本发明专利技术公开了一种可伸缩式钢拱架连接件及其施工方法，包括：套筒；可伸缩构件，设置于套筒内；上部顶板，用于与可伸缩构件连接；上部连接装置，设置于套筒开口处，并滑动套设于可伸缩构件外部，当上部顶板在外荷载作用下，可伸缩构件相对套筒之间接触形成摩擦面，当上部顶板受力达到一定限度时，可伸缩构件可通过自身的变形实现让压。本发明专利技术具有一定刚度，在外荷载作用下，可伸缩构件与套筒之间接触形成摩擦面，可伸缩构件，可伸缩构件与套筒之间的摩擦可以消耗一定量外界传递来的能力，当拱架受力达到一定限度时，可伸缩构件可以通过自身的变形实现让压，具有可以人为设定的让压时机和让压量。让压量。让压量。
【技术实现步骤摘要】
一种可伸缩式钢拱架连接件及其施工方法
[0001]本专利技术涉及地下工程支护结构领域，尤其是涉及为大埋深情况下支护隧道等地下工程支护的技术，具体地说，涉及一种可伸缩式钢拱架连接件。
技术介绍
[0002]我国是世界上地下空间开发规模、数量和难度最大的国家,涉及到交通、水利水电、能源等多个国家基础设施建设领域，尤其是深埋隧道在中国重大基建项目里占有着重大地位。但在隧道及地下工程的建设过程，尤其是在深部地下空间及复杂工程地质条件时常面临着围岩大变形、岩爆、塌方及突泥涌水等事故。
[0003]现行拱架主要是U型钢拱架，其中U型钢拱架是现阶段支护软岩隧道中最常用的被动支护手段。但U型钢拱架在支护围岩时存在以下问题：
①
支护强度不足；
②
工作阻力低；
③
支护支撑能力得不到充分发挥，降低了材料利用率；
④
让压时机和让压量不好控制。
[0004]有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可伸缩式钢拱架连接件及其施工方法，该构件安装方便、结构简单、可以人为控制让压量及让压时机。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0007]一种可伸缩式钢拱架连接件，包括：
[0008]套筒；
[0009]可伸缩构件，设置于所述套筒内；
[0010]上部顶板，用于与所述可伸缩构件连接；
[0011]上部连接装置，设置于所述套筒开口处，并滑动套设于所述可伸缩构件外部，当所述上部顶板在外荷载作用下，所述可伸缩构件相对所述套筒之间接触形成摩擦面，当所述上部顶板受力达到一定限度时，所述可伸缩构件可通过自身的变形实现让压，具有可以人为设定的让压时机和让压量。
[0012]在上述任一方案中优选的实施例，所述可伸缩构件，包括：
[0013]弹簧结构，安装于所述套筒内，且所述弹簧结构一端与所述套筒内壁抵接；
[0014]弹簧顶板，设置于所述弹簧结构的另一端，且所述弹簧顶板与所述套筒相配合，可在所述套筒内相对所述套筒上下滑动；
[0015]圆柱，一端穿设所述上部连接装置，并与所述弹簧顶板连接，以实现所述圆柱可相对所述上部连接装置上下滑动。
[0016]在上述任一方案中优选的实施例，所述的可伸缩式钢拱架连接件，还包括：
[0017]下部连接装置，设置于所述套筒上，并用于与所述上部连接装置通过中部螺栓连接。
[0018]在上述任一方案中优选的实施例，所述的可伸缩式钢拱架连接件，还包括：
[0019]上部钢拱架结构板，设置于所述上部顶板上，且与所述上部顶板通过上部螺栓连接。
[0020]在上述任一方案中优选的实施例，所述的可伸缩式钢拱架连接件，还包括：
[0021]下部钢拱架结构板，设置于所述套筒底部，并通过下部螺栓与所述下部钢拱架结构板连接。
[0022]在上述任一方案中优选的实施例，所述弹簧结构由多个弹簧构成，且多个弹簧均匀布设。
[0023]在上述任一方案中优选的实施例，所述上部连接装置的表面形心与圆柱的表面形心在同一铅垂面上，所述下部连接装置的表面形心与套筒的底面形心在同一铅垂面上。
[0024]在上述任一方案中优选的实施例，所述可伸缩构件为采用优质钢材或高分子材料制成的实心圆柱和弹簧，进行精密的机械加工，其外径误差为
±
0.05mm。
[0025]第二方面，一种可伸缩式钢拱架连接件的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
[0026]步骤1：选用可伸缩构件使用的材料，并将所述可伸缩构件与套筒加工在一起；
[0027]步骤2：将所述可伸缩构件与所述上部顶板41和上部钢拱架结构板组合在一起；
[0028]步骤3：最后执行常规的初支作业，即在完成初喷混凝土后，进行钢拱架的安装及挂钢筋网，再施作系统锚杆。
[0029]在上述任一方案中优选的实施例，所述将所述可伸缩构件与套筒加工在一起，包括：
[0030]步骤11：加工所述可伸缩构件中的各个组成构件，所述可伸缩构件和套筒进行精密的机械加工，其表面进行喷砂处理，使其表面更具有摩擦性能；
[0031]步骤12：将所述可伸缩构件和套筒进行插入连接；
[0032]在上述任一方案中优选的实施例，所述将所述可伸缩构件与所述上部顶板41和上部钢拱架结构板组合在一起，包括：
[0033]步骤21：在所述上部连接装置正中部开设一个圆洞，圆洞的形状与所述可伸缩构件中的圆柱外形相同，尺寸略大于所述可伸缩构件中的圆柱的直径，圆洞采用机械加工工艺，误差为
