[实用新型]一种新型曲面D型钢管混凝土支架连接部件

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用于深井高地应力、地质构造复杂、受动压扰动影响大的巷道支护以及维护困难的软岩巷道支护的曲面D型钢管混凝土支架的连接部件。 

背景技术

目前，在我国深井高地应力巷道的支护方式主要是高强锚网索和加强U型钢支架两种支护方式，甚至在很多矿区锚网索和U型钢支架一起使用，但仍然不能有效地控制巷道围岩变形。U型钢支架是一种定型的型钢支架，其最大的缺点是连接点达不到U型钢本身的强度，钢材的利用率较低，不能适应深部复杂的应力条件，造成钢材浪费的同时还增加了工人的劳动强度。 

钢管混凝土支架是近几年发展起来的一种新型的支护方式，根据钢管截面形状可分为圆形钢管混凝土支架和异型钢管混凝土支架，曲面D型钢管混凝土支架是其中的一种形式。由于钢管混凝土具有承载力高、耐腐蚀、便于施工等一系列优点，它在深井高地应力巷道支护中的应用越来越广泛，其在桥梁工程、隧道工程中的应用也越来越引起人们的兴趣与重视。但现有的曲面D型钢管混凝土支架连接套管存在一些问题，主要表现为：

套管强度不够大，特别是在套管内侧的两端。在软岩受动压影响的巷道中随着围岩的变形，在支架的受力过程中套管的内侧两端会产生明显的应力集中导致套管发生失稳破坏；

套管设计不合理，两钢管在套管中的接触位置最好在套管的中间，现有的套管设计为使套管不发生滑动，需在与套管连接的钢管上焊接挡圈，如果两段相接钢管的挡圈焊接位置稍有偏差，会导致其中某一挡圈不起作用或两段钢管不能在套管中有效接触，使支架的整体受力性能降低；

钢管对核心混凝土的套箍效应，使核心混凝土处于三向应力状态，混凝土由脆性材料转变为塑性材料，这是钢管混凝土具有较好力学性能的根本所在。曲面D型钢管混凝土支架的连接部位是支架整体的薄弱环节，普通套管中两段钢管没有任何加固措施。在两段钢管接触处是受力的弱面，管内混凝土仍为脆性材料，随着支架的整体受力，该处将发生剪切破坏而失稳。

发明内容

为了克服普通曲面D型钢管混凝土支架连接套管内侧两端应力集中极易被撕裂的弊病，同时为适应深井高地应力、地质构造复杂、受动压影响以及软岩巷道的支护要求，提出了一种新型的曲面D型钢管混凝土支架连接部件。 

本新型曲面D型钢管混凝土支架连接部件以高强度钢管加工而成，一方面可以有效防止套管内侧两端被撕裂，最大限度地发挥自身的抗拉性能；另一方面可以减小钢管混凝土支架的整体变形，使支架处于稳定状态，从而有效地保证巷道支护安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型曲面D型钢管混凝土支架连接部件，包括套管（1）、加强套环（2）、加强筋（3）和固定圈（4）。其特征在于，所述加强筋（3）设置为四根并且非完全对称地焊接于固定圈（4）上，所述固定圈（4）通过三段钢筋内接焊接于套管（1）的内表面，所述加强套环（2）通过电焊点焊于套管（1）的两端。套管（1）选取Ф165×6.5mm的钢管经冷压加工而成曲面D型，长度为400mm。套管（1）的加强套环（2）采用Ф180×5 mm材质与套管相同的钢管经冷压加工而成套在套管（1）上，宽度为50mm，加强套环（2）需经强化热处理，使其强度大于套管（1）强度，焊接在套管（1）的两端；在套管（1）内部中间位置焊接固定有四根加强筋（3）的固定圈（4），加强筋（3）与固定圈（4）构成的笼形骨架在使用时浇筑到混凝土中，使得两段钢管接触面处于套管的中间位置，钢管上不需要焊接挡圈，由于曲面D型套管截面形状非完全对称，为使钢管内钢筋混凝土达到更大的抗弯和抗剪切能力，同样使加强筋（3）分布形式采取非完全对称的形式，此时混凝土的抗压和抗剪切破坏能力大幅提高。从而大大提高套管抵抗变形的能力，使支架整体性能也得到优化。

本实用新型的有益效果是，增强了钢管连接处的强度，减小钢管混凝土支架的整体变形，使支架处于稳定状态，从而有效地保证巷道支护安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步说明。 

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的左视图。

图中1套管，2加强套环，3加强筋，4固定圈。

具体实施方式

所述套管（1）长度为400mm，为Ф165×6.5mm的钢管经过冷压加工成曲面D型，目前常用的钢管混凝土支架形式有马蹄形、拱形和圆形等几种形式，根据支架的具体形式以及套管在支架中所处的具体位置，将套管进行弯拉加工成型并保证套管两端整齐无裂缝。