高强度格栅钢架及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种高强度格钢钢架及其制造方法。其中：高强度格栅钢架的主筋采用CRMG600及其以上级别的高强度热处理钢筋制作，8字筋、行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋采用HTH800及其以上级别的高强度热处理钢筋制作，高强度钢筋的碳当量Ceq不大于0.55％，高强度格栅钢架由钢筋焊接而成，并配有连接板和紧固螺栓、螺母。

High strength grille steel frame and manufacturing method thereof

The invention provides a high-strength steel lattice steel frame and a manufacturing method thereof. Where: CRMG600 and above the level of high strength heat treatment of steel production by main reinforcement high strength steel grid frame, 8 words, frame reinforcement (reinforcement of reinforced ribs (words), HTH800 stirrups) and above the level of the high strength steel produced by heat treatment and U reinforcement, carbon equivalent of Ceq high strength steel not more than 0.55%, high strength steel welded by steel grid frame, and is equipped with a connecting plate and a fastening bolt and nut.

【技术实现步骤摘要】
高强度格栅钢架及其制造方法
：本专利技术属于隧道工程建设
，具体涉及一种隧道初期支护的高强度格栅钢架及其制造方法。
技术介绍
：目前国内外铁路、公路隧道支护大多数采用工字钢钢架和格栅钢架二种方式，工字钢钢架具有截面面积大、刚度大、承压能力较强，能够有效控制围岩初期变形等特点，但存在有不易与岩体贴和紧密、与岩体接触面积小、应力较为集中、单榀重量大、运输与安装就位不便等缺点。格栅钢架与混凝土接触面积大、粘结效果好、能够共同变形、共同受力、不易出现收缩裂缝，安装时可以尽量贴和岩壁、后方不易出现空腔问题，而且单榀重量轻、制作简单、运输与安装方便，造价低、经济性好等优点。它的缺点是整体刚度较低，抵抗支护初期较大围岩应力产生的变形能力较差。目前国内外三肢钢架主筋选用ф20-ф25mm的HRB400级钢筋，四肢钢架主筋选用ф22-ф28mm的HRB400级钢筋制作；8字筋或行架筋(之字筋)选用ф10-ф14mm的HRB400级钢筋制作；加强筋(箍筋)选用ф8-ф12mm直径HRB335钢筋制作；钢架的连接板采用热轧角钢制作，连接螺栓采用5.6级螺栓连接。这种格栅钢架由于选用了较低屈服强度的335Mpa或400Mpa级钢筋制作，所以带来了格栅钢架抗压(拉)力低、整体刚度也低，抵抗支护初期较大围岩应力产生的变形能力差这一缺点。目前用于制作格栅钢架的钢筋性能如表1，数值取自GB/T1499.2-2007标准。表1目前用于制作格栅钢架的钢筋性能表随着高强度、高延性、高韧性钢筋的开发成功，同时这种钢筋的焊接碳当量与HRB400和HRB335相同，同样方便焊接作业。我们想到了使用这种高强度钢筋制作格栅钢架，它会提高拱架结构的抗压(拉)力和有效刚度，替代型钢钢架，这种高强度格栅钢架就同时具有了型钢钢架和格栅钢架的优点。表2用于制作高强度格栅钢架的钢筋性能表注：表中钢筋性能数值取自YB/T4363-2014和YB/T4425-2014标准。根据钢架钢筋等效抗拉(抗压)力的代换原则和钢架结构的等效刚度代换原则，本专利技术采用采用CRMG600及其以上级别的高强度热处理钢筋制作高强度格栅钢架的主筋，采用HTH800及其以上级别的高强度热处理钢筋制作8字筋、行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋。这种高强度格栅钢架，完全可以替代型钢钢架用于V围岩的初期支护和替代使用更粗规格400Mpa级钢筋制作的普通强度格栅钢架用于IV级围岩的初期支护。节约了钢材用量，方便了安装，降低了工程造价。在现有的格栅钢架产品中，没有见到使用600Mpa级及其以上强度钢筋，采用焊接方法制作的格栅钢架产品，也没有见到使用600Mpa级及其以上强度钢筋制作的格栅钢架产品。
技术实现思路
