一種隧道支護用工字鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隧道支護用工字鋼，包括工字鋼本體，其特征在于：所述工字鋼本體為分體式結構，由上部及下部組成，上部與下部連接處設有通孔，通孔內(nèi)填設噴射混凝土；其制造方法，步驟為：工字鋼中間橫向沿分割線分割為上、下部，上、下部的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；上部向左或右移動后，再將上、下部連接，上部凹槽與下部凹槽連接構成通孔，上部凸出與下部凸出抵觸并焊接；工字鋼安裝后經(jīng)噴射混凝土通孔內(nèi)自動填塞噴射混凝土，通孔內(nèi)經(jīng)填塞噴射混凝土和加工組合后工字鋼經(jīng)噴射混凝土包裹后構成隧道用工字鋼。本發(fā)明工字鋼穩(wěn)定性好，避免了環(huán)向開裂等常規(guī)病害，且工字鋼整體高度提高，組合體整體剛度增加，節(jié)約了制造成本。
【專利說明】一種隧道支護用工字鋼及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道建筑領域，具體涉及一種隧道支護用工字鋼及其制造方法。【背景技術】
[0002]目前，工字鋼是一種常用的建筑材料，其英文名為steelbeam，也可稱為鋼梁，是一種斷面形狀為工字形的型鋼。工字鋼分為普通工字鋼、輕型工字鋼以及H型工字鋼三種，廣泛用于各種建筑結構、橋梁、車輛、支架、機械等行業(yè)。普通工字鋼、輕型工字鋼翼緣是變截面靠腹板部厚，外部薄，普通工字輕型工字鋼由于截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大，因此，一般僅能直接用于在其腹板平面內(nèi)受彎的構件或將其組成格構式受力構件，對軸心受壓構件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構件均不宜采用。H型鋼:HW、HM、HN、HEA、HEB、HEM等工字鋼的翼緣是等截面，H型鋼屬于高效經(jīng)濟裁面型材，由于截面形狀合理，能使剛才更高的發(fā)揮效能，提高承載能力，不同于普通工字鋼的是H型鋼的翼緣進行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺栓和其它構件連接。
[0003]現(xiàn)在在隧道設計、施工過程中，對于洞口淺埋加強段和洞身圍巖較差段或加寬段常采用工字鋼作為初期支護加勁措施。常規(guī)的做法是用完整的工字鋼或者用螺紋鋼筋組合加工成鋼格柵，常在工字鋼邊緣噴射混泥土與工字鋼翼緣結合部，混凝土會將工字鋼結合成一體。然而在實際的施工中發(fā)現(xiàn)，噴射混凝土與工字鋼組合材料的受力性能不夠好，工字鋼穩(wěn)定性也不高，容易出現(xiàn)環(huán)向開裂等常規(guī)病害，并且需要使用大量的工字鋼，成本也較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種結構穩(wěn)定性較高，能有效避免出現(xiàn)環(huán)向開裂等病害，且節(jié)約了制造成本的隧道支護用工字鋼及其制造方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體，所述工字鋼本體為分體式結構，由上部及下部組成，所述上部與下部的連接處間設有通孔，所述通孔內(nèi)填設有噴射混凝土。
[0006]一種隧道支護用工字鋼制造方法，其步驟為:
[0007]①在工字鋼本體中間橫向沿分割線將工字鋼本體分割為上部與下部，上部與下部的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；
[0008]②所述上部向左邊或者右邊移動后，再將上部與下部連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成通孔，上部的凸出與下部的凸出相互抵觸并焊接；
[0009]③所述通孔內(nèi)經(jīng)填塞的噴射混凝土和加工組合后的工字鋼經(jīng)噴射混凝土包裹后構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
[0010]進一步的技術方案，所述分割線為鋸齒狀、波浪狀或方形中的一種。
[0011]上述技術方案中，在現(xiàn)有普遍使用的工字鋼結構上，在工字鋼的中部橫向沿著分割線將工字鋼鋸開分成上部及下部，該分割線可以為鋸齒狀、波浪狀或方形的一種，分割后的上部與下部的連接處分別形成相互咬合的凹槽及凸出，再將上部向左邊或者右邊移動一定的距離，重新組合將上部與下部連接在一起，這個時候上部的凹槽會與下部的凹槽連接構成通孔，由于分割線的形狀不同，會形成六邊形通孔、圓形通孔或者方形通孔，尤其以六邊形通孔最好，其結構最為穩(wěn)定，上部與下部的凸出相互抵觸。分割重組后的工字鋼在隧道開挖、初期支護使用過程中，噴射混凝土可以從通孔中間穿過，將隧道縱向的各榀工字鋼有效地連接起來，提高了工字鋼整體的強度及穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)環(huán)向開裂等常規(guī)病害，并且由于通過增強噴射混凝土與工字鋼連接的整體性，可以提高工字鋼的整體剛度，節(jié)約了工字鋼制造成本。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0013]1.本發(fā)明通過在工字鋼中部沿分割線將工字鋼分割成上部及下部，上部移動后與下部重新連接，兩者之間形成通孔，通孔內(nèi)設置噴射混凝土層，從而有效的提高了工字鋼的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)環(huán)向開裂等常規(guī)病害，且提高了工字鋼的整體高度，提高了組合體整體剛度，節(jié)約了制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0015]圖1為現(xiàn)有工字鋼結構示意圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有工字鋼側視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實施例一中工字鋼分割后結構示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明實施例一中工字鋼分割后側視圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的隧道用初期支護工字鋼拱架組合體(含噴射混凝土)的結構示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明的隧道的斷面圖；
