一种适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头，接头由耦合的上部（100）和下部（200）两部分组成，上部（100）和下部（200）都有用于与钢架联接的联接头，即上部联接头（110）和下部联接头（210）；上部（100）具有凸体端（120），凸体端的外表面具有倒刺状的倒齿（130）；下部（200）具有可与上部凸体端（120）套合的套合腔（220），套合腔的内表面亦具有倒刺状的反向倒齿（230）；套合腔（220）上的设置有缝隙（240）；连接钢板（250）横跨缝隙两边，用螺栓与套合腔连接。本发明适用于各种形式的开挖方法，可与成品钢架现场加工安装，随受力情况自动调节钢架的长度，亦可人工在初始设置伸缩量及钢架的极限承载量，施工中可锁定伸缩量，可有效控制钢架的受力及围岩的变形，保证隧道结构的安全及稳定。
【专利说明】
一种适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头
技术领域
[0001]本发明涉及隧道及地下结构需使用钢架进行加固设备领域，特别是用于隧道结构大变形初期支护中与成品钢架联接接头。
【背景技术】
[0002]据相关资料显示，随着我国铁路及公路建设的持续快速发展，软弱大变形隧道工程不断涌现。隧道大变形是隧道修建过程中所遇到的一种极难处理的技术难题，大变形的后果不仅是引起隧道施工过程中的安全问题，同时也是后期运营的巨大安全隐患。
[0003]当前对于隧道大变形的主要技术措施包括预留变形量、增强初期支护或临时支护、提早施做二次衬砌以控制围岩变形并提高围岩的自承能力等方面。
[0004]钢架是支撑围岩的最为有效的手段，广泛应用在大变形隧道中，然而当前使用的钢架以刚性连接为主，在大变形发生后会随着变形的持续增大而发生扭曲甚至剪切破坏，极大的降低了初期支护的承载能力，围岩的变形不能有效得到抑制，围岩也经常出现进一步恶化的情况，为了保证隧道结构安全并满足建筑限界，只能拆除初期支护重建，造成了极大的安全风险和极高的建设成本。
[0005]针对钢架的这一问题，国内外也进行了可伸缩钢架的研制，有一定的可伸缩量，但是不能有效的控制伸缩量的范围、也不能控制钢架的极限承载能力对钢架进行有效的保护。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是在解决隧道大变形过程中，利用钢架可伸缩这一特性，有效的控制围岩的变形和提高围岩的自承能力，达到隧道大变形施工的安全和经济。
[0007]本发明的目的是通过如下的手段实现的:一种适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头，用于隧道结构大变形初期支护中与成品钢架联接使之依据受力情况自动调节钢架的长度而控制钢架的受力及围岩的变形，其特征在于，接头由耦合的上部100和下部200两部分组成，上部100和下部200都有用于与钢架联接的联接头，即上部联接头110和下部联接头210;上部100具有凸体端120，凸体端的外表面具有倒刺状的倒齿130;下部200具有可与上部凸体端120套合的套合腔220，套合腔的内表面亦具有倒刺状的反向倒齿230;套合腔220上的设置有缝隙240;连接钢板250横跨缝隙两边，用螺栓与套合腔连接。
[0008]本发明接头适用于各种形式的开挖方法，接头的两端分别用螺栓和钢架连接，可与成品钢架现场加工安装，随受力情况自动调节钢架的长度，有效控制钢架的受力及围岩的变形。接头的长度可以根据变形量进行调整，调节的方式有两种:一种是通过增加和减少钢架接头的整体长度的方式，另一种是根据接头上部插入下部的深度进行调节；
根据缝隙两端的螺栓紧密程度，控制钢架接头的承担荷载的大小，如果变形量较大，螺栓可处于放松的位置，让钢架的上部插入下部以满足变形要求，如果变形量较小，但是荷载较大，则将螺栓处于旋紧的状态，以提高整体的刚度和承载能力。
【附图说明】
[0009]图1为本发明整体联接后的示意图。
[0010]图2为本发明整体联接后移去套合腔上表面后的局部示意图。
[0011]图3为本发明整体联接后的俯视图。
[0012]图4为本发明的钢架及接头的连接螺栓局部图。
【具体实施方式】
[0013]下面，结合附图和实施例对本发明的结构作进一步的详述。
[0014]由图1?图3可看到，本发明适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头由耦合的上部100和下部200两部分组成，上部100和下部200都有用于与钢架联接的联接头，即上部联接头110和下部联接头210;上部100具有凸体端120，凸体端的外表面具有倒刺状的倒齿130;下部200具有可与上部凸体端120套合的套合腔220，套合腔的内表面亦具有倒刺状的反向倒齿230;套合腔220上的设置有缝隙240;连接钢板250横跨缝隙两边，用螺栓与套合腔连接。
[0015]缝隙240的宽度一般在Icm宽即可，连接钢板可设置多个。连接钢板250的一端由螺栓固定在套合腔220上，其另一端具有条形螺栓孔270，套合腔220相应部位也具有条形螺栓孔，以使螺栓260可在一定范围内进行调节固定的位置。根据缝隙两端的螺栓紧密程度，控制钢架接头的承担荷载的大小，如果变形量较大，螺栓可处于放松的位置，让钢架的上部插入下部以满足变形要求，如果变形量较小，但是荷载较大，则将螺栓处于旋紧的状态，以提高整体的刚度和承载能力。
【主权项】
1.一种适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头，用于隧道结构大变形初期支护中与成品钢架联接使之依据受力情况自动调节钢架的长度而控制钢架的受力及围岩的变形，其特征在于，接头由耦合的上部(100)和下部(200)两部分组成，上部(100)和下部(200)都有用于与钢架联接的联接头，即上部联接头(110)和下部联接头(210);上部(100)具有凸体端(120)，凸体端的外表面具有倒刺状的倒齿(130);下部(200)具有可与上部凸体端(120)套合的套合腔(220)，套合腔的内表面亦具有倒刺状的反向倒齿(230);套合腔(220)上的设置有缝隙(240);连接钢板(250)横跨缝隙两边，用螺栓与套合腔连接。2.根据权利要求1所述的适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头，其特征在于，所述连接钢板(250)的一端由螺栓固定在套合腔(220)上，其另一端具有条形螺栓孔(270)，套合腔(220)相应部位也具有条形螺栓孔，以使螺栓可在一定范围内进行调节固定的位置。3.根据权利要求1所述的适用于隧道大变形的可伸缩钢架接头，其特征在于，所述连接钢板可设置多个。
【文档编号】E21D11/22GK105888700SQ201610425242
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】张俊儒, 冯冀蒙, 许伦锋, 张伟, 张梅, 崔耀, 李洪涛
【申请人】中交四航局第二工程有限公司, 西南交通大学