一种软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置。

背景技术：

目前，隧道工程开挖施工中，支护结构是我国隧道工程领域常用的一种支护形式，特别是在软弱围岩中得到了广泛的应用，如软岩大变形隧道。支护结构中的钢拱架支护，一般均采用h型钢或工字钢制成，钢拱架支护具有支护刚度大、发挥作用大、加工制造简单快等优点，但是受限于加工工艺及施工方法的限制，钢拱架往往采用分节安装的方式，加工好的各拱架节之间的连接按开挖先后顺序在隧道中组装而成，按照隧道支护质量控制要求，每榀钢拱架的加工精度和安装精度的要求都非常高，而各拱架节之间采用传统焊接方法就无法满足上述隧道支护质量控制的要求，加上焊接要在隧道内进行，施工空间小，操作不方便，既不安全，焊接质量也难以控制，在软岩大变形隧道中，由于围岩变形较大，螺栓连接的方式导致钢拱架受力较大；在弯矩作用下，钢拱架连接处往往会产生较大变形，导致连接螺栓拉断或失效，因而钢拱架连接处往往是钢拱架支护的薄弱部位。

现有技术中，往往通过在钢架两端设置连接板并在连接板上设置若干通孔，并使用紧固件连接，如申请号为“201820579163.3”的中国专利申请文献；还有的是在各拱架节的左右两端对称地分别焊装矩形的连接板并在各连接板上对应位于四角的部位对称地开设螺栓孔，在各两两相邻的拱架节上的连接板之间的对应螺栓孔中分别穿装高强螺栓并拧紧高强螺母而固定连接，如申请号为“201220485501.x”的中国专利申请文献。总体来看，目前钢拱架节点的连接主要采用在钢拱架两端设置连接板并采用螺栓连接的方法，但是这些方法均不能解决钢拱架连接处弯矩过大导致连接失效的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置，具有较高连接刚度及稳定性，能有效避免钢拱架连接节点处弯矩过大导致连接失效的现象，以解决背景技术中提到的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置，包括钢拱架、连接部和钢套管，所述连接部焊接在所述钢拱架上，所述连接部包括结构相同的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板间隔平行焊接于所述钢拱架上并通过纵向连接组件连接，所述钢套管套设于所述钢拱架上且通过横向连接组件连接。

进一步地，所述钢拱架为工字型拱架，所述钢拱架包括第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板，所述第一竖向钢板和所述第二竖向钢板平行设置，所述连接钢板的第一端与所述第一竖向钢板连接，所述连接钢板的第二端与所述第二竖向钢板连接。

进一步地，所述第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板的长度相等。

进一步地，所述第一竖向钢板和第二竖向钢板上开设有多个第一横向通孔。

进一步地，所述第一连接板和第二连接板均为钢制垫板，所述第一连接板和第二连接板上位于所述钢拱架两外侧的端面上均开设有一对纵向通孔。

进一步地，所述纵向连接组件包括纵向连接钢筋和纵向锁紧螺栓，所述纵向连接钢筋的两端开设有与所述纵向锁紧螺栓配合的外螺纹，所述纵向连接钢筋穿设于所述纵向通孔配合所述纵向锁紧螺栓实现第一连接板和第二连接板的连接。

进一步地，所述钢套管包括两块平行布置的第一平板和两块平行布置的第二平板，所述第一平板和所述第二平板依次首尾相接构成钢套管，所述第一平板上均匀开设有互相平行的若干对第二横向通孔。

进一步地，所述横向连接组件包括横向连接钢筋和横向锁紧螺栓，所述横向连接钢筋的两端开设有与所述横向锁紧螺栓配合的外螺纹，所述横向连接钢筋依次穿设于所述第二横向通孔及第一横向通孔配合所述横向锁紧螺栓实现钢套管与钢拱架的连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置，其钢拱架上焊接连接部并通过纵向连接组件实现钢拱架和连接部的稳固性连接，钢套管再套设在钢拱架和连接部所构成的结构体的外部，进一步加强了钢拱架节点处的稳定性，并通过横向连接组件实现钢套管和钢拱架之间的稳固性连接。相比现有技术仅采用螺栓或焊接的方式，而本实用新型是通过上述内外两层的连接结构实现节点的连接，不会出现钢拱架受力较大的现象，在弯矩作用下，钢拱架连接处也不会产生较大变形，避免了钢拱架连接节点处弯矩过大导致螺栓拉断和连接失效的现象的发生。

