为一防屈曲构造，直接在地震荷载作用下将进行大量的摩擦，可以保护支护结构，从而保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定量让压耗能连接装置，其特征在于，包括主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二、上部连接装置、下部连接装置、上部顶板、下部底板、接头连接装置、滑动孔一、和滑动孔二、上部连接螺栓、下部连接螺栓、支护主结构的上部拱架结构板、支护主结构的下部拱架结构；所述主要核心构件的两端通过焊接与上部拱架结构板以及下部拱架结构固定连接，次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，其中主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二的外围通过盖板一、盖板二以及套筒组合成一个封闭结构，在封闭结构中灌注灌浆料；所述上部连接装置连接于上部顶板上，下部连接装置连接于下部底板上，在上部连接装置上设置滑动孔一，在下部连接装置上设置滑动孔二，接头连接装置固定于上部连接装置上的滑动孔一和下部连接装置的滑动孔二中，通过接头连接装置将上部连接装置和下部连接装置紧密连接在一起，将上部连接装置、上部顶板、下部连接装置和下部底板进行拼装，形成定量让压耗能连接装置盒装结构，再通过上部连接螺栓、下部连接螺栓将定量让压耗能连接装置盒装结构与支护主结构的上部拱架结构板、下部拱架结构进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种定量让压耗能连接装置，其特征在于，包括主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二、上部连接装置、下部连接装置、上部顶板、下部底板、接头连接装置、滑动孔一、和滑动孔二、上部连接螺栓、下部连接螺栓、支护主结构的上部拱架结构板、支护主结构的下部拱架结构；所述主要核心构件的两端通过焊接与上部拱架结构板以及下部拱架结构固定连接，次要核心构件一和次要核心构件二焊接于主要核心构件上形成“十”字结构，其中主要核心构件、次要核心构件一、次要核心构件二的外围通过盖板一、盖板二以及套筒组合成一个封闭结构，在封闭结构中灌注灌浆料；所述上部连接装置连接于上部顶板上，下部连接装置连接于下部底板上，在上部连接装置上设置滑动孔一，在下部连接装置上设置滑动孔二，接头连接装置固定于上部连接装置上的滑动孔一和下部连接装置的滑动孔二中，通过接头连接装置将上部连接装置和下部连接装置紧密连接在一起，将上部连接装置、上部顶板、下部连接装置和下部底板进行拼装，形成定量让压耗能连接装置盒装结构，再通过上部连接螺栓、下部连接螺栓将定量让压耗能连接装置盒装结构与支护主结构的上部拱架结构板、下部拱架结构进行连接。2.根据权利要求1所述的一种定量让压耗能连接装置，其特征在于，所述主要核心构件、次要核心构件一和次要核心构件二的表面黏贴无粘结材料。3.根据权利要求1所述的一种定量让压耗能连接装置，其特征在于，所述灌浆料为混凝土，或者砂浆。4.根据权利要求1所述的一种定量让压耗能连接装置，其特征在于，所述上部连接装置一焊接于上部顶板上，上部连接装置的截面形心和上部顶板表面的形心在同一条铅垂线上，所述上部连接装置可以采用成品钢管，钢管可采用圆形或方形，也可以采用折板形式，亦可以采用四块钢板焊接的形式。5.根据权利要求1所述的一种定量让压耗能连接装置，其特征在于，所述下部连接装置一焊接于下部底板上，下部连接装置的截面形心和下部底板表面的形心在同一条铅垂线上，所述下部连接装置可以采用成品钢管，钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志军，朱汉华，杭振园，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42