一种改进的巷道用U型钢支架制造技术

一种改进的巷道用U型钢支架，由顶梁，柱腿，支架连接件，内部支撑部件组成。顶梁柱腿搭接后通过支架连接件相连，支架连接件为不锈钢套筒，U型钢支架外侧套筒内侧都涂有负泊松比泡沫，由于负泊松比材料承受外压时横向膨胀的特性，不仅能够使顶梁与柱腿更好的连接，同时能够吸收和抵消外力，提高套筒、顶梁以及柱腿的抗负载能力。U型钢支架设置了柔性的内部支撑部件，当顶板及两帮局部来压时，支撑杆具有一定的摩擦工作阻力和可伸缩量，能够有效提高U型钢支架的侧向支撑强度，增强其整体稳定性。整个U型钢支架制造工艺简单，安装方便，能够有效的对隧道及矿山巷道进行支护，具有很好的综合效益。

An improved U steel support for roadway

An improved U type steel support for roadway is made up of the top beam, the leg, the support connector and the internal support component. After the lap leg pillar bracket connecting piece connected to the bracket connecting piece for stainless steel sleeve, U type steel frame outside the sleeve are coated with negative Poisson's ratio of foam, the characteristics of external pressure to bear the negative Poisson's ratio of transverse expansion material, not only can make the top beam and the column legs better connected, and can absorb and counteract the force to improve the anti load capacity, sleeve, beam and column leg. The U steel bracket has flexible internal supporting components. When the roof and two sides are partially pressed, the supporting rod has certain friction resistance and expansion capacity, which can effectively improve the lateral support strength of U steel support and enhance its overall stability. The U steel support is simple in manufacturing technology and convenient in installation. It can effectively support tunnel and mine roadway, and has good comprehensive benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的巷道用U型钢支架
本技术涉及矿山及隧道支护领域，具体涉及一种改进的巷道用U型钢支架。
技术介绍
在矿山巷道和隧道工程建设中，顶板脱落以及两帮大变形是影响巷道及隧道安全使用的主要问题，隧道以及矿山巷道的支护问题就显得尤其重要。目前在矿井巷道二次支护以及穿山隧道支护工程中，U型钢支架的支护强度高，维修量小，可重复利用，是应用最为广泛的支护方式之一。U型钢支架最佳的受力状态是支架外表面与围岩完全接触，从而使其均匀受压，避免支架表面出现应力集中。当作用于U型钢支架上的围岩压力值达到一定值时，支架就会产生压缩，使围岩作用于U型钢支架上的压力下降，从而避免围岩压力大于U型钢支架的承载力而使支架破坏。现有的U型钢支架通常由连接件将顶梁、柱腿连成一个整体，对巷道大面积的稳固来压能够进行有效支护，但受采动影响，巷道内部来压是不能准确预测的，传统U型钢支架在受到集中矿山压力作用时，易造成支架被压垮，局部失稳现象的发生，影响巷道的支护效果，更换也具有很大的危险性，因此，急需一种能够均衡受力的加强型支护结构。