一种拼接式钢拱架及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种拼接式钢拱架，包括拱顶支架、位于拱顶支架两端的两块边墙支架。拱顶支架由若干个第一支架连接组成，边墙支架由若干个第二支架连接组成。第一支架及第二支架均包括型钢及连接钢板，连接钢板垂直焊接在型钢的两端端头，连接钢板上开设有两组对称的连接孔。制作第一支架及第二支架的型钢长度及宽度均相同，在连接钢板的中心铣洗有用于型钢定位和插入的凹槽，凹槽与型钢截面形状及大小相同。一种钢拱架的制作方法，包括钢拱架设计；材料准备；冷弯变形并焊接；存储。本发明专利技术具的拼接式钢拱架具有结构简单、连接紧密、方便存储和运输的特点，拼接式钢拱架的制作方法使钢拱架实现了流程化作业，成品率高。

A Spliced Steel Arch and Its Fabrication Method

The invention provides a splicing steel arch frame, which comprises a dome bracket and two side wall brackets at both ends of the dome bracket. The vault bracket is composed of several first brackets, and the side wall bracket is composed of several second brackets. The first support and the second support both consist of section steel and connecting steel plate. The connecting steel plate is vertically welded at both ends of the section steel. Two sets of symmetrical connecting holes are arranged on the connecting steel plate. The length and width of the section steel for making the first and second supports are the same. In the center of the connecting steel plate, the grooves for positioning and insertion of the section steel are milled and washed. The shape and size of the grooves are the same as that of the section steel. A manufacturing method of steel arch frame includes steel arch frame design; material preparation; cold bending deformation and welding; storage. The spliced steel arch frame of the invention has the characteristics of simple structure, close connection, convenient storage and transportation, and the manufacturing method of the spliced steel arch frame enables the steel arch frame to realize the flow operation with high yield.

