一种锁角钢管与钢架的连接装置的制作方法

本发明属于土木工程中的零件连接领域，更具体地，涉及一种锁角钢管与钢架的连接装置，其能够在提高锁脚钢管作用效率，同时最大限度的控制拱顶下沉和水平收敛。

背景技术：

目前，在实施隧道工程开挖作业时，各种工法中有一项很重要的环节，就是锁角钢管。目前较为普遍的做法是锁角锚管安装采用风镐或锤击送入，锁角锚管端头与型钢拱架拱角焊接牢固。而技术工人的焊接质量，决定了锁角钢管对隧道拱顶下沉及水平收敛的作用。基于此，现有的锁角锚管的安装方法具有以下缺陷和不足：(1)技术工人焊接技术参差不齐，会出现焊接不牢的情况，导致钢管与钢架连接不稳定；(2)当焊接不牢时，锁角与钢架形成不了整体，通过锁角来控制拱顶下沉和水平收敛效果不明显，(3)需要大量的焊接进行连接，导致锁角效率低下。

由于存在上述缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，设计一种连接装置，使其能够避免工人焊接技术参差不齐造成的锁角不稳定和效率低下，以便满足隧道开挖等工程中锁角钢管的需要。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种锁角钢管与钢架的连接装置，采取先将钢架钻孔的方式，然后用螺纹钢筋穿过钢架，中间焊接后采用螺栓与垫圈加固，最后采用类似钢筋套筒连接锁脚钢管和螺纹钢筋，从而减小工人焊接技术水平对锁脚钢管与钢架整体性的影响，在提高锁脚钢管作用效率的同时亦能最大限度的控制拱顶下沉和水平收敛。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种锁角钢管与钢架的连接装置，其特征在于，其包括第一连接部和第二连接部，

其中，所述第一连接部整体呈u型结构，在钢架上开设有贯穿孔，所述第一连接部穿过该贯穿孔，且与贯穿孔固定连接，所述贯穿孔位于第一连接部的中间位置，

锁角钢管的一端外露，所述第一连接部的两端与锁角钢管的外露端分别通过第二连接部连接，所述第二连接部为两端开孔的筒状结构，且一端套设在第一连接部端部的外部，另一端套设在锁角钢管外露端的外部，所述第一连接部的两端和锁角钢管的外露端均设置有外螺纹，所述第二连接部内部设有内螺纹与所述第一连接部和锁角钢管的外螺纹相配合，实现固定连接。

具体地，通过u型的第一连接部将钢架能够有效地将钢架锁定，能够能够避免工人焊接技术参差不齐带来的焊接失效，有效地减少因为焊接不牢发生连接部位与钢架分离的情况，而通过第二连接部将第一连接部与锁角钢管螺纹连接，能够将锁角钢管与第一连接部紧密连接，进而与钢架牢固连接，且由于u型连接部可使用不同大小和形状的锁角钢管，具有广泛的适用性。而螺纹连接则能够快速地进行连接，提高了锁角的效率。采用该结构的连接装置能够将锁角钢管和钢架有效地进行连接，提高锁脚钢管的稳定性，能显著提高锁脚效率，实现控制拱顶下沉和水平收敛的目的。

进一步优选地，所述第一连接部穿过钢架的贯穿孔后，在贯穿孔处通过焊接的方式与钢架固定连接。通过焊接的方式将钢架与第一连接部紧密连接，能够避免第一连接部在钢架内滑动，实现牢固连接。

优选地，所述贯穿孔的两侧分别设置有螺栓及垫圈将第一连接部进行加固。较多的比较试验表明，采用螺栓和垫圈能够进一步将第一连接部与钢架牢固连接，利用螺栓垫圈等还能够避免施工中技术工人焊接不牢固造成锁脚钢管失效，实现有控锁脚，而且采用螺栓连接抗震性能更好，能够有效控制拱顶下沉和水平收敛。

优选地，所述第一连接部与锁角钢管的直径不同，所述第二连接部的两端的内径分别与所述第一连接部和锁角钢管的直径匹配。较多的比较试验表明，通过将第二连接部的内径与第一连接部和锁角钢管进行匹配，能够将二者紧密牢固连接，且具有良好的抗震效果，提高锁角的稳定性。

优选地，所述第一连接部为螺纹钢筋，所述第二连接部为钢套管。钢筋材料具有较高的强度，作为连接材料能够延长连接装置的使用寿命，进而提高锁角的稳定性。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

