一种高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法，属于巷道施工技术领域，解决了现有巷道支护结构不具备高承压能力，容易造成连接失效等工程事故的问题，该高应力组合圈体梁支护结构包括钢桁架、梯形拱架、上部梁板、下部梁板、构件强螺栓、钢桁架冠梁和支护桩，所述钢桁架底部连接梯形拱架，梯形拱架安装在钢桁架冠梁上，钢桁架冠梁底部安装有支护桩，其结构施作完成后，在上部梁板、下部梁板固定下，钢桁架和钢桁架冠梁稳固连接，钢桁架将作用力传递至钢桁架冠梁，通过将钢桁架冠梁作为结构受力体系一部分，在垂直支撑的支护桩作用下共同协调作用，作为圈体梁工程施工的基坑支护结构可完全满足圈体梁施工安全要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法
本专利技术涉及巷道施工
，具体是涉及一种高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法。
技术介绍
在煤矿巷道掘进过程中，难免遇到不平衡应力场，巷道支护体处于非均压受力状态，巷道容易产生强烈的非对称变形，非对称变形压力先使巷道产生局部的变形破坏，随后其它区域开始破坏，最后整个巷道的支护系统破坏失效。传统的支护技术难以满足该地质条件下巷道支护工程的需求。为解决这一煤矿巷道支护承压能力不足的难题，在巷道支护中构建均质同性支护圈体构成高应力组合圈体梁，所形成的巷道支护结构的往往是通过设置一道或几道支撑结构的手段来达到的，目前常用的支护结构中的现浇砼构件，其截面及配筋较大，作为支护桩，除起到挡土止水的作用外，还要于冠梁之间稳定连接，形成牢固的支护结构。但是，支护桩与冠梁的连接摩擦力小，容易造成连接失效等工程事故，而且，也容易造成圈体梁支护稳定性差的问题。因此，需要提供一种高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法旨在解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术实施例的目的在于提供一种高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高应力组合圈体梁支护结构，包括钢桁架、梯形拱架、上部梁板、下部梁板、构件强螺栓、钢桁架冠梁和支护桩，所述钢桁架底部连接梯形拱架，梯形拱架安装在钢桁架冠梁上，钢桁架冠梁底部安装有支护桩；所述钢桁架通过梁环架、辐射架和围檩连接为一体组成，梯形拱架底部嵌入在钢桁架冠梁的定位槽内，钢桁架顶部设有上部梁板，钢桁架冠梁底部设有下部梁板，所述上部梁板和下部梁板之间连接构件强螺栓。作为本专利技术进一步的方案，所述钢桁架包括梁环架、辐射架、围檩、拉杆和内斜支撑杆，梁环架呈与组合圈体梁壁厚相契合的圆盘形，梁环架由位于同一圆心的内圆环、中圆环和外圆环组成，梁环架通过辐射架连接围檩，内圆环、中圆环和外圆环固定在辐射架上。作为本专利技术进一步的方案，所述梁环架的相邻圆环之间通过内斜支撑杆与辐射架相连接，辐射架与围檩之间连接有拉杆，组合圈体梁位于梁环架围成的封闭区间内。作为本专利技术进一步的方案，所述梁环架的内圆环内设有弧板，弧板连接在千斤顶一端，千斤顶嵌入并固定在梁环架上，千斤顶另一端连接压型钢板，压型钢板固定连接在围檩上。作为本专利技术进一步的方案，所述内斜支撑杆的轴线与梁环架的圆环所在的切面的倾角设置为30°-60°，内斜支撑杆呈X型固定在梁环架的相邻圆环之间。作为本专利技术进一步的方案，所述梯形拱架由横连杆和竖连杆焊接而成，横连杆和竖连杆与钢桁架的围檩相连接。作为本专利技术进一步的方案，所述上部梁板和钢桁架之间设有垫板，钢桁架两侧的上部梁板和下部梁板之间设有护壁板。作为本专利技术进一步的方案，所述支护桩内设有周向分布的预应力主筋，支护桩中部垂直固定有若干桩内插筋，桩内插筋向上延伸至支护桩顶部，桩内插筋外侧环绕有若干水平环筋，水平环筋自上而下依次分布，桩内插筋之间通过水平环筋相连接，桩内插筋与水平环筋焊接固定，桩内插筋顶部通过连接筋连接冠梁配筋，冠梁配筋设置在冠梁主体内，支护桩上浇筑有桩内水泥浆。一种高应力组合圈体梁支护结构的施工方法，通过以下步骤实施：步骤1、按照设计图纸，在工厂完成钢桁架冠梁的制作，并在钢桁架冠梁底部预留出冠梁配筋；步骤2、在地面确定的基坑位置周围环绕基坑间隔施工多个支护桩，支护桩在预先设定位置均匀分布，支护桩做垂直支撑；步骤3、将制好的钢桁架冠梁运输到施工现场，桩内插筋通过连接筋连接钢桁架冠梁的冠梁配筋，并通过桩内水泥浆浇筑，待桩内水泥浆凝固后，形成支撑结构；步骤4、将钢桁架的梁环架组合在圈体梁上，并通过千斤顶顶压弧板进行固定，将圈体梁、钢桁架和梯形拱架吊放于钢桁架冠梁上，梯形拱架嵌入在定位槽内；步骤5、吊放就位后，钢桁架上铺设垫板，并将上部梁板、下部梁板以及护壁板依次吊放就位，通过构件强螺栓连接上部梁板和下部梁板，以满足圈体梁知支护施工的要求，至此，整体支护结构施工完成。