一种黄土公路隧道初期支护拱架单元及所构成的钢架的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及黄土隧道施工技术领域，尤其是涉及一种黄土公路隧道初期支护拱架单元及所构成的钢架。
【背景技术】
[0002]我国分布着大约6.4X 105km2黄土面积，随着国家西部大开发的不断深入和交通需求量的快速增长，黄土地区修建了大量的高速公路。受地形条件限制和人们环保意识的不断增强，隧道方案在工程建设中倍受青睐。目前，黄土公路隧道初期支护的钢架一般采用H型钢或工字钢分节加工而成，拱架单元间的连接通常采用焊接钢板和高强螺栓。在V级围岩或湿陷性黄土地段修建隧道，为了维持开挖面的稳定，施工中往往配合超前小导管进行联合支护，超前小导管需穿过型钢拱架腹部预留的钻孔方能实施。施工中存在的问题是型钢拱架质量较重，施工会耗费很大的人力，且在型钢拱架的腹部打孔会带来很大麻烦。另夕卜，型钢拱架正确架设后复喷混凝土时，型钢背后的喷射混凝土很难保证密实，这给施工留下了质量隐患。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种黄土公路隧道初期支护拱架单元及所构成的钢架，本实用新型不仅能满足黄土隧道支护的稳定性和安全性，而且架设过程中耗费人力较少，施工操作方便，并有利于降低工程造价。
[0004]本实用新型所采用的技术方案如下:
[0005]—种黄土公路隧道初期支护拱架单元，包括主筋、辅筋、箍筋和角钢板，所述主筋的数量为四个，四个主筋通过若干个箍筋构成一个拱架单元框体相邻两个主筋之间通过辅筋固定连接，位于拱架单元框体对角线的两个主筋之间通过斜筋固定连接；所述拱架单元框体的两端端部均固定连接有角钢板。
[0006]为了更好地实现黄土公路隧道初期支护拱架单元，所述拱架单元框体的两端端部均通过螺栓与角钢板固定连接；所述角钢板上开设有若干个螺栓孔。
[0007]本黄土公路隧道初期支护拱架单元优选的辅筋结构技术方案是:所述辅筋整体呈“V”字形状，辅筋具有第一焊接点、第二焊接点和第三焊接点，所述第一焊接点和第三焊接点固定焊接于同一个主筋上，所述第二焊接点固定焊接于另一个主筋上。
[0008]—种黄土公路隧道初期支护钢架，包括若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元，所述黄土公路隧道初期支护拱架单元包括主筋、辅筋、箍筋和角钢板，所述主筋的数量为四个，四个主筋通过若干个箍筋焊接固定并构成一个拱架单元框体，相邻两个主筋之间通过辅筋焊接固定，位于拱架单元框体对角线的两个主筋之间通过斜筋焊接固定。所述黄土公路隧道初期支护拱架单元的拱架单元框体的两端端部均通过螺栓与角钢板固定连接，所述角钢板上开设有若干个螺栓孔。所述黄土公路隧道初期支护钢架在环向方向上由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过角钢板上的螺栓孔内安装螺栓连接固定。所述黄土公路隧道初期支护钢架在纵向方向上由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过纵向连接筋连接而成。
[0009]本黄土公路隧道初期支护钢架优选的辅筋结构技术方案是:所述辅筋整体呈“V”字形状，辅筋具有第一焊接点、第二焊接点和第三焊接点，所述第一焊接点和第三焊接点固定焊接于同一个主筋上，所述第二焊接点固定焊接于另一个主筋上。
[0010]因此，本实用新型具有如下优点:
[0011]本实用新型在喷射混凝土层24h早期强度达到12MPa的情况下，本实用新型满足了黄土公路隧道支护结构的稳定性和安全性。所述的黄土公路隧道初期支护拱架单元重量比同等长度的型钢拱架轻，可方便施工人员架设拱架，节约黄土公路隧道初期支护拱架单元的架设时间，并减少钢材用量，有利于节约工程成本。超前小导管可从所述的黄土公路隧道初期支护拱架单元内部自由穿过，施工方便。所述的黄土公路隧道初期支护拱架单元能与喷射混凝土紧密接触，能保证喷射混凝土的密实性，改善其受力特性。
【附图说明】
[0012]图1是黄土公路隧道初期支护拱架单元的结构示意图；
[0013]图2是图1的a-a剖视图；
[0014]图3是辅筋的结构示意图；
[0015]图4是图1的b-b剖视图；
[0016]图5是由黄土公路隧道初期支护拱架单元所构成的黄土公路隧道初期支护钢架的结构示意图。
[0017]附图标记说明如下:1_螺栓，2-辅筋，21-第一焊接点，22-第二焊接点，23-第三焊接点，3-主筋，4-箍筋，5-斜筋，6-角钢板，7-螺栓孔，8-纵向连接筋。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0019]如图1?4所示，一种黄土公路隧道初期支护拱架单元，包括主筋3、辅筋2、箍筋4和角钢板6，主筋3的数量为四个，四个主筋3通过若干个箍筋4构成一个拱架单元框体，相邻两个主筋3之间通过辅筋2固定连接，位于拱架单元框体对角线的两个主筋3之间通过斜筋5固定连接；主筋3采用四肢直径25_的HRB335钢筋，主筋3横截面中心之间的垂直距离为250mm。辅筋2和斜筋5均采用直径20mm的HRB335钢筋，其中辅筋2两端头的水平距离为500mm。箍筋4采用直径1mm的HRB335钢筋，沿拱架纵轴线方向每隔250mm布置一道箍筋4。拱架单元框体的两端端部均固定连接有角钢板6。角钢板6的厚度为10mm，角钢板6沿拱架单元纵轴线方向的长度为100mm，垂直拱架单元纵轴线方向的长度为80mm。
