一种缓冲吸能支护复合结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种缓冲吸能支护复合结构，包括U型钢框架，U型钢框架包括第一U型钢与第二U型钢，第一U型钢固定连接在第二U型钢底端两侧，两根第一U型钢之间底端连接有底板，第一U型钢与第二U型钢开口面均朝向隧道内壁，第一U型钢内以及第二U型钢内设置加固钢缆，第一U型钢与隧道之间以及第二U型钢与隧道之间均设置有长条板，长条板远离隧道内壁一侧固定连接有防护机构，防护机构远离长条板一端朝向加固钢缆，防护机构远离长条板一端与加固钢缆之间的距离小于U型钢框架两侧壁向外扩张的最大距离；通过在长条板与加固钢缆之间加装固定柱，将围压压力吸收缓释并转移至整个U型钢框架。本实用新型专利技术的一种缓冲吸能支护复合结构适用于高围压条件，能够提高地下施工的安全性，减少围压坍塌风险。减少围压坍塌风险。减少围压坍塌风险。

【技术实现步骤摘要】
一种缓冲吸能支护复合结构


[0001]本技术涉及地下工程支护结构，特别是涉及一种缓冲吸能支护复合结构。

技术介绍

[0002]大基建有力推进人类文明和社会进步的同时使得资源环境难以为继，全球环境问题日益突出。荷兰提出“绿色心脏地带”，只建设地下工程以最小化现有景观破坏。基础设施建设正呈现出从地上到地下跃迁的趋势。地下空间作为“新型国土资源”，越来越多的国家开始重视深层(50～100m)空间开发利用。然而，地下中层甚至深层施工技术难度高，相比于地面工程，地下深层高地应力的问题也愈突出，遇特殊水文地质条件时会导致掘进隧道强烈变形，甚至导致隧道断面严重“颈缩”，严重威胁地下施工技术人员的生命安全。
[0003]为提升高地应力地下隧洞施工的安全性能，在隧道内加装缓冲吸能支护复合结构。现有的支护复合结构中U型钢框架受到的作用力过大时，由于未设置防护机构，一旦超过U型钢框架两侧壁形变最大值时，会直接导致U型钢框架两侧壁折断，使得U型钢框架失去缓冲吸能功能，降低其支护性能，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本技术提供一种缓冲吸能支护复合结构，能解决现有的支护复合结构中U型钢框架受到的作用力过大时，由于未设置防护机构，一旦超过U型钢框架两侧壁形变最大值时，会直接导致U型钢框架两侧壁折断，使得U型钢框架失去缓冲吸能功能，降低其支护性能，存在较大的安全隐患的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种缓冲吸能支护复合结构，包括U型钢框架，所述U型钢框架包括第一U型钢与第二U型钢，所述第一U型钢固定连接在第二U型钢底端两侧，两根所述第一U型钢之间底端连接有底板，所述第一U型钢与第二U型钢开口面均朝向隧道内壁，所述第一U型钢内以及第二U型钢内设置加固钢缆，所述加固钢缆首尾相连形成隧道截面形状，加固钢缆用于提升整个支护复合结构组合连接结构强度，所述第一U型钢与隧道之间以及第二U型钢与隧道之间均设置有长条板，所述长条板远离隧道内壁一侧固定连接有防护机构，防护机构远离长条板一端朝向加固钢缆，所述防护机构远离长条板一端与加固钢缆之间的距离小于U型钢框架两侧壁向外扩张的最大距离。
[0006]作为本技术的一种优选技术方案，防护机构包括固定柱，所述固定柱固定连接在长条板远离隧道内壁一侧，所述固定柱远离长条板一端连接有弧形块，所述弧形块开口端朝向加固钢缆，所述弧形块与加固钢缆之间的距离小于U型钢框架两侧壁向外扩张的最大距离。
[0007]作为本技术的一种优选技术方案，所述第二U型钢形状与隧道顶面形状一致。
[0008]作为本技术的一种优选技术方案，所述长条板等距分布在第一U型钢外侧以及第二U型钢外侧。
[0009]作为本技术的一种优选技术方案，所述第一U型钢与第二U型钢连接处内外两
侧均设置角板，两块所述角板通过螺栓与螺母将第一U型钢与第二U型钢连接在一起。
[0010]作为本技术的一种优选技术方案，所述弧形块内侧设置橡胶垫。
[0011]作为本技术的一种优选技术方案，所述固定柱与弧形块之间加装伸缩柱，所述固定柱靠近弧形块一端开设活动腔，所述活动腔内侧开设有与其相互贯通的安装腔，所述安装腔内设有弹簧，所述伸缩柱一端延伸至活动腔内与弹簧连接，所述伸缩柱可在活动腔内移动。
[0012]作为本技术的一种优选技术方案，所述伸缩柱远离弧形块一端与安装腔开口端的距离同样小于第一U型钢两侧壁向外扩张的最大距离。
[0013]作为本技术的一种优选技术方案，所述活动腔开口端嵌入清洁环，所述清洁环内部等环距连接有清洁刷毛，所述清洁刷毛自由端与伸缩柱外表面接触。
[0014]与现有技术相比，本技术能达到的有益效果是：