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤2中，支护桩的施工步骤为：根据设计图纸确定支护桩的直径和间隔以及支护的深度，预先绑扎桩内插筋和水平环筋，将预应力主筋环绕水平环筋分布，并在支护桩模板内贯入桩内水泥浆，待桩内水泥浆凝固后，再进行钢桁架冠梁的安装。。综上所述，本专利技术实施例与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术的高应力组合圈体梁支护结构及其施工方法，其结构施作完成后，在上部梁板、下部梁板固定下，钢桁架和钢桁架冠梁稳固连接，钢桁架将作用力传递至钢桁架冠梁，通过将钢桁架冠梁作为结构受力体系一部分，在垂直支撑的支护桩作用下共同协调作用，作为圈体梁工程施工的基坑支护结构可完全满足圈体梁施工安全要求。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。附图说明图1为专利技术实施例的结构示意图。图2为专利技术实施例中钢桁架的结构示意图。图3为专利技术实施例的钢桁架中弧板分布于两侧的结构示意图。图4为专利技术实施例的钢桁架中弧板分布于顶部的结构示意图。图5为专利技术实施例中支护桩连接钢桁架冠梁的结构示意图。附图标记：1-钢桁架、2-弧板、3-压型钢板、4-千斤顶、5-梯形拱架、6-护壁板、7-垫板、8-上部梁板、9-下部梁板、10-构件强螺栓、11-钢桁架冠梁、12-冠梁主体、13-定位槽、14-支护桩、15-梁环架、16-内圆环、17-中圆环、18-外圆环、19-辐射架、20-围檩、21-拉杆、22-内斜支撑杆、23-横连杆、24-竖连杆、25-连接筋、26-预应力主筋、27-桩内插筋、28-水平环筋、29-冠梁配筋、30-桩内水泥浆。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。参见图1所示，一种高应力组合圈体梁支护结构，包括钢桁架1、梯形拱架5、上部梁板8、下部梁板9、构件强螺栓10、钢桁架冠梁11和支护桩14，所述钢桁架1底部连接梯形拱架5，梯形拱架5安装在钢桁架冠梁11上，钢桁架冠梁11底部安装有支护桩14。在本专利技术实施例中，参见图1和图2所示，所述钢桁架1包括梁环架15、辐射架19、围檩20、拉杆21和内斜支撑杆22，梁环架15呈与组合圈体梁壁厚相契合的圆盘形，梁环架15由位于同一圆心的内圆环16、中圆环17和外圆环18组成，梁环架15通过辐射架19连接围檩20，内圆环16、中圆环17和外圆环18固定在辐射架19上，梁环架15的相邻圆环之间通过内斜支撑杆22与辐射架19相连接，辐射架19与围檩20之间连接有拉杆21。在本专利技术实施例中，所述梁环架15、辐射架19和围檩20连接为一体组成钢桁架1，连接方式为焊接或螺栓连接均可。其中，参见图3和图4所示，组合圈体梁位于梁环架15围成的封闭区间内，为了进一步增加梁环架15对组合圈体梁支护的稳定性，所述梁环架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高应力组合圈体梁支护结构，包括钢桁架(1)、梯形拱架(5)、上部梁板(8)、下部梁板(9)、构件强螺栓(10)、钢桁架冠梁(11)和支护桩(14)，其特征在于，所述钢桁架(1)底部连接梯形拱架(5)，梯形拱架(5)安装在钢桁架冠梁(11)上，钢桁架冠梁(11)底部安装有支护桩(14)；/n所述钢桁架(1)通过梁环架(15)、辐射架(19)和围檩(20)连接为一体组成，梯形拱架(5)底部嵌入在钢桁架冠梁(11)的定位槽(13)内，钢桁架(1)顶部设有上部梁板(8)，钢桁架冠梁(11)底部设有下部梁板(9)，所述上部梁板(8)和下部梁板(9)之间连接构件强螺栓(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高应力组合圈体梁支护结构，包括钢桁架(1)、梯形拱架(5)、上部梁板(8)、下部梁板(9)、构件强螺栓(10)、钢桁架冠梁(11)和支护桩(14)，其特征在于，所述钢桁架(1)底部连接梯形拱架(5)，梯形拱架(5)安装在钢桁架冠梁(11)上，钢桁架冠梁(11)底部安装有支护桩(14)；
所述钢桁架(1)通过梁环架(15)、辐射架(19)和围檩(20)连接为一体组成，梯形拱架(5)底部嵌入在钢桁架冠梁(11)的定位槽(13)内，钢桁架(1)顶部设有上部梁板(8)，钢桁架冠梁(11)底部设有下部梁板(9)，所述上部梁板(8)和下部梁板(9)之间连接构件强螺栓(10)。