[0020]根据本黄土公路隧道初期支护拱架单元的一个实施例，拱架单元框体的两端端部均通过螺栓I与角钢板6固定连接；角钢板6上开设有若干个螺栓孔7。所述螺栓孔7的直径为22_。
[0021]本黄土公路隧道初期支护拱架单元优选的辅筋2结构技术方案如下:辅筋2整体呈“V”字形状，辅筋2具有第一焊接点21、第二焊接点22和第三焊接点23，第一焊接点21和第三焊接点23固定焊接于同一个主筋3上，第二焊接点22固定焊接于另一个主筋3上。
[0022]如图5所示，一种黄土公路隧道初期支护钢架，包括若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元，黄土公路隧道初期支护拱架单元包括主筋3、辅筋2、箍筋4和角钢板6，主筋3的数量为四个，四个主筋3通过若干个箍筋4焊接固定并构成一个拱架单元框体，相邻两个主筋3之间通过辅筋2焊接固定，位于拱架单元框体对角线的两个主筋3之间通过斜筋5焊接固定；黄土公路隧道初期支护拱架单元的拱架单元框体的两端端部均通过螺栓I与角钢板6固定连接，角钢板6上开设有若干个螺栓孔7 ;黄土公路隧道初期支护钢架在环向方向上由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过角钢板6上的螺栓孔7内安装螺栓连接固定；黄土公路隧道初期支护钢架在纵向方向上由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过纵向连接筋8连接而成。
[0023]本黄土公路隧道初期支护钢架优选的辅筋2结构技术方案如下:辅筋2整体呈“V”字形状，辅筋2具有第一焊接点21、第二焊接点22和第三焊接点23，第一焊接点21和第三焊接点23固定焊接于同一个主筋3上，第二焊接点22固定焊接于另一个主筋3上。
[0024]在超前小导管的预加固作用下，采用本实用新型能满足黄土公路隧道支护结构的稳定性和安全性。
[0025]上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种黄土公路隧道初期支护拱架单元，其特征在于:包括主筋(3)、辅筋(2)、箍筋(4)和角钢板(6)，所述主筋(3)的数量为四个，四个主筋(3)通过若干个箍筋(4)构成一个拱架单元框体，相邻两个主筋(3)之间通过辅筋(2)固定连接，位于拱架单元框体对角线的两个主筋(3)之间通过斜筋(5)固定连接；所述拱架单元框体的两端端部均固定连接有角钢板(6)。2.根据权利要求1所述的一种黄土公路隧道初期支护拱架单元，其特征在于:所述拱架单元框体的两端端部均通过螺栓(I)与角钢板(6)固定连接；所述角钢板(6)上开设有若干个螺栓孔(7)。3.根据权利要求1所述的一种黄土公路隧道初期支护拱架单元，其特征在于:所述辅筋(2)整体呈“V”字形状，辅筋(2)具有第一焊接点(21)、第二焊接点(22)和第三焊接点(23)，所述第一焊接点(21)和第三焊接点(23)固定焊接于同一个主筋(3)上，所述第二焊接点(22)固定焊接于另一个主筋(3)上。4.一种黄土公路隧道初期支护钢架，其特征在于:包括若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元，所述黄土公路隧道初期支护拱架单元包括主筋(3)、辅筋(2)、箍筋(4)和角钢板(6)，所述主筋(3)的数量为四个，四个主筋(3)通过若干个箍筋(4)焊接固定并构成一个拱架单元框体，相邻两个主筋(3)之间通过辅筋(2)焊接固定，位于拱架单元框体对角线的两个主筋(3)之间通过斜筋(5)焊接固定；所述黄土公路隧道初期支护拱架单元的拱架单元框体的两端端部均通过螺栓(I)与角钢板(6)固定连接，所述角钢板(6)上开设有若干个螺栓孔(7);所述黄土公路隧道初期支护钢架在环向方向由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过角钢板(6)上的螺栓孔(7)内安装螺栓连接固定；所述黄土公路隧道初期支护钢架在纵向方向上由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过纵向连接筋(8)连接而成。5.根据权利要求4所述的一种黄土公路隧道初期支护钢架，其特征在于:所述辅筋(2)整体呈“V”字形状，辅筋(2 )具有第一焊接点(21)、第二焊接点(22 )和第三焊接点(23 )，所述第一焊接点(21)和第三焊接点(23)固定焊接于同一个主筋(3)上，所述第二焊接点(22)固定焊接于另一个主筋(3)上。
【专利摘要】本实用新型提供了一种黄土公路隧道初期支护拱架单元及所构成的钢架，黄土公路隧道初期支护拱架单元包括主筋、辅筋、箍筋和角钢板，主筋的数量为四个，四个主筋通过若干个箍筋构成一个拱架单元框体，相邻两个主筋之间通过辅筋固定连接；拱架单元框体的两端端部均固定连接有角钢板。本黄土公路隧道初期支护钢架在环向方向上由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过角钢板上的螺栓孔内安装螺栓连接固定；黄土公路隧道初期支护钢架在纵向方向由若干个黄土公路隧道初期支护拱架单元依次通过纵向连接筋连接而成。本实用新型满足了黄土公路隧道支护结构的稳定性和安全性，能保证喷射混凝土的密实性，改善其受力特性。
【IPC分类】E21D11/18
【公开号】CN204941577
【申请号】CN201520411644
【发明人】宿钟鸣, 李志强, 薛晓辉, 董立山, 孙志杰
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年6月15日