專利名稱：可縮性格柵支架及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山巷道和各類隧道工程的支護(hù)技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前在礦山巷道和各類隧道工程的支護(hù)中，為了適應(yīng)圍巖變形，一般采用U型鋼可縮性支架，形狀普遍為半圓拱形，由拱形梁和腿柱組成，有三段式和四段式。安裝時(shí)，如果是四段式，則首先是把拱形梁組合在一起，然后利用前探梁把拱形梁架在頂板上，再在兩幫挖柱窩，豎腿柱，再用卡纜把腿柱和拱形梁鎖緊，構(gòu)成一架，前后兩架用拉桿連接。當(dāng)圍巖壓力到達(dá)一定值時(shí)支架產(chǎn)生縮動，圍巖壓力減少，避免支架失效，保證巷道或隧道處于良好的
狀態(tài)。但是，U型鋼可縮性支架存在著鋼材耗量大、成本高、重量大，運(yùn)輸和安裝不便等缺點(diǎn)。格柵拱架是近年來廣泛應(yīng)用于隧道支護(hù)的一種支架形式，格柵拱架用主鋼筋和箍筋焊接而成，一般拱架為單體拱架，為了拱架的穩(wěn)定性或支護(hù)的特殊要求，把拱架之間進(jìn)行縱向連接，使之成為格柵狀，所以稱為格柵拱架。由于格柵拱架屬于剛性支護(hù)，不可壓縮，當(dāng)圍巖壓力或變形較大時(shí)，這種支架容易出現(xiàn)屈曲等失穩(wěn)性破壞而導(dǎo)致支架失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決當(dāng)圍巖壓力或變形較大時(shí)支架出現(xiàn)屈曲等失穩(wěn)性破壞的問題，本發(fā)明提供一種具有可縮性的格柵支架。本發(fā)明同時(shí)提供這種可縮性格柵支架的使用方法。一種可縮性格柵支架，包括用主鋼筋和箍筋焊接而成的單體拱架，其特征在于，單體拱架由若干節(jié)組成，節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋用不少于一個(gè)的支架卡纜連接；所述的支架卡纜的構(gòu)造是，用連接筋焊接上與格柵支架主鋼筋數(shù)量相同的鋼筋扣子，鋼筋扣子由兩塊夾板用連接銷和螺栓對接而成，夾板的對接面上設(shè)有兩個(gè)圓孔，通過兩個(gè)圓孔分別從兩側(cè)將兩節(jié)的主鋼筋插入圓孔中，并通過螺栓施加一定的預(yù)緊力。單體拱架的形狀根據(jù)巷道斷面狀可以設(shè)計(jì)成圓形、馬蹄形、直腿拱形。本發(fā)明縮性格柵支架的使用方法是，單體拱架安裝前首先通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)鋼筋扣子的螺栓的大小，使螺栓扭矩符合格柵支架縮動前的支撐軸力；單體拱架安裝時(shí)，將單體拱架的節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋分別從支架卡纜兩側(cè)插入圓孔中，連接成雛形，并使單體拱架的斷面形狀盡量縮小，縮小后便于在巷道中立起，立起后將節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋向巷道周圍撐開，使其符合設(shè)計(jì)尺寸要求，然后給螺栓施加確定的扭矩，從而達(dá)到一定的預(yù)緊力，再把拱架之間進(jìn)行縱向連接，使之成為格柵狀。本發(fā)明的工作原理是當(dāng)鋼筋所受的軸向力達(dá)到一定值時(shí)，主鋼筋的連接部位產(chǎn)生相對滑動，使格柵支架實(shí)現(xiàn)縮動，避免支架出現(xiàn)屈曲破壞而失效，保證巷道或隧道處于良好的狀態(tài)。本發(fā)明可縮性的格柵支架的工作原理和優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)圍巖壓力或變形較大時(shí)，主鋼筋的連接部位產(chǎn)生相對滑動，格柵支架實(shí)現(xiàn)縮動，避免支架出現(xiàn)屈曲破壞而失效，保證巷道或隧道處于良好的狀態(tài)。與其它金屬可縮性支架相比，具有鋼材耗量小、成本低、支架重量輕，運(yùn)輸和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)縮動的臨界內(nèi)力(軸力和彎矩)可以進(jìn)行人工控制。


