專利名稱：鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)、制備安裝方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域，涉及一種鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)、制備安裝方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
城市暗挖隧道對(duì)圍巖的支護(hù)，目前常用的有注漿、錨桿、噴射混凝土、鋼拱架、二次襯砌等單一支護(hù)或各種方法聯(lián)合支護(hù)，取得了較好的工程效果，但是存在承載力有限、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。薄壁鋼管混凝土構(gòu)件支護(hù)結(jié)構(gòu)，尚未在城市地下隧道使用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種承載力高、加工簡(jiǎn)單、安裝方便、安全可靠的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)、制備安裝方法和應(yīng)用。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特殊之處在于包括在鋼管中填充混凝土后形成的鋼管混凝土支架，每榀支架分為5段，其中圓拱形部分分為3段，節(jié)點(diǎn)處用角板和螺栓固定連接。每榀支架中，相鄰兩段其中一段的端部設(shè)有插頭、鋼管外側(cè)有靠近插頭的連接耳部，另一段的端部設(shè)有插孔、鋼管外側(cè)有靠近插孔的連接耳部，相鄰兩段的連接耳部用角板和螺栓固定連接。本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)的制備安裝方法，其特征在于包括以下步驟
(1)制作每榀支架分為5段，其中圓拱形部分分為3段，鋼管分段進(jìn)行加工彎制，各段的鋼管先對(duì)一端進(jìn)行封堵，另一端待混凝土澆注完畢后再封堵；需首先清除鋼管內(nèi)的各種污潰，灌漿時(shí)盡量保持鋼管的豎直，先從頂部灌注1/3鋼管高度的混凝土，然后用插入式混凝土振搗棒不停地進(jìn)行振搗直至鋼管底部的排氣孔有漿液溢出；
(2)安裝每榀支架中圓拱形部分的三段，首先要對(duì)左半段或者右半段支架進(jìn)行定位，用連接筋將其固定到前一榀的格柵鋼架上，然后順次將中段、和另一邊段的支架插入前段用連接筋固定好的支架中，節(jié)點(diǎn)處用角板和螺栓固定連接；
(3)監(jiān)測(cè)主要對(duì)隧道的頂部沉降、兩側(cè)收斂、薄壁鋼管混凝土支架和格柵鋼架支護(hù)所受工作阻力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋檢驗(yàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，引進(jìn)光纖光柵傳感技術(shù)，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變實(shí)行長(zhǎng)期系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，在城市地下隧道中應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果是，在薄壁鋼管中填充高性能混凝土后形成一種鋼管混凝土構(gòu)件，用于圍巖的初期支護(hù)，作為一種城市暗挖隧道新的支護(hù)結(jié)構(gòu)。該支護(hù)結(jié)構(gòu)利用鋼管和混凝土在受力過(guò)程中的相互作用，提高了支護(hù)的整體性，解決了格柵鋼架、型鋼為主的支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力難以有效發(fā)揮、與圍巖結(jié)合不密切、易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)、兩者的共同作用較小等問(wèn)題。在薄壁鋼管中填充混凝土后形成的鋼管混凝構(gòu)件，與格柵鋼架、工字型鋼等支護(hù)形式相比，可減少鋼材用量，減輕焊接工作量，工程造價(jià)較低。在隧道施工中，節(jié)省了中隔壁、仰拱的施作，極大地優(yōu)化了施工工序。利用鋼管和混凝土相互貢獻(xiàn)，協(xié)同互補(bǔ)，共同工作，提高了薄壁鋼管混凝土構(gòu)件的整體性，具有承載力高、韌性好、抗震性能好、施工方便、較好的耐火性能和良好的災(zāi)后可修復(fù)性以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為節(jié)點(diǎn)處的主視圖示意圖，圖3為圖2的左視圖不意圖。圖中，I連接耳部，2插頭，3微膨脹混凝土，4封頭端板一，5封頭端板二，6橡膠墊，7節(jié)點(diǎn)，8角板。
具體實(shí)施例方式附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。 本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括在鋼管中填充混凝土后形成的鋼管混凝土支架，每榀支架分為5段，其中圓拱形部分分為3段，節(jié)點(diǎn)7 (即接頭)處用角板和螺栓固定連接。每榀支架中，相鄰兩段其中一段的端部設(shè)有插頭2、鋼管外側(cè)有靠近插頭的連接耳部1，另一段的端部設(shè)有插孔、鋼管外側(cè)有靠近插孔的連接耳部1，相鄰兩段的連接耳部用角板8和螺栓固定連接。插頭根部有封頭端板一 4,插頭末端有封頭端板二 5和橡膠墊6。插頭插入插孔后，兩者之間的縫隙中填充微膨脹混凝土 3灌漿。本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，在城市地下隧道中應(yīng)用。技術(shù)原理在薄壁鋼管中填充混凝土后形成鋼管混凝土構(gòu)件，在受力過(guò)程中鋼管和混凝土的相互作用，從而使混凝土的強(qiáng)度得以提高，塑性和韌性性能大為改善。同時(shí)由于混凝土的存在可以避免或延緩薄壁鋼管發(fā)生局部屈曲，從而保證材料性能的充分發(fā)揮。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程
