[发明专利]一种分节一体化铸造隧道钢拱架结构及其支护方法

权利要求书

1.一种分节一体化铸造隧道钢拱架结构，其特征在于：

沿拱架延伸方向分成若干单元节，所述单元节为一体化铸件；

所述单元节的横断面为规则矩形，包括迎土侧受力杆（1）、侧向抗剪支撑杆（2）、背土侧受力杆（3）、受力杆件连接杆（4）和分节连接板（5）；

所述迎土侧受力杆（1）有两条，并行设于迎土侧；所述背土侧受力杆（3）有两条，并行设于背土侧，所述背土侧受力杆（3）形成的面与迎土侧受力杆（1）形成的面始终等距设置；

所述受力杆件连接杆（4）设于两根迎土侧受力杆（1）、两根背土侧受力杆（3）之间；

所述侧向抗剪支撑杆（2）设于同一侧面的迎土侧受力杆（1）和背土侧受力杆（3）之间；

所述分节连接板（5）设于每个单元节的首尾两端，其上开设有螺栓孔（6）；

相邻单元节之间通过穿过两个分节连接板（5）的螺栓安装，形成整体的钢拱架结构。

2.根据权利要求1所述的一种分节一体化铸造隧道钢拱架结构，其特征在于：所述单元节共4个，包括拱形底部的水平节（7）、两侧竖向节（8）以及顶部的拱形节（9），所述水平节（7）的分节连接板（5）设于两侧上端面上，所述竖向节（8）底部的分节连接板（5）与水平节（7）的分节连接板（5）螺栓连接，顶部的分节连接板（5）与拱形节（9）两侧底部的分节连接板（5）螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种分节一体化铸造隧道钢拱架结构，其特征在于：所述单元节的重量不大于50kg，且不在弯矩最大处分节。

4.根据权利要求1所述的一种分节一体化铸造隧道钢拱架结构，其特征在于：所述侧向抗剪支撑杆（2）包括侧向斜撑（2.1）和侧向横撑（2.2），所述侧向斜撑（2.1）和侧向横撑（2.2）均为直线杆。

5.根据权利要求1所述的一种分节一体化铸造隧道钢拱架结构，其特征在于：所述分节连接板（5）的两侧分别垂直设置加强板（10），所述加强板（10）位于两根迎土侧受力杆（1）或两根背土侧受力杆（3）所形成的面内。

6.利用权利要求1-5任意一项所述的分节一体化铸造隧道钢拱架结构进行的支护方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、确定分节方式：根据隧道断面图纸对钢拱架进行分节，控制每节重量不大于50kg，且避免在弯矩最大处分节；

步骤二、定制铸件模具：根据步骤一的分节结果，确定模具尺寸，在钢厂进行工厂模具定制，模具外型腔由砂铸法采用型砂经模具冲压成型，然后将由制芯设备做好的砂芯放到型腔内，形成内部的内模空心；

步骤三、铸造单元节：将钢水倒入模具中，铸件浇注成型后，利用专用的除芯设备除掉内部的砂芯，形成单元节；

步骤四、单元节运输：将预制好的钢拱架单元节运输到施工现场；

步骤五、单元节就位安装：并钢拱架单元节通过施工竖井分节吊入隧道内，设到开挖好的隧道毛洞内，相邻单元节之间螺栓连接；

步骤六、相邻钢拱架的固定：在相邻两榀钢拱架之间设置纵向连接筋进行连接；

步骤七、挂网并喷射混凝土：开挖隧道洞内土体后，挂钢筋网，并喷射混凝土，形成初期支护，至此，支护施工完成。