專利名稱：適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，尤其涉及一種用于深部或軟巖等復(fù)雜條件下的難支護(hù)硐室、巷道、隧道等地下工程中支護(hù)用拱架的讓壓節(jié)點。
背景技術(shù)：
巷道支護(hù)與圍巖相互作用的研究成果證明，支護(hù)強(qiáng)度是控制巷道圍巖劇烈變形的關(guān)鍵因素，只有支護(hù)強(qiáng)度大于O. 3MPa時，才能有效地控制巷道的劇烈變形，適應(yīng)超前和側(cè)向支承壓力的作用。對于復(fù)雜難支護(hù)巷道而言，僅僅依靠單一的錨桿或支架本身的支護(hù)能力，很難控制圍巖的劇烈變形，必須充分發(fā)揮巷道圍巖自身的承載能力。因此，對于大變形的復(fù)雜難支護(hù)巷道，支護(hù)系統(tǒng)必須具有讓壓性。一般來說，巷道圍巖變形包括一部分不可控制的變形，支護(hù)系統(tǒng)必須具有讓壓變形功能以讓掉不可控制的變形。然而這種讓壓必須是控制讓壓，即支護(hù)系統(tǒng)在一定的支護(hù)強(qiáng)度下緩慢讓壓，而不是自由讓壓。
在過去長達(dá)數(shù)十年的工程實踐中，人們創(chuàng)造性的制造了很多具有讓壓功能的支護(hù)材料和支護(hù)結(jié)構(gòu)，并對原有的剛性支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增加支護(hù)的可縮性。目前，國內(nèi)外軟巖工程中讓壓支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾種形式分布開挖的復(fù)合讓壓支護(hù)設(shè)計、碹體支護(hù)的讓壓形式、U型鋼可縮性讓壓支護(hù)、錨噴支護(hù)、讓壓錨桿(索)支護(hù)?，F(xiàn)在用于地下工程支護(hù)的讓壓結(jié)構(gòu)有不少，但是能夠?qū)崿F(xiàn)支護(hù)拱架的定量讓壓的裝置尚未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種適用于地下工程支護(hù)拱架的結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、讓壓時機(jī)及讓壓量人為可控的定量讓壓節(jié)點，尤其適用于各種深部、軟巖等難支護(hù)的巷道、隧道及硐室群等地下工程的拱架支護(hù)的讓壓節(jié)點的實現(xiàn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，包括拱架、定量讓壓裝置、套管和擋環(huán)，定量讓壓裝置安裝在兩節(jié)拱架的端頭之間，兩端頭用套管連接，擋環(huán)位于套管的下側(cè)。所述的定量讓壓裝置為兩節(jié)兩側(cè)內(nèi)凹的工字形結(jié)構(gòu)。所述的定量讓壓裝置的材料為金屬材料，或者采用高分子材料。所述的定量讓壓裝置是根據(jù)設(shè)計要求加工而成的，當(dāng)拱架受力達(dá)到一定限度的時候，定量讓壓裝置可以通過自身的變形實現(xiàn)讓壓，具有特定的讓壓點和讓壓量，也可根據(jù)需要加工成具有不同讓壓點和讓壓量的讓壓裝置，使用時根據(jù)需要選定。所述的定量讓壓裝置在受壓時具有特定的荷載位移曲線形式，根據(jù)需要為壓力達(dá)到一定程度時變形繼續(xù)而荷載保持不變的恒阻讓壓形式，或變形和荷載同步緩慢增加的阻力增強(qiáng)型讓壓形式，或分階段讓壓多種形式。所述的套管整體形狀為弧形或直柱形。 所述的套管橫截面形狀為圓形或方形。所述的套管的內(nèi)空能剛好放入拱架端頭和定量讓壓裝置。
所述的套管向下滑動時最多能夠滑動到擋環(huán)位置。所述的套管具有合理的長度，并通過擋環(huán)固定到合適的位置，保證所述定量讓壓節(jié)點具有足夠的抗彎剛度。所述定量讓壓節(jié)點整體外觀形狀為弧形或直柱形，截面形狀為圓形。所述的定量讓壓節(jié)點安裝在拱架的拱肩部位、拱頂部位、巷幫部位或底板部位，或根據(jù)具體安裝在需要進(jìn)行定量讓壓的節(jié)點位置。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，所述的適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，具有以下顯著優(yōu)點①結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便靈活，僅有定量讓壓裝置、套管和擋環(huán)3個簡單的主要構(gòu)件組成，裝配簡單靈活，容易操作；②讓壓時機(jī)及讓壓量可控，具有多種讓壓模式可選，可以根據(jù)具體工程的需要選擇具有不同讓壓模式、讓壓點和讓壓量的定量讓壓裝置，讓壓模式有恒阻讓壓、阻力增強(qiáng)型讓壓及分階段讓壓多種適用廣，對于各種不同形狀、尺寸、橫截面形式、弧度的支護(hù)拱架，如礦用U型鋼拱架、各種截面形式及尺寸的圓形鋼管混凝土拱架等均可選用該定量讓壓節(jié)點，調(diào)整其加工尺寸即可。該適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，適用于各種巷道、隧道及硐室群等地下工程的拱架支護(hù)的讓壓節(jié)點的實現(xiàn)，如礦用U型鋼拱架、各種截面形式的鋼管混凝土拱架等均可選用該定量讓壓節(jié)點實現(xiàn)拱架的定量讓壓。