：本专利技术的一个目的是提供一种高强度格栅钢架，它具有工字钢钢架的能够有效控制围岩初期变形等特点，也具有格栅钢架后期支护强度大的特点。同时单榀重量轻，制作简单，运输与安装方便，造价低、经济性好。为了实现这一目标，本专利技术提供了如下技术方案：高强度格栅钢架由拱部单元、边墙单元及仰拱单元组成，各单元由主筋、8字筋或行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋焊接成型，两单元钢架接头部位通过连接角钢、螺栓、螺母连接，两榀钢架通过连接钢筋焊接。如图1所示。三肢钢架和四肢钢架的主筋选用ф18-28mm直径的CRMG600级及其以上级别的钢筋制作。8字筋或行架筋(之字筋)在格栅钢架内侧，与主筋焊接一起形成整体，其强度、直径及间距决定格栅钢架的刚度，由ф10-14mm直径HTH800级及其以上级别的钢筋制作，间隔60mm，横竖交错布置。加强筋(箍筋)布置在主筋外侧，与主筋焊接一起形成整体，起加固和限制钢架变形作用，选用ф6-8mm直径HTH800级及其以上级别的钢筋制作。如图2所示。U型筋布置在每个钢架单元的二端，与主筋焊接一起形成整体，选用ф10-14mm直径HTH800级及其以上级别的钢筋制作。连接板选用热轧角钢，与主筋焊接一起形成整体，通过8.8级螺栓和螺母将两个相邻的钢架单元连接起来。如图3所示。附图说明：图1高强度格栅钢架的布置图例图28字筋和箍筋在格栅钢架的布置图例图3U型筋、角钢连接板及螺栓螺母在格栅钢架的布置图例具体实施方式：实例1：高强度格栅钢架由以下钢筋焊接而成，钢架为180×180mm正方形断面。采用直径ф20mm的CRMG700级高强度钢筋，制作四肢格栅钢架主筋；采用直径ф12mm的HTH800级高强度钢筋制作8字筋；采用直径ф8mm的HTH800级高强度钢筋制作箍筋和采用直径ф12mm的HTH800级高强度钢筋制作U型筋。连接板采用10#热轧角钢，采用M20螺栓和螺母，螺栓为8.8级。隧道支护测试结果表明该高强度格栅钢架可以满足替代工20a工字钢钢架的要求。实例2：高强度格栅钢架由以下钢筋焊接而成，钢架为220×184mm矩形断面。采用直径ф22mm的CRMG600级高强度钢筋，制作四肢格栅钢架主筋；采用直径ф12mm的HTH900级高强度钢筋制作8字筋；采用直径ф8mm的HTH900级高强度钢筋制作箍筋和采用直径ф12mm的HTH900级高强度钢筋制作U型筋。连接板采用10#热轧角钢，采用M24螺栓和螺母，螺栓为8.8级。隧道支护测试结果表明该高强度格栅钢架可以满足替代工20b工字钢钢架的要求。实例3：高强度格栅钢架由以下钢筋焊接而成，钢架为220×184mm矩形断面。采用直径ф22mm的CRMG700级高强度钢筋，制作四肢格栅钢架主筋；采用直径ф12mm的HTH900级高强度钢筋制作8字筋；采用直径ф8mm的HTH900级高强度钢筋制作箍筋和采用直径ф12mm的HTH900级高强度钢筋制作U型筋。连接板采用10#热轧角钢，采用M24螺栓和螺母，螺栓为8.8级。隧道支护测试结果表明该高强度格栅钢架可以满足替代工22b工字钢钢架的要求。实例4：高强度格栅钢架由以下钢筋焊接而成，钢架为212×176mm矩形断面。采用直径ф18mm的CRMG600级高强度钢筋，制作四肢格栅钢架主筋；采用直径ф10mm的HTH800级高强度钢筋制作8字筋；采用直径ф6mm的HTH800级高强度钢筋制作箍筋和采用直径ф12mm的HTH800级高强度钢筋制作U型筋。连接板采用10#热轧角钢，采用螺栓和螺母，螺栓为8.8级。隧道支护测试结果表明该高强度格栅钢架可以满足替代采用直径ф22mm的HRB400级钢筋制作的四肢格栅钢架要求。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可以在本专利技术中做出各种修改和改变。因此，本专利技术意图覆盖本专利技术的修改和改变，只要这些修改和改变落入权利要求书及其等同物的范围内即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度格栅钢架，其特征在于：高强度格栅钢架的主筋采用CRMG600及其以上级别的高强度热处理钢筋制作，8字筋、行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋采用HTH800及其以上级别的高强度热处理钢筋制作，高强度钢筋的碳当量Ceq不大于0.55％。高强度格栅钢架主筋直径为18‑28mm，8字筋、行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋直径为6‑14mm。

【技术特征摘要】
1.一种高强度格栅钢架，其特征在于：高强度格栅钢架的主筋采用CRMG600及其以上级别的高强度热处理钢筋制作，8字筋、行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋采用HTH800及其以上级别的高强度热处理钢筋制作，高强度钢筋的碳当量Ceq不大于0.55％。高强度格栅钢架主筋直径为18-28mm，8字筋、行架筋(之字筋)、加强筋(箍筋)和U型筋直径为6-14mm。2.根据权利要求书1所述的高强度格栅钢架，其特征在于：格栅钢架有其横截面为矩型或正方形的四肢格栅钢架和其横截面为三角型的三肢格栅钢架三种类型。3.根据权利要求书1所述的高强度格栅钢架，其特征在于：采用的钢筋表面为左旋或右旋月牙肋、左旋或右旋无纵肋月牙肋、光园形状中的一种或二...

【专利技术属性】
技术研发人员：范玫光，孙本荣，周光平，赵连和，董本令，胡坷宁，
申请(专利权)人：范玫光，
类型：发明
国别省市：北京,11