圖I是直腿半圓拱形可縮性的格柵支架結(jié)構(gòu)圖；
圖2是圖I的I部放大圖；圖3是圖2的A-A放大圖；圖4是鋼筋扣子的放大圖。圖例說明1_棚腿；2-拱梁；3_鋼筋扣子；4_主鋼筋；5_連接筋；6-夾板；7-連接銷;8_螺栓;9_箍筋。
具體實(shí)施例方式如圖1-4所示，本發(fā)明的可縮性格柵支架是用主鋼筋4和箍筋9焊接而成的單體拱架，其中，單體拱架由若干節(jié)組成，節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋4用不少于一個(gè)(圖中以一個(gè)為例)的支架卡纜連接；所述的支架卡纜的構(gòu)造是，用連接筋5焊接上與格柵支架主鋼筋4數(shù)量相同的鋼筋扣子3，鋼筋扣子3由兩塊夾板6用連接銷7和螺栓8對接而成，夾板6的對接面上設(shè)有兩個(gè)圓孔，通過兩個(gè)圓孔分別從兩側(cè)將兩節(jié)的主鋼筋4插入圓孔中，并通過螺栓8施加一定的預(yù)緊力。單體拱架的形狀根據(jù)巷道斷面狀可以設(shè)計(jì)成圓形、馬蹄形、直腿拱形。圖I僅畫出直腿拱形，直腿拱形的單體拱架是由棚腿I和拱梁2組成。
權(quán)利要求
1.一種可縮性格柵支架，包括用主鋼筋和箍筋焊接而成的単體拱架，其特征在于，単體拱架由多節(jié)組成，節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋用不少于一個(gè)的支架卡纜連接；所述的支架卡纜的構(gòu)造是，用連接筋焊接上與格柵支架主鋼筋數(shù)量相同的鋼筋扣子，鋼筋扣子由兩塊夾板用連接銷和螺栓對接而成，夾板的對接面上設(shè)有兩個(gè)圓孔，通過兩個(gè)圓孔分別從兩側(cè)將兩節(jié)的主鋼筋插入圓孔中，并通過螺栓施加一定的預(yù)緊力。
2.如權(quán)利要求I所述的可縮性格柵支架，其特征在于，単體拱架的形狀為圓形、馬蹄形或直腿拱形。
3.如權(quán)利要求I或2所述的可縮性格柵支架的使用方法，其特征在于，単體拱架安裝前首先通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)鋼筋扣子的螺栓的大小，使螺栓扭矩符合格柵支架縮動前的支撐軸カ；單體拱架安裝時(shí)，將單體拱架的節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋分別從支架卡纜兩側(cè)插入圓孔中，連接成雛形，并使單體拱架的斷面形狀盡量縮小，縮小后便于在巷道中立起，立起后將節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋向巷道周圍撐開，使其符合設(shè)計(jì)尺寸要求，然后給螺栓施加確定的扭矩，從而達(dá)到一定的預(yù)緊力，再把拱架之間進(jìn)行縱向連接，使之成為格柵狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可縮性格柵支架及其使用方法，包括用主鋼筋和箍筋焊接而成的單體拱架，單體拱架由多節(jié)組成，節(jié)與節(jié)之間的主鋼筋用不少于一個(gè)的支架卡纜連接；所述的支架卡纜的構(gòu)造是，用連接筋焊接上與格柵支架主鋼筋數(shù)量相同的鋼筋扣子，鋼筋扣子由兩塊夾板用連接銷和螺栓對接而成，夾板的對接面上設(shè)有兩個(gè)圓孔，通過兩個(gè)圓孔分別從兩側(cè)將兩節(jié)的主鋼筋插入圓孔中，并通過螺栓施加一定的預(yù)緊力。本發(fā)明與其它金屬可縮性支架相比，具有鋼材耗量小、成本低、支架重量輕，運(yùn)輸和安裝方便優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)縮動的臨界內(nèi)力可以進(jìn)行人工控制。
文檔編號E21D15/20GK102678137SQ20121014190
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者尤春安 申請人:山東科技大學(xué)