附图说明

图1为本实用新型钢拱架和连接部的安装结构示意图；

图2为本实用新型钢套管的结构示意图；

图3为本实用新型钢拱架、连接部及钢套管的安装结构示意图；

图4为本实用新型的整体结构侧视图；

图中，1-钢拱架，101-第一竖向钢板，102-连接钢板，103-第二竖向钢板，2-连接部，201-第一连接板，202-第二连接板，3-钢套管，301-第一平板，302-第二平板，4-第一横向通孔，5-纵向通孔，6-纵向连接钢筋，7-第二横向通孔，8-横向连接钢筋，9-横向锁紧螺栓。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

请参照图1-4，一种软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置，包括钢拱架、连接部和钢套管，所述连接部焊接在所述钢拱架上，所述连接部包括结构相同的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板间隔平行焊接于所述钢拱架上并通过纵向连接组件连接，所述钢套管套设于所述钢拱架上且通过横向连接组件连接。

本实用新型的软岩变形隧道钢拱架节点的连接装置，其钢拱架上焊接连接部并通过纵向连接组件实现钢拱架和连接部的稳固性连接，钢套管再套设在钢拱架和连接部所构成的结构体的外部，进一步加强了钢拱架节点处的稳定性，并通过横向连接组件实现钢套管和钢拱架之间的稳固性连接。相比现有技术仅采用螺栓或焊接的方式，而本实用新型是通过上述内外两层的连接结构实现节点的连接，不会出现钢拱架受力较大的现象，在弯矩作用下，钢拱架连接处也不会产生较大变形，避免了钢拱架连接节点处弯矩过大导致螺栓拉断和连接失效的现象的发生。

请参照图1，所述钢拱架为工字型拱架，所述钢拱架包括第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板，所述第一竖向钢板和所述第二竖向钢板平行设置，所述连接钢板的第一端与所述第一竖向钢板连接，所述连接钢板的第二端与所述第二竖向钢板连接。

本实用新型的第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板采用相互连接的方式，可增加钢拱架的整体结构的稳定性，而且便于安装纵向连接部和纵向连接组件。

请参照图1，所述第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板的长度相等。

本实用新型的工字型钢拱架的三个组成部件，即第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板的长度相等，可保证各个工字型钢拱架与连接部连接时的稳固性，且连接钢板能加强单榀工字型钢拱架本身的强度。

请参照图1，所述第一竖向钢板和第二竖向钢板上开设有多个第一横向通孔。

本实用新型的第一竖向钢板和第二竖向钢板上的多个第一横向通孔，是用于和横向连接组件的连接。

请参照图1，所述第一连接板和第二连接板均为钢制垫板，所述第一连接板和第二连接板上位于所述钢拱架两外侧的端面上均开设有一对纵向通孔。

本实用新型第一连接板和第二连接板采用硬度高的钢制垫板制成，其端面上开设的纵向通孔是用于和纵向连接组件的连接。

请参照图1，所述纵向连接组件包括纵向连接钢筋和纵向锁紧螺栓，所述纵向连接钢筋的两端开设有与所述纵向锁紧螺栓配合的外螺纹，所述纵向连接钢筋穿设于所述纵向通孔配合所述纵向锁紧螺栓实现第一连接板和第二连接板的连接。

本实用新型的纵向连接组件采用纵向连接钢筋和纵向锁紧螺栓的配合方式，以实现第一连接板和第二连接板的连接，安装方式简单快捷，可以节省工期提高工作效率。

请参照图2，所述钢套管包括两块平行布置的第一平板和两块平行布置的第二平板，所述第一平板和所述第二平板依次首尾相接构成钢套管，所述第一平板上均匀开设有互相平行的若干对第二横向通孔。

本实用新型的钢套管采用第一平板和所述第二平板依次首尾相接构成的腔体结构作为钢套管，可套设于钢拱架的外围，第二横向通孔是用于和横向连接组件的连接。

请参照图3-4，所述横向连接组件包括横向连接钢筋和横向锁紧螺栓，所述横向连接钢筋的两端开设有与所述横向锁紧螺栓配合的外螺纹，所述横向连接钢筋依次穿设于所述第二横向通孔及第一横向通孔配合所述横向锁紧螺栓实现钢套管与钢拱架的连接。

本实用新型横向连接组件采用横向连接钢筋和横向锁紧螺栓的配合安装方式，实现钢套管与钢拱架的连接，这种施工方式简单快捷，可以节省工期提高工作效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。