[0015](1)通过在长条板与加固钢缆之间加装固定柱，长条板将承受的围岩压力通过长条板传递给第二U型钢，第二U型钢两侧壁受压形变，将受到的围岩压力吸收与缓冲，在第二U型钢两侧壁受压形变过程中，长条板也会随着第二U型钢两侧壁形变移动，同时由长条板带动固定柱移动，固定柱带动弧形块朝向加固钢缆移动，当第二U型钢两侧壁即将达到最大形变值时，弧形块与加固钢缆紧密接触，作用力通过固定柱以及弧形块传递至加固钢缆，此时加固钢缆在起到提升整个支护复合结构组合连接结构强度时，也可将所受力部分地转移至第一U型钢上，避免了第二U型钢受到的作用力超过其两侧壁的最大形变值，提升了第二U型钢的使用寿命，同时整体提升了支护复合结构承受高围压的性能，减少围岩坍塌的风险；
[0016](2)通过在固定柱与弧形块之间加装伸缩柱，由弹簧给伸缩柱提供支持力，使得弧形块始终贴在加固钢缆外表面，在长条板随着第二U型钢两侧壁形变时移动，可以保证弧形块不会与加固钢缆错位，保证加固钢缆能够有效传递受力，将收到的围岩压力分摊，进一步保障支护复合结构的作用和安全施工；
[0017](3)通过在活动腔开口端嵌入清洁环，清洁环内部等环距连接有清洁刷毛，清洁刷毛自由端与伸缩柱外表面接触，由清洁刷毛扫除伸缩柱外表面吸附的灰尘，减少灰尘进入安装腔内，保障伸缩柱在安装腔内的移动顺畅。
附图说明
[0018]图1为本技术所述的支护复合结构示意图；
[0019]图2为本技术第一实施例中的防护机构示意图；
[0020]图3为本技术第二实施例中的防护机构示意图；
[0021]图4为本技术所述的活动腔剖视结构示意图；
[0022]图5为图4中的a处放大结构示意图；
[0023]其中：10、U型钢框架；1、第一U型钢；2、第二U型钢；3、底板；4、长条板；5、角板；6、加固钢缆；71、固定柱；72、弧形块；73、橡胶垫；74、伸缩柱；75、活动腔；76、安装腔；77、弹簧；8、清洁环；81、清洁刷毛。
具体实施方式
[0024]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下
面结合具体实施例，进一步阐述本技术，但下述实施例仅仅为本技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0025]请参照图1所示，本技术提供一种缓冲吸能支护复合结构，包括U型钢框架10，U型钢框架10包括第一U型钢1与第二U型钢2，第一U型钢1固定连接在第二U型钢2底端两侧，两根第一U型钢1之间底端连接有底板3，第二U型钢2形状与隧道顶面形状一致，贴合隧道顶面，第一U型钢1与第二U型钢2开口面均朝向隧道内壁，在第一U型钢1内以及第二U型钢2内设置加固钢缆6，加固钢缆6首尾相连，形成隧道截面形状，加固钢缆6用于提升整个支护复合结构组合连接结构强度，第一U型钢1与隧道之间以及第二U型钢2与隧道之间均设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓冲吸能支护复合结构，包括U型钢框架(10)，所述U型钢框架(10)包括第一U型钢(1)与第二U型钢(2)，所述第一U型钢(1)固定连接在第二U型钢(2)底端两侧，两根所述第一U型钢(1)之间底端连接有底板(3)，所述第一U型钢(1)与第二U型钢(2)开口面均朝向隧道内壁，所述第一U型钢(1)内以及第二U型钢(2)内设置加固钢缆(6)，所述加固钢缆(6)首尾相连形成隧道截面形状，加固钢缆(6)用于提升整个支护复合结构组合连接结构强度，所述第一U型钢(1)与隧道之间以及第二U型钢(2)与隧道之间均设置有长条板(4)，其特征在于：所述长条板(4)远离隧道内壁一侧固定连接有防护机构，防护机构远离长条板(4)一端朝向加固钢缆(6)，所述防护机构远离长条板(4)一端与加固钢缆(6)之间的距离小于U型钢框架(10)两侧壁向外扩张的最大距离。2.根据权利要求1所述的一种缓冲吸能支护复合结构，其特征在于：防护机构包括固定柱(71)，所述固定柱(71)固定连接在长条板(4)远离隧道内壁一侧，所述固定柱(71)远离长条板(4)一端连接有弧形块(72)，所述弧形块(72)开口端朝向加固钢缆(6)，所述弧形块(72)与加固钢缆(6)之间的距离小于U型钢框架(10)两侧壁向外扩张的最大距离。3.根据权利要求2所述的一种缓冲吸能支护复合结构，其特征在于：所述第二U型钢(2)形状与隧道顶面形状一致。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹伟，胡智，严鑫，余以强，肖旦强，叶霄，
申请(专利权)人：浙江省交通运输科学研究院，
类型：新型
国别省市：