[0021]圖7為本發(fā)明實施例二的側視圖。
[0022]其中:1、本體；2、上部；3、下部；4、通孔；5、分割線；6、隧道用初期支護工字鋼拱架組合體；7、混凝土。
【具體實施方式】
[0023]實施例一:參見圖1至6所示，一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體1，所述工字鋼本體I為分體式結構，由上部2及下部3組成，所述上部2與下部3的連接處間設有通孔4，所述通孔內(nèi)填塞噴射混凝土。
[0024]一種隧道支護用工字鋼制造方法，其步驟為:
[0025]①在工字鋼本體I中間橫向沿鋸齒狀分割線5將工字鋼本體I分割為上部2與下部3，上部2與下部3的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；
[0026]②所述上部2向左邊或者右邊移動后，再將上部2與下部3連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成通孔4，上部的凸出與下部的凸出相互抵觸并焊接；
[0027]③所述通孔內(nèi)經(jīng)填塞的噴射混凝土 7和加工組合后的工字鋼經(jīng)噴射混凝土包裹后構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
[0028]工字鋼隧道支護工程中使用時，首先工字鋼沿分割線分割成上部及下部，上部相對下部移動一定距離后，重新組合焊接，兩者之間形成六邊形通孔，在通孔內(nèi)填塞噴射混凝土和工字鋼外表包裹噴射混凝土后構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體，其整體剛度、強度及穩(wěn)定性得到了提高，避免了環(huán)向開裂等常規(guī)病害，并且工字鋼整體的高度增加和組合體整體剛度的增加，有效的節(jié)約了制造成本。
[0029]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0030]實施例二:參見圖7所示，一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體，所述工字鋼本體為分體式結構，由上部2及下部3組成，所述上部與下部的連接處間設有通孔4，所述通孔內(nèi)填塞噴射混凝土。
[0031]一種隧道支護用工字鋼的制造方法，其步驟為:
[0032]①在工字鋼本體I中間橫向沿分割線5將工字鋼本體分割為上部2與下部3，上部2與下部3的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；
[0033]②所述上部2向左邊或者右邊移動后，再將上部2與下部3連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成方形通孔4，上部的凸出與下部的凸出相互抵觸并焊接；
[0034]③所述通孔內(nèi)經(jīng)填塞的噴射混凝土和加工組合后的工字鋼經(jīng)噴射混凝土包裹后構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
[0035]工字鋼在隧道支護工程中使用時，首先工字鋼沿分割線分割成上部及下部，所述分割線為方形分割線，上部相對下部移動一定距離后，重新組合焊接，兩者之間形成方形通孔，在通孔內(nèi)填塞噴射混凝土和工字鋼外表包裹噴射混凝土后構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體，其整體剛度、強度及穩(wěn)定性得到了提高，避免了隧道初期支護環(huán)向開裂等常規(guī)病害，并且工字鋼整體的高度增加和組合體整體剛度的增加，有效的節(jié)約了制造成本。
【權利要求】
1.一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體(I)，其特征在于:所述工字鋼本體(I)為分體式結構，由上部(2)及下部(3)組成，所述上部(2)與下部(3)的連接處間設有通孔(4)，所述通孔(4)內(nèi)填設有噴射混凝土。
2.一種隧道支護用工字鋼制造方法，其特征在于，其步驟為: ①在工字鋼本體中間橫向沿分割線(5)將工字鋼本體分割為上部(2)與下部(3)，上部與下部的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出； ②所述上部(2)向左邊或者右邊移動后，再將上部(2)與下部(3)連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成通孔(4)，上部的凸出與下部的凸出相互抵觸并焊接； ③所述通孔內(nèi)經(jīng)填塞的噴射混凝土和加工組合后的工字鋼經(jīng)噴射混凝土包裹后構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種隧道支護用工字鋼制造方法，其特征在于:所述分割線(5)為鋸齒狀、波浪狀或方形中的一種。
【文檔編號】E21D11/10GK103790600SQ201210430673
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權日:2012年11月2日
【發(fā)明者】李信臻 申請人:蘇州偉睿達機械科技有限公司