【技术实现步骤摘要】
一种拼接式钢拱架及其制作方法
本专利技术涉及隧道初期支护
，尤其涉及一种拼接式钢拱架及其制作方法。
技术介绍
随着我国道路交通建设规模不断扩大、速度不断提升的背景下，隧道工程已经成为其中一项十分重要的施工环节，在隧道施工过程中，需要利用钢拱架对隧道进行初期支护，这样可确保施工的安全性和稳定性，因此必须要保证钢拱架的强度。传统的钢拱架具有两种结构，一种是半圆形钢拱架，另一种是圆拱直墙钢拱架。圆拱直墙钢拱架一般是由三块钢支架组合组成的，即顶部半圆形支架，两侧垂直的边墙支架。顶部支架和边墙支架的规格不同，即：弯曲半径、长度不相同。在生产时会出现型钢原料与变形错配现象，使材料浪费、工期延长、人员工作量增加。也会出现拼接后长度不够的问题，支护效果降低的问题。顶部支架和边墙支架的规格不同，需要的存储、运输设备多，使工作场地占地大、现场凌乱。半圆形钢拱架，大多是一体成型的，或多块型钢变形成后拼接组成。一体成型的钢拱架制作比较复杂，而且存储和运送难度较高，拼接时需要专用的设备运输及架设。而拼接式钢拱架会出现相邻拱支架因拱支架弧度不够、垂直度不够而造成的拱架拼接不紧密，使支护效果降低的问题。而且，隧道支护施工循环作业性较强，传统施工中为了节省时间不进行钢拱架的试拼，直接在隧道进行钢拱架的支护作业，对于一体式钢拱架，常会出现拱架弧度不合适的情况，需要将钢拱架拆除重新架设。对于拼接式钢拱架，常会出现变形弧度不够，钢拱架支架连接处不紧密、支架规格不同不配套的情况、拼接后钢拱架高度不适合的情况，需要将钢拱架支架拆卸后重新架设。使工支护效果降低，延误工期，支护成本增高。有鉴于此，有必要对现有技术中隧道支护的钢拱架及其的制作方法予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、拼接方便、便于存储及运输的拼接式钢拱架。同时提供了一种能实现流程化作业、成品率高的拼接式钢拱架的制作方法。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种拼接式钢拱架，包括拱顶支架、位于拱顶支架两端的两块边墙支架，拱顶支架中心与隧道中心的中心连线与隧道地面垂直，且两块边墙支架沿中心连线镜像对称，拱顶支架与边墙支架之间通过螺栓固定连接。拱顶支架由若干个第一支架经螺栓固定连接后组成，边墙支架由若干个第二支架经螺栓固定连接后组成。第一支架及第二支架均包括型钢及连接钢板，连接钢板的中心与型钢端部的中心重合，连接钢板垂直焊接在型钢的端部，连接钢板上开设有两组对称的连接孔。制作第一支架及第二支架的型钢长度及宽度均相同。在连接钢板的中心铣洗有用于型钢定位和插入的凹槽，凹槽与型钢截面形状及大小相同。焊接时，先将连接钢板的凹槽与型钢端部对准，将型钢端部插入到凹槽内，再在型钢与连接钢板的连接处进行同步双面帮条焊接。进一步的，为防止连接钢板开设凹槽后容易断裂或者型钢不能完全插入凹槽内部，使凹槽的深度为型钢厚度的1/5～1/2。作为本专利技术的进一步改进，在型钢与连接钢板焊接处还设有支撑体，支撑体用于支撑和稳固连接钢板，支撑体的设置，一方面使得型钢与连接板连接的更加紧固，另一方面在钢拱支护时，钢拱架不易变形，支护效果更好。其中，支撑体为直三角形钢板，直三角形钢板的一个直角边与型钢焊接，另一边与连接钢板焊接。三角形状具有较好的稳定性，在受力时不容易变形，将三角形钢板焊接在型钢与连接钢板的连接处，加固了型钢与连接钢板的稳定性，在使用钢拱架支护时，拼接钢拱架时型钢与连接钢板焊接处不易因受力多大而导致破坏，从而影响支护效果。其中，支撑体为钢条，钢条一端焊接在型钢上，另一端焊接在连接钢板上。钢条与型钢及连接钢板连接后，可形成三角形支撑，三角形支撑稳定性好，在使用钢拱架支护时，拼接钢拱架时型钢与连接钢板焊接处不易因受力多大而导致破坏，从而影响支护效果。一种拼接式钢拱架的制作方法：包括以下步骤，步骤一：钢拱架设计：测量隧道尺寸，设计拼接式钢拱架的拱顶支架、边墙支架结构；设计第一支架及第二支架的尺寸及变形弧度；步骤二：材料准备：将型钢原料裁剪成设计的尺寸，用冷弯机冷弯变形制作第一支架及第二支架的型钢；将连接钢板板材裁剪成设计的尺寸，并在连接钢板上制作凹槽及连接孔；步骤三：在冷弯机辅助运送轨道上将连接钢板垂直焊接到型钢的两端，制成第一支架和第二支架；步骤四：将第一支架和第二支架放置到支架存储区域备用。进一步的，步骤三中，还包括在第一支架和第二支架的连接钢板与变形连接处焊接支撑体。进一步的，还包括步骤五，将第一支架和第二支架在试拼区试拼，去除不合格的第一支架或第二支架。与现有技术相比，本专利技术型的有益效果是：1.制作第一支架与第二支架的型钢规格相同，型钢的裁剪、冷弯变形、运输、存储等工序可实现流程化管理。2.拼接式钢拱架由若干个型钢冷弯变形后焊接连接钢板制成，结构简单，便于运送和钢拱架的架设。3.第一支架与第二支架在钢拱架架设前，在试拼区试拼，去除不合格的钢拱架，防止架设时出现钢拱架连接不紧密而降低支护效果。4.在连接钢板的中心铣洗有与型钢截面形状及大小相同的凹槽，使得在型钢与连接钢板焊接固定时，能够准确的将连接钢板固定到型钢的中心位置，降低第一支架或第二支架成品的残次率。附图说明图1为本专利技术拼接式钢拱架实施例1~2的结构示意图；图2为本专利技术拼接式钢拱架实施例3的结构示意图；图3为本专利技术中连接钢板的结构示意图。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术创造中的具体含义。一种拼接式钢拱架：请参图1~3所示，实施例1：请参阅图1所示，一种拼接式半圆形钢拱架，拱顶支架1和2块镜像对称的边墙支架2，拱顶支架中心1与隧道中心的中心连线与隧道地面垂直，拱顶支架1与边墙支架2之间通过螺栓固定连接。第一支架和第二支架的长度相同，变形弧度相同，包括型钢及连接钢板6组成，连接钢板6的中心与型钢端部的中心重合，型钢优选为工字钢，连接钢6板垂直焊接在工字钢的端部，连接钢板6上开设有两组对称的连接孔8，每组连接孔8有两个。第一支架和第二支架共有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拼接式钢拱架，包括拱顶支架（1）、位于拱顶支架（1）两端的边墙支架（2），拱顶支架（1）中心与隧道中心的中心连线与隧道地面垂直，且边墙支架（2）沿中心连线镜像对称，拱顶支架（1）与边墙支架（2）之间通过螺栓固定连接，其特征在于：所述拱顶支架（1）由若干个第一支架经螺栓固定连接后组成，所述边墙支架（2）由若干个第二支架经螺栓固定连接后组成；所述第一支架及所述第二支架均包括型钢及连接钢板（6），连接钢板（6）的中心与型钢端部的中心重合，连接钢板（6）垂直焊接在型钢的端部，且连接钢板（6）上开设有两组对称的连接孔（8）；制作所述第一支架及所述第二支架的型钢长度及宽度均相同；在所述连接钢板（6）的中心铣洗有用于型钢定位和插入的凹槽（7），所述凹槽（7）与所述型钢截面形状及大小相同。

【技术特征摘要】
1.一种拼接式钢拱架，包括拱顶支架（1）、位于拱顶支架（1）两端的边墙支架（2），拱顶支架（1）中心与隧道中心的中心连线与隧道地面垂直，且边墙支架（2）沿中心连线镜像对称，拱顶支架（1）与边墙支架（2）之间通过螺栓固定连接，其特征在于：所述拱顶支架（1）由若干个第一支架经螺栓固定连接后组成，所述边墙支架（2）由若干个第二支架经螺栓固定连接后组成；所述第一支架及所述第二支架均包括型钢及连接钢板（6），连接钢板（6）的中心与型钢端部的中心重合，连接钢板（6）垂直焊接在型钢的端部，且连接钢板（6）上开设有两组对称的连接孔（8）；制作所述第一支架及所述第二支架的型钢长度及宽度均相同；在所述连接钢板（6）的中心铣洗有用于型钢定位和插入的凹槽（7），所述凹槽（7）与所述型钢截面形状及大小相同。2.根据权利要求1所述的一种拼接式钢拱架，其特征在于：所述凹槽（7）的深度为型钢厚度的1/5～1/2。3.根据权利要求2所述的一种拼接式钢拱架，其特征在于：在所述型钢与所述连接钢板（6）焊接处还设有支撑体，所述支撑体用于支撑和稳固所述连接钢板（6）。4.根据权利要求3所述的一种拼接式钢拱架，其特征在于：所述支撑体为直三角形...

【专利技术属性】
技术研发人员：马保亮，
申请(专利权)人：中交二公局东萌工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61