圖I為本發(fā)明適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點的實施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點的實施例二的結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖I、圖2中的A-A剖面圖，為定量讓壓節(jié)點的橫截面的實施例一的示意 圖4為圖I、圖2中的A-A剖面圖，為定量讓壓節(jié)點的橫截面的實施例二的示意 圖5為本發(fā)明所述定量讓壓裝置讓壓過程的荷載位移曲線示意 圖6為本發(fā)明定量讓壓節(jié)點在拱架上安裝位置的示意圖。圖例說明1一拱架；2—定量讓壓裝置；3—套管；4一擋環(huán)；5—定量讓壓節(jié)點。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。參照附圖，本發(fā)明較佳的具體實施方式
是
如圖I所示，本發(fā)明的定量讓壓節(jié)點，由拱架I、定量讓壓裝置2、套管3和擋環(huán)4構(gòu)成，定量讓壓裝置2安裝在兩節(jié)拱架I的端頭之間，兩端頭用套管3連接。先將所述套管3滑動至無擋環(huán)3的拱架I那側(cè)，空出定量讓壓裝置2的安裝空間，然后安裝定量讓壓裝置2，后將套管3向下滑動至擋環(huán)4的位置，即完成了讓壓節(jié)點的安裝。當(dāng)拱架I受力達(dá)到設(shè)定限度的時候，定量讓壓裝置2開始產(chǎn)生明顯變形，拱架I的相連兩端向套管3內(nèi)擠壓移動，實現(xiàn)拱架的讓壓。如圖I和圖2所示，所述定量讓壓節(jié)點整體外觀形狀一般為直柱形(圖I所示實施例一)或弧形(圖2所示實施例二)，與拱架I節(jié)點處形狀一致，也可根據(jù)需要設(shè)計成不同形狀。
如圖3和圖4所示,所述定量讓壓節(jié)點截面形狀一般為圓形(圖3所示橫截面實施例一)或者方形(圖4所示橫截面實施例二)，也可根據(jù)需要設(shè)計成不同形狀。如圖f圖4所示，所述定量讓壓裝置一般為兩節(jié)兩側(cè)內(nèi)凹的工字形結(jié)構(gòu)，橫截面形狀一般為圓形，也可根據(jù)需要設(shè)計成不同形狀。如圖5所示，所述的定量讓壓裝置在受壓時具有特定的荷載位移曲線形式，根據(jù)需要可以是當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時變形繼續(xù)而荷載保持不變的恒阻讓壓形式(圖中曲線B)，或變形和荷載同步緩慢增加的阻力增強(qiáng)型讓壓形式(圖中曲線C)，或分階段讓壓(圖中曲線D)等多種形式。如圖6所示，所述的定量讓壓節(jié)點5 —般安裝在拱架的拱肩部位(圖中所示位置E)、拱頂部位(圖中所示位置F)、巷幫部位(圖中所示位置G)或底拱部位(圖中所示位置H)，或根據(jù)具體安裝在需要進(jìn)行定量讓壓的節(jié)點位置。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，包括拱架、定量讓壓裝置、套管和擋環(huán)，其特征是，所述定量讓壓裝置安裝在兩節(jié)拱架的端頭之間，兩節(jié)拱架的端頭用套管連接，擋環(huán)位于套管的下側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，其特征是，所述定量讓壓裝置為兩節(jié)兩側(cè)內(nèi)凹的工字形結(jié)構(gòu)； 所述的定量讓壓裝置的材料為金屬材料，或者為高分子材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，其特征是，所述的套管整體形狀與拱架整體形狀一致，為弧形或直柱形； 所述的套管橫截面形狀與拱架形狀一致，為圓形或方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，其特征是，所述定量讓壓節(jié)點整體外觀形狀為弧形或直柱形，截面形狀為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，其特征是，所述的定量讓壓節(jié)點安裝在拱架的拱肩部位、拱頂部位、巷幫部位或底板部位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于地下工程支護(hù)拱架的定量讓壓節(jié)點，該定量讓壓節(jié)點由拱架、定量讓壓裝置、套管和擋環(huán)構(gòu)成，整體外觀形狀為柱形或弧形，截面形狀為圓形。定量讓壓節(jié)點安裝在拱架的拱肩部位、拱頂部位、巷幫部位或底板部位。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便靈活；讓壓時機(jī)及讓壓量可控，具有多種讓壓模式可選；適用廣，對于各種不同形狀、尺寸、橫截面形式、弧度的支護(hù)拱架，如礦用U型鋼拱架、各種截面形式及尺寸的圓形鋼管混凝土拱架等均可選用該定量讓壓節(jié)點。該定量讓壓節(jié)點可用于地下工程支護(hù)用拱架的連接，尤其適用于深部巷道支護(hù)拱架的連接。
文檔編號E21D11/18GK102852534SQ20121039800
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者李為騰, 王 琦, 李術(shù)才, 張波, 李海燕, 王洪濤, 王德超, 李智, 張紅軍 申請人:山東大學(xué)