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种改进的巷道用U型钢支架，结构简单，受力合理，支护效果好且具有柔性支撑结构，具有较高的侧向支撑强度，能够对局部高应力能量进行吸收，实现减少局部变形的目的，从而增强U型钢支架的整体稳定性，实现安全支护。本技术采用的设计方案是：一种改进的巷道用U型钢支架，包括：顶梁，柱腿，支架连接件，内部支撑部件。所述顶梁及柱腿采用U型钢，U型钢支架外侧与巷道周围围岩接触面上涂有负泊松比泡沫，顶梁与柱腿连接段有相同的曲率；所述支架连接件是与顶梁及柱腿截面形状相同的U型套筒，套筒长200mm，内涂负泊松比泡沫，套筒内径等于顶梁及柱腿外径；所述内部支撑部件呈稳定的三角形，包括支撑杆以及支撑杆连接件，支撑杆材质为U型钢，支撑杆两端均预留螺栓孔，支撑杆连接件设在支架连接件外，其内径与支架连接件外径相同，接口处预留与支撑杆相同的螺栓孔，支撑杆与支撑杆连接件通过螺栓相连。本技术的有益效果是：一种改进的巷道用U型钢支架，顶梁与柱腿搭接后通过支架连接件相连，支架连接件为不锈钢套筒，U型钢支架外侧以及套筒内侧均涂有负泊松比泡沫，由于负泊松比材料承受外压时横向膨胀的特性，不仅能够使顶梁与柱腿更好的连接，同时能够吸收和抵消外力，提高套筒、顶梁以及柱腿的抗负载能力。U型钢支架内部设置了柔性支撑部件，当顶板及两帮局部来压时，支撑杆具有一定的摩擦工作阻力和可伸缩量，能够有效提高U型钢支架的侧向支撑强度，避免发生局部失稳破坏，增强其整体稳定性。整个U型钢支架制造工艺简单，安装方便，能够有效的对隧道及矿山巷道进行支护，具有很好的综合效益。附图说明图1是一种改进的巷道用U型钢支架示意图。附图标记：1-顶梁，2-柱腿，3-套筒，4-负泊松比泡沫，5-支撑杆，6-支撑杆连接件，7-螺栓孔。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：一种改进的巷道用U型钢支架，包括：顶梁1，柱腿2，支架连接件，内部支撑部件。所述顶梁1及柱腿2采用U型钢，外侧与巷道周围围岩接触面上涂有负泊松比泡沫4，顶梁1与柱腿2连接段有相同的曲率；所述支架连接件是与顶梁1及柱腿2截面形状相同的U型套筒3，套筒3长200mm，内涂负泊松比泡沫4，套筒3内径等于顶梁1及柱腿2外径；所述内部支撑部件呈稳定的三角形，包括支撑杆5以及支撑杆连接件6，支撑杆5材质为U型钢，支撑杆5两端均预留螺栓孔7，支撑杆连接件6设在支架连接件外，其内径与支架连接件外径相同，接口处预留与支撑杆相同的螺栓孔7，支撑杆5与支撑杆连接件6通过螺栓相连。本技术所涉及的变形缝防水构造具体施工操作包括以下步骤。在进行安装时，首先是顶梁1的安装，先将顶梁1的两端进行搭接，然后从一端套上套筒3，套筒3内侧涂有负泊松比泡沫4，且套筒3内径与顶梁1外径一致，能够保证顶梁1的紧密连接；其次是顶梁1与柱腿2的安装，与顶梁1安装方法相同，先将柱腿2与顶梁1另一端进行搭接，然后从柱腿2另一端套上套筒3，同样套筒3内侧涂有负泊松比泡沫4，且套筒3内径与顶梁1及柱腿2外径一致，能够保证顶梁1与柱腿2紧密连接，另一侧顶梁1与柱腿2的安装采用相同方式操作；最后是内部支撑部件的安装，先将支撑杆连接件5套在套筒3外侧，取以一支撑杆5，使支撑杆5与支撑杆连接件6的螺栓孔7对准，用螺栓拧紧，其他两根支撑杆5采用相同方法操作。以上是对本技术优选实施方式的详细介绍，应当指出，对于本领域施工技术人员来说，在不脱离本技术创造思路前提下，还可以做出若干变形及改进，这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的巷道用U型钢支架，由顶梁，柱腿，支架连接件，内部支撑部件组成，其特征是：顶梁及柱腿材质均为U型钢，U型钢支架外侧与巷道围岩接触面上涂有负泊松比泡沫，顶梁与柱腿连接段有相同的曲率；所述支架连接件是与顶梁及柱腿截面形状相同的U型套筒，套筒长200mm，内涂负泊松比泡沫，套筒内径等于顶梁及柱腿外径；所述内部支撑部件呈稳定的三角形，包括支撑杆以及支撑杆连接件，支撑杆材质为U型钢，支撑杆两端均预留螺栓孔，支撑杆连接件设在支架连接件外，其内径与支架连接件外径相同，接口处预留与支撑杆相同的螺栓孔，支撑杆与支撑杆连接件通过螺栓相连 。

【技术特征摘要】
1.一种改进的巷道用U型钢支架，由顶梁，柱腿，支架连接件，内部支撑部件组成，其特征是：顶梁及柱腿材质均为U型钢，U型钢支架外侧与巷道围岩接触面上涂有负泊松比泡沫，顶梁与柱腿连接段有相同的曲率；所述支架连接件是与顶梁及柱腿截面形状相同的U型套筒，套筒长200mm，内涂负...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯明阳，牟翠翠，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37