±
0.1mm；
[0034]步骤22：将所述可伸缩构件放置于所述上部连接装置正中部开设的圆形孔洞中，所述可伸缩构件与上部顶板焊接，所述可伸缩构件的截面形心和上部顶板的表面形心在同一铅锤线上；
[0035]步骤23：将弹簧结构通过焊接与弹簧顶板连接，将上部连接装置和可伸缩构件与下部连接装置和套筒进行拼装，形成盒装结构，再通过中部螺栓紧密连接在一起；
[0036]步骤24：采用上部螺栓和下部螺栓分别与上部钢拱架结构板和下部钢拱架结构板进行连接。
[0037]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。
[0038]通过设置可伸缩构件和套筒，可伸缩构件与套筒进行初连接，具有一定刚度，在外荷载作用下，可伸缩构件与套筒之间接触形成摩擦面，可伸缩构件，可伸缩构件与套筒之间的摩擦可以消耗一定量外界传递来的能力，当拱架受力达到一定限度时，可伸缩构件可以通过自身的变形实现让压，具有可以人为设定的让压时机和让压量，也可以根据需要加工成具有不同让压时机和让压量的可伸缩构件，可伸缩构件可以根据需要为压力达到一定程
度时变形继续而荷载不变的恒阻让压形式等多种让压形式，其具有结构简单，精度高，采用预制化构件安装方便，支护强度高，并且让压量和让压时机可以人为控制。
[0039]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0040]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：
[0041]图1是本专利技术可伸缩式钢拱架连接件的爆炸图。
[0042]图2是本专利技术可伸缩式钢拱架连接件的整体结构示意图。
[0043]图3是本专利技术可伸缩式钢拱架连接件的主视图。
[0044]图4是本专利技术可伸缩式钢拱架连接件的俯视图。
[0045]图5是本专利技术可伸缩式钢拱架连接件的支护结构整体示意图。
[0046]图6本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，包括：套筒(2)；可伸缩构件(1)，设置于所述套筒(2)内；上部顶板(41)，用于与所述可伸缩构件(1)连接；上部连接装置(51)，设置于所述套筒(2)开口处，并滑动套设于所述可伸缩构件(1)外部，当所述上部顶板(41)在外荷载作用下，所述可伸缩构件(1)相对所述套筒(2)之间接触形成摩擦面，当所述上部顶板(41)受力达到一定限度时，所述可伸缩构件(1)可通过自身的变形实现让压。2.根据权利要求1所述的可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，所述可伸缩构件(1)，包括：弹簧结构(71)，安装于所述套筒(2)内，且所述弹簧结构(71)一端与所述套筒(2)内壁抵接；弹簧顶板(42)，设置于所述弹簧结构(71)的另一端，且所述弹簧顶板(42)与所述套筒(2)相配合，可在所述套筒(2)内相对所述套筒(2)上下滑动；圆柱，一端穿设所述上部连接装置(51)，并与所述弹簧顶板(42)连接，以实现所述圆柱可相对所述上部连接装置(51)上下滑动。3.根据权利要求2所述的可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，还包括：下部连接装置(52)，设置于所述套筒(2)上，并用于与所述上部连接装置(51)通过中部螺栓(62)连接。4.根据权利要求3所述的可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，还包括：上部钢拱架结构板(31)，设置于所述上部顶板(41)上，且与所述上部顶板(41)通过上部螺栓(61)连接。5.根据权利要求4所述的可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，还包括：下部钢拱架结构板(32)，设置于所述套筒(2)底部，并通过下部螺栓(63)与所述下部钢拱架结构板(32)连接。6.根据权利要求5所述的可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，所述弹簧结构(71)由多个弹簧构成，且多个弹簧均匀布设。7.根据权利要求6所述的可伸缩式钢拱架连接件，其特征在于，所述上部连接装置(51)的表面形心与圆柱的表面形心在同一铅垂面上，所述下部连接装置(52)的表面形心与...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄昌富，杨宇友，周雄，柴琦龙，杜阳，郝孟杰，周叶飞，刘中欣，栾焕强，刘国鹏，李嘉尉，何伊琦，徐鹏飞，王森荣，李少华，岳粹洲，
申请(专利权)人：中铁十五局集团有限公司中国地质大学北京北京中地盾构工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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