一种隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件的制作方法

本技术涉及隧道支护，具体涉及一种隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件。

背景技术：

1、在隧道建设工程中，隧道的初期支护类型对其结构稳定影响十分重要，型钢制造钢拱架进行支护成为应用的主流。目前使用的隧道钢拱架都是由工字钢逐段组合拼装形成一套整体，用以支护隧道，防止隧道上方土体、岩体下塌，保证施工安全。为了确保钢拱架的强度、刚度及承载力，采用的工字钢均为较大的规格，工字钢的翼板、腹板较厚，外形尺寸也较大，整个钢拱架要用多段工字钢焊接组成，制作的钢拱架自身重量较大。为了便于钢拱架的运输和安装，一般是将一榀钢拱架分为多段，在初期支护施工时再进行拼装，相邻两段钢拱架单元之间通过连接接头相连，现有的连接件一般是通过连接钢板与螺栓连接钢拱架单元，如在每段钢拱架单元的两端焊接连接钢板，在连接钢板上钻连接通孔，施工时将螺栓穿过两连接钢板的连接通过并通过螺母紧固。钢板螺栓固定连接方式需要根据现场需要临时加工出多种长度规格不一的拱架封闭单元，费时费力，现场可操作性差。为了提高连接的稳定性，一般需要采用四颗螺栓进行连接，且在连接施工时，在栓接螺栓之前需要承托施工，效率比较低，施工人员经常为了方便而少安装螺栓，导致连接处容易在荷载的作用下失效，严重危害施工安全，严重影响隧道初期支护的承载能力。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，该连接构件结构简洁，可模块化生产，连接施工过程方便快捷，节省工时，连接强度高。

2、为了实现本实用新型的目的，所采取的技术方案为：

3、一种隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，连接构件安装在第一工字钢和第二工字钢之间，连接构件包括第一槽钢、第二槽钢和第三工字钢；第一槽钢和第二槽钢分别焊接在第三工字钢两侧，第一槽钢与第一工字钢通过螺栓组件固定连接，第二槽钢与第二工字钢通过螺栓组件固定连接。

4、由此，第一工字钢和第二工字钢通过连接构件进行固定连接，由连接构件替代了传统的连接板结构，连接构件的三个部件在工厂预制焊接完成形成整体。

5、所述螺栓组件包括螺栓、平垫圈、弹簧垫圈和螺母。螺栓组件穿过槽钢与工字钢腹板预留的匹配螺栓孔，将槽钢与工字钢腹板栓接固定。

6、所述第一槽钢和第二槽钢的外形高度与第一工字钢和第二工字钢上下翼缘板之间距离匹配相等。槽钢匹配嵌入到工字钢上下翼缘板之间的空间，利用型钢自身形状在连接处形成榫卯插接的效果，大幅提升了连接节点处的力学性能。

7、所述第一槽钢后端不能超出第二工字钢前端，所述的第二槽钢的前端不能超出第一工字钢的后端。这样连接结构的设置，在第一工字钢和第二工字钢对接时，第一槽钢前端伸入第一工字钢后端，第二槽钢后端伸入第二工字钢前端，形成第一槽钢与第二槽钢扣接后不需要工人一直拖顶才能安装螺栓，减小工人安装连接的难度。

8、本实用新型具有以下优点：

9、1、本隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件采用榫卯式相互扣接的连接方法，其结构简洁，在工厂内将第一槽钢和第二槽钢与第三工字钢焊接，现场施工时无需螺栓对接，只需安装一颗螺栓即可实现强度高连接，连接后承载能力强，接缝抗剪能力强，受力性能更加优秀。对接精度高，能有效传递荷载，保证了钢拱架的稳定性，解决了一般钢拱架连接施工人员需要安装多颗螺栓，及少安装螺栓的情况，提高了施工的安全性。

10、2、连接构件与第一工字钢和第二工字钢扣接后不需要工人一直拖顶才能安装螺栓，减小工人安装连接的难度。连接构件中的第三工字钢可使用裁剪钢拱架的余料制作，节约材料，同时可实现模块化的装配制作。

技术特征：

1.一种隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，其特征在于：连接构件安装在第一工字钢（1）和第二工字钢（2）之间，连接构件包括第一槽钢（4）、第二槽钢（5）和第三工字钢（3）；第一槽钢（4）和第二槽钢（5）分别焊接在第三工字钢（3）两侧，第一槽钢（4）与第一工字钢（1）通过螺栓组件（6）固定连接，第二槽钢（5）与第二工字钢（2）通过螺栓组件固定连接。

2.根据权利要求1所述隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，其特征在于：所述螺栓组件（6）包括螺栓、平垫圈、弹簧垫圈和螺母。

3.根据权利要求1所述隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，其特征在于：所述第一槽钢（4）和第二槽钢（5）的外形高度与第一工字钢（1）和第二工字钢（2）上下翼缘板之间距离匹配相等。

4.根据权利要求1所述隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，其特征在于：所述第一槽钢（4）后端不超出第二工字钢（2）前端，所述的第二槽钢（5）的前端不超出第一工字钢（1）的后端。

技术总结
本技术公开一种隧道支护钢拱架工字钢嵌入式连接构件，连接构件安装在第一工字钢和第二工字钢之间，连接构件包括第一槽钢、第二槽钢和第三工字钢；第一槽钢和第二槽钢分别焊接在第三工字钢两侧，第一槽钢与第一工字钢通过螺栓组件固定连接，第二槽钢与第二工字钢通过螺栓组件固定连接。本连接构件具有结构简洁，可模块化生产，连接施工过程方便快捷，节省工时，连接强度高的优点。

技术研发人员：彭桂亮,韦崇皓,唐济春,卓燮诚,覃滨,黎杰,雷宁,张坤亮,陈文军,黄莹,赖桂宗,李雪松,黄震
受保护的技术使用者：广西路建工程集团有限公司
技术研发日：20230727
技术公布日：2024/2/1