(1)本发明的连接装置，采取先将钢架钻孔的方式，然后用螺纹钢筋穿过钢架，中间焊接后采用螺栓与垫圈加固，最后采用类似钢筋套筒连接锁脚钢管和螺纹钢筋，从而减小工人焊接技术水平对锁脚钢管与钢架整体性的影响，在提高锁脚钢管作用效率的同时亦能最大限度的控制拱顶下沉和水平收敛。

(2)通过u型的第一连接部将钢架能够有效地将钢架锁定，能够避免工人焊接技术参差不齐带来的焊接失效，有效地减少因为焊接不牢发生连接部位与钢架分离的情况，而通过第二连接部将第一连接部与锁角钢管螺纹连接，能够将锁角钢管与第一连接部紧密连接，进而与钢架牢固连接，且由于u型连接部可使用不同大小和形状的锁角钢管，具有广泛的适用性。而螺纹连接则能够快速地进行连接，提高了锁角的效率。采用该结构的连接装置能够将锁角钢管和钢架有效地进行连接，提高锁脚钢管的稳定性，能显著提高锁脚效率，实现控制拱顶下沉和水平收敛的目的。

(3)通过焊接的方式将钢架与第一连接部紧密连接，能够避免第一连接部在钢架内滑动，实现牢固连接。采用螺栓和垫圈能够进一步将第一连接部与钢架牢固连接，利用螺栓垫圈等还能够避免施工中技术工人焊接不牢固造成锁脚钢管失效，实现有控锁脚，而且采用螺栓连接抗震性能更好，能够有效控制拱顶下沉和水平收敛。

(4)通过将第二连接部的内径与第一连接部和锁角钢管进行匹配，能够将二者紧密牢固连接，且具有良好的抗震效果，提高锁角的稳定性。钢筋材料具有较高的强度，作为连接材料能够延长连接装置的使用寿命，进而提高锁角的稳定性。

(5)本发明的连接装置结构简单易获得，且成本低廉，安装简单，连接效果好、稳定性高，适合大规模推广使用。

附图说明

图1为本发明的锁脚钢管与钢架的连接装置的正视图；

图2为本发明的锁脚钢管与钢架的连接装置的侧视图；

图3(a)-(c)锁脚钢管与u型螺纹钢筋连接套筒的细节图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-钢架，2-第一连接部，3-锁角钢管，4-第二连接部，5-螺栓，6-垫圈，7-贯穿孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2和图3(a)-(c)所示，为本发明的锁角钢管与钢架的连接装置的结构图，如图所示，其包括第一连接部2和第二连接部4,

其中，所述第一连接部2整体呈u型结构，在钢架1上开设有贯穿孔7，所述第一连接部2穿过该贯穿孔7，且与贯穿孔7固定连接，所述贯穿孔7位于第一连接部2的中间位置，

锁角钢管3的一端外露，所述第一连接部2的两端与锁角钢管3的外露端分别通过第二连接部4连接，所述第二连接部4为两端开孔的筒状结构，且一端套设在第一连接部2端部的外部，另一端套设在锁角钢管3外露端的外部，所述第一连接部2的两端和锁角钢管3的外露端均设置有外螺纹，所述第二连接部4内部设有内螺纹与所述第一连接部2和锁角钢管3的外螺纹相配合，实现固定连接。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一连接部2穿过钢架的贯穿孔7后，在贯穿孔7处通过焊接的方式与钢架1固定连接。

在本发明的另一个具体实施例中，所述贯穿孔7的两侧分别设置有螺栓5及垫圈6将第一连接部2进行加固。

在本发明的另一个具体实施例中，所述第一连接部2与锁角钢管3的直径不同，所述第二连接部4的两端的内径分别与所述第一连接部2和锁角钢管3的直径匹配。

在本发明的另一个具体实施例中，所述第一连接部2为螺纹钢筋，所述第二连接部4为钢套管。

为更好地解释本发明，以下给出一个具体实施例：

使用钻孔设备，在钢架中间钻孔。对螺纹钢筋两头车丝并做成u型，将螺栓及垫圈放置在钢架中间两侧，然后将u型螺纹钢筋穿过钢架。锤击车丝后的φ50锁脚钢管进入岩层并注浆，然后根据锁脚钢管位置旋转u型螺纹钢筋对准锁脚钢管，并用连接套筒连接，同时固定钢架中间的螺栓及垫圈。利用螺栓垫圈等来避免施工中技术工人焊接不牢固造成锁脚钢管失效，实现有控锁脚，控制拱顶下沉和水平收敛。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。