I、制作為了方便運(yùn)輸安裝和減輕構(gòu)件自重，每榀支架分為5段，其中圓拱形部分分為3段，鋼管分段進(jìn)行加工彎制，各段的鋼管先對(duì)一端進(jìn)行封堵，另一端待混凝土澆注完畢后再封堵，為了保證混凝土在鋼管內(nèi)的密實(shí)性，需首先清除鋼管內(nèi)的各種污潰，灌漿時(shí)盡量保持鋼管的豎直，先從頂部灌注1/3鋼管高度的混凝土，然后用插入式混凝土振搗棒不停地進(jìn)行振搗直至鋼管底部的排氣孔有漿液溢出。2、安裝每榀支架中圓拱形部分的三段，首先要對(duì)左半段或者右半段支架進(jìn)行較為準(zhǔn)確的定位，用連接筋將其固定到前一榀的格柵鋼架上；然后順次將中段、和另一邊段的支架插入前段用連接筋固定好的支架中，節(jié)點(diǎn)處用角板和螺栓固定連接。3、監(jiān)測(cè)主要對(duì)隧道的頂部沉降、兩側(cè)收斂、薄壁鋼管混凝土支架和格柵鋼架支護(hù)所受工作阻力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋檢驗(yàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，引進(jìn)光纖光柵傳感技術(shù)，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變實(shí)行長(zhǎng)期系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。施工步驟測(cè)量放線一封閉掌子面一打入超前小導(dǎo)管一超前小導(dǎo)管注漿加固地層—留核心土開(kāi)挖上臺(tái)階土方一測(cè)量開(kāi)挖斷面輪廓一初噴混凝土 5cm —薄壁鋼管混凝土一掛鋼筋網(wǎng)一復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度一左側(cè)邊墻土方開(kāi)挖一測(cè)量開(kāi)挖斷面輪廓一初噴混凝土 5cm —薄壁鋼管混凝土一掛鋼筋網(wǎng)一復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度一右側(cè)邊墻土方開(kāi)挖一測(cè)量開(kāi)挖斷面輪廓一初噴混凝土 5cm —薄壁鋼管混凝土一掛鋼筋網(wǎng)一復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。在濟(jì)南東部城區(qū)220KV高壓線電纜化改造隧道工程中首次進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用，相比較格柵鋼架、工字型鋼支護(hù)形式具有承載力高、用鋼量少、焊接量少、連接方式優(yōu)越、加工簡(jiǎn)單、安裝方便以及經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，而且在隧道施工過(guò)程中，省去了中隔壁、仰拱的施作，優(yōu)化了施工工序和支護(hù)參數(shù)，應(yīng) 用效果顯著。
權(quán)利要求
1.一種鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于包括在鋼管中填充混凝土后形成的鋼管混凝土支架，每榀支架分為5段順次連接，其中圓拱形部分分為3段，節(jié)點(diǎn)處用角板和螺栓固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于每榀支架中，相鄰兩段其中一段的端部設(shè)有插頭、鋼管外側(cè)有靠近插頭的連接耳部，另一段的端部設(shè)有插孔、鋼管外側(cè)有靠近插孔的連接耳部，相鄰兩段的連接耳部用角板和螺栓固定連接。
3.一種鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)的制備安裝方法，其特征在于包括以下步驟 (1)制作每榀支架分為5段，其中圓拱形部分分為3段，鋼管分段進(jìn)行加工彎制，各段的鋼管先對(duì)一端進(jìn)行封堵，另一端待混凝土澆注完畢后再封堵；需首先清除鋼管內(nèi)的各種污潰，灌漿時(shí)盡量保持鋼管的豎直，先從頂部灌注1/3鋼管高度的混凝土，然后用插入式混凝土振搗棒不停地進(jìn)行振搗直至鋼管底部的排氣孔有漿液溢出； (2)安裝每榀支架中圓拱形部分的三段，首先要對(duì)左半段或者右半段支架進(jìn)行定位，用連接筋將其固定到前一榀的格柵鋼架上，然后順次將中段、和另一邊段的支架插入前段用連接筋固定好的支架中，節(jié)點(diǎn)處用角板和螺栓固定連接； (3)監(jiān)測(cè)主要對(duì)隧道的頂部沉降、兩側(cè)收斂、薄壁鋼管混凝土支架和格柵鋼架支護(hù)所受工作阻力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋檢驗(yàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，引進(jìn)光纖光柵傳感技術(shù)，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變實(shí)行長(zhǎng)期系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。
4.一種鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，在城市地下隧道中應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于包括在鋼管中填充混凝土后形成的鋼管混凝土支架，每榀支架分為5段，其中圓拱形部分分為3段，節(jié)點(diǎn)處用角板和螺栓固定連接。本發(fā)明的鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)，在城市地下隧道中應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果是，在薄壁鋼管中填充高性能混凝土后形成一種鋼管混凝土構(gòu)件，用于圍巖的初期支護(hù)，作為一種城市暗挖隧道新的支護(hù)結(jié)構(gòu)。該支護(hù)結(jié)構(gòu)利用鋼管和混凝土在受力過(guò)程中的相互作用，提高了支護(hù)的整體性，解決了格柵鋼架、型鋼為主的支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力難以有效發(fā)揮、與圍巖結(jié)合不密切、易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)、兩者的共同作用較小等問(wèn)題。
文檔編號(hào)E21D11/00GK102913254SQ201210430210
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
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