[发明专利]带楔形件的波形钢腹板构件可缩性连接结构、支架及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道(巷道)结构支护技术领域，特别涉及可应用于软岩隧道的金属支架支护结构的可缩性连接结构。

背景技术

现有的软岩隧道(巷道)的支架通常分为不可缩性支架和可缩性支架。不可缩性支架通常为刚性的工字钢支架，因为其不可缩，变形能力有限，这样会导致相当一批刚性工字钢支架与围岩的大变形不相适应，无法得到广泛的应用。可缩性性支架，其结构通常是采用将两节U型钢的端部相互搭接，并用U型卡对相互搭接的部位进行固定的形式。

可缩性支架主要依靠U型卡提供的两型钢的摩擦力来支撑巷道围岩。当围岩作用于支架上的外载沿型钢的分力超过两型钢搭接段的摩擦阻力时，型钢滑动，使支架断面缩小，但是这种结构的可缩性支架，由于在两型钢的连接处存在叠合段，因此连接处截面存在一定的偏心，容易造成连接处失稳的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种带楔形件的波形钢腹板构件可缩性连接结构、支架及其安装方法，能够适应软岩隧道大变形的同时，又能保证连接结构的稳定性，并且结构简单易于实现。

为达到上述目的，本发明一种带楔形件的波形钢腹板构件可缩性连接结构、支架及其安装方法采用的技术方案如下：

一种带楔形件的波形钢腹板构件可缩性连接结构，包括第一波形钢腹板构件和第二波形钢腹板构件，所述第一波形钢腹板构件和第二波形钢腹板构件相对的端部共同插入套筒中并预留有预定间隙，在所述套筒的侧面开设有楔形件打入孔，在所述楔形件打入孔中打入有楔形件；所述楔形件的一个侧面与所述第一波形钢腹板构件或第二波形钢腹板构件的翼缘紧密配合，所述楔形件的另一个侧面与所述套筒的内侧面紧密配合；

当所述第一波形钢腹板构件和/或第二波形钢腹板构件承受的外力，大于所述楔形件和所述第一波形钢腹板构件或第二波形钢腹板构件的摩擦力时，所述第一波形钢腹板构件和第二波形钢腹板构件插入所述套筒中的端部相向移动；

所述第一波形钢腹板构件与所述第二波形钢腹板构件相对的端部，焊接有第一端板；所述第一端板与所述第一波形钢腹板构件的腹板和位于腹板两侧的翼缘焊接在一起；

所述第二波形钢腹板构件与所述第一波形钢腹板构件相对的端部，焊接有第二端板；所述第二端板与所述第二波形钢腹板构件的腹板和位于腹板两侧的翼缘焊接在一起；

所述第一波形钢腹板构件和第二波形钢腹板构件的腹板的波形，为正弦波、梯形波形或三角形波形。

可选地，所述第一端板和第二端板呈H型；所述第一端板与所述第一波形钢腹板构件的腹板相对应的部分的厚度，大于所述第一波形钢腹板构件的腹板的厚度；所述第二端板与所述第二波形钢腹板构件的腹板相对应的部分的厚度，大于所述第二波形钢腹板构件的腹板的厚度。

可选地，所述套筒的横断面呈H型，中部为腹板容纳部，两端为翼板容纳部；其中每个翼板容纳部包括第一侧面和第二侧面，在第一侧面和第二侧面上开有插入所述楔形件的通孔。

可选地，每个翼板容纳部的外侧面具有一坡度；所述外侧面连接所述第一侧面和第二侧面。

可选地，所述楔形件的坡度和所述每个翼板容纳部的外侧面的坡度，均为1∶30～1∶10。

可选地，每个翼板容纳部的第一侧面上开有第一通孔和第二通孔，在第二侧面上开有第三通孔和第四通孔；其中，第一通孔和第三通孔相对应，第二通孔和第四通孔相对应；在第一通孔和第三通孔中打入有第一楔形件，第一楔形件的一个侧面与所述第一波形钢腹板构件的翼缘紧密配合，所述第一楔形件的另一个侧面与所述套筒的内侧面紧密配合；在第二通孔和第四通孔中打入有第二楔形件，第二楔形件的一个侧面与所述第二波形钢腹板构件的翼缘紧密配合，所述第二楔形件的另一个侧面与所述套筒的内侧面紧密配合。

一种用于软岩隧道的支架，：包括前述任一项所述的带楔形件的波形钢腹板构件可缩性连接结构。

一种用于软岩隧道的支架的安装方法，包括：

在工厂将上翼缘、下翼缘和波形钢腹板构件制作完成；

将上翼缘和下翼缘分别与波形钢腹板构件焊接以形成波形钢腹板构件工型截面构件，并在形成的波形钢腹板构件工型截面构件的端部，用端板将上、下翼缘板和腹板连接起来；

在弯制机器上将波形钢腹板构件工型截面构件弯成隧道支架的形状，运至施工现场；

将相邻两段波形钢腹板构件留置好预定的滑移量后通过套筒连接起来，然后在套筒中打入楔形件，使相邻的两段波形钢腹板构件与套筒紧密连接起来以形成支架结构。