2.根据权利要求1所述的高应力组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述钢桁架(1)包括梁环架(15)、辐射架(19)、围檩(20)、拉杆(21)和内斜支撑杆(22)，梁环架(15)呈与组合圈体梁壁厚相契合的圆盘形，梁环架(15)由位于同一圆心的内圆环(16)、中圆环(17)和外圆环(18)组成，梁环架(15)通过辐射架(19)连接围檩(20)，内圆环(16)、中圆环(17)和外圆环(18)固定在辐射架(19)上。


3.根据权利要求2所述的高应力组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述梁环架(15)的相邻圆环之间通过内斜支撑杆(22)与辐射架(19)相连接，辐射架(19)与围檩(20)之间连接有拉杆(21)，组合圈体梁位于梁环架(15)围成的封闭区间内。


4.根据权利要求3所述的高应力组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述梁环架(15)的内圆环(16)内设有弧板(2)，弧板(2)连接在千斤顶(4)一端，千斤顶(4)嵌入并固定在梁环架(15)上，千斤顶(4)另一端连接压型钢板(3)，压型钢板(3)固定连接在围檩(20)上。


5.根据权利要求3所述的高应力组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述内斜支撑杆(22)的轴线与梁环架(15)的圆环所在的切面的倾角设置为30°-60°，内斜支撑杆(22)呈X型固定在梁环架(15)的相邻圆环之间。


6.根据权利要求4所述的高应力组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述梯形拱架(5)由横连杆(23)和竖连杆(24)焊接而成，横连杆(23)和竖连杆(24)与钢桁架(1)的围檩(20)相连接。


7.根据权利要求1-6任一所述的高应力组合圈体梁支护结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶小雳，
申请(专利权)人：叶小雳，
类型：发明
国别省市：安徽;34