一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用于深井高地應力、地質(zhì)構(gòu)造復雜、受動壓擾動影響大的巷道支護以及維護困難的軟巖巷道支護的圓形鋼管混凝土支架的連接部件，涉及煤礦巷道支護【技術(shù)領(lǐng)域】。包括套管（1）、加強套環(huán)（2）、加強筋（3）和固定圈（4）。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設計巧妙。設計了由與套管相同材質(zhì)加工而成的加強套環(huán)，加強套環(huán)公稱直徑大于套管且恰好能套在套管并經(jīng)焊接固定于套管兩端，由加強筋與固定圈組成的籠形骨架通過焊接內(nèi)接于套管內(nèi)表面，使用時澆筑到混凝土中構(gòu)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，增強兩鋼管連接處的強度。該連接部件可以防止套管兩端被撕裂，減小鋼管混凝土支架的整體變形，使支架處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而有效地保證巷道支護安全。
【專利說明】一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及應用于深井高地應力、地質(zhì)構(gòu)造復雜、受動壓擾動影響大的巷道支護以及維護困難的軟巖巷道支護的鋼管混凝土支架的連接部件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在我國深井高地應力巷道的支護方式主要是高強錨網(wǎng)索和加強U型鋼支架兩種支護方式，甚至在很多礦區(qū)錨網(wǎng)索和U型鋼支架一起使用，但仍然不能有效地控制巷道圍巖變形。U型鋼支架是一種定型的型鋼支架，其最大的缺點是連接點達不到U型鋼本身的強度，鋼材的利用率較低，不能適應深部復雜的應力條件，造成鋼材浪費的同時還增加了工人的勞動強度。
[0003]鋼管混凝土支架是近幾年發(fā)展起來的一種新型的支護方式，由于鋼管混凝土具有承載力高、耐腐蝕、便于施工等一系列優(yōu)點，它在深井高地應力巷道支護中的應用越來越廣泛，其在橋梁工程、隧道工程中的應用也越來越引起人們的興趣與重視。但現(xiàn)有的鋼管混凝土支架連接套管存在一些問題，主要表現(xiàn)為:
[0004]套管強度不夠大，特別是在套管內(nèi)側(cè)的兩端。在軟巖受動壓影響的巷道中隨著圍巖的變形，在支架的受力過程中套管的內(nèi)側(cè)兩端會產(chǎn)生明顯的應力集中導致套管發(fā)生失穩(wěn)破壞；
[0005]套管設計不合理，兩鋼管在套管中的接觸位置最好在套管的中間，現(xiàn)有的套管設計為使套管不發(fā)生滑動，需在與套管連接的鋼管上焊接擋圈，如果兩段相接鋼管的擋圈焊接位置稍有偏差，會導致其中某一擋圈不起作用或兩段鋼管不能在套管中有效接觸，使支架的整體受力性能降低；
[0006]鋼管對核心混凝土的套箍效應，使核心混凝土處于三向應力狀態(tài)，混凝土由脆性材料轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄圆牧?，這是鋼管混凝土具有較好力學性能的根本所在。鋼管混凝土支架的連接部位是支架整體的薄弱環(huán)節(jié)，普通套管中兩段鋼管沒有任何加固措施。在兩段鋼管接觸處是受力的弱面，管內(nèi)混凝土仍為脆性材料，隨著支架的整體受力，該處將發(fā)生剪切破壞而失穩(wěn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為了克服普通連接套管內(nèi)側(cè)兩端應力集中極易被撕裂的弊病，同時為適應深井高地應力、地質(zhì)構(gòu)造復雜、受動壓影響以及軟巖巷道的支護要求，提出了一種新型的鋼管混凝土支架連接部件。本發(fā)明套管以高強度鋼管加工而成，一方面可以有效防止套管內(nèi)側(cè)兩端被撕裂，最大限度地發(fā)揮自身的抗拉性能；另一方面可以減小鋼管混凝土支架的整體變形，使支架處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而有效地保證巷道支護安全。
[0008]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件，包括套管(I)、加強套環(huán)(2)、加強筋(3)和固定圈(4)，其特征在于，所述加強筋(3)設置為四根并且對稱地焊接于固定圈(4)上，所述固定圈(4)通過三段鋼筋內(nèi)接焊接于套管的內(nèi)表面，所述加強套環(huán)(2)通過電焊點焊于套管(I)的兩端。套管(I)為Φ 165X6.5mm的鋼管加工而成,長度為400mm。套管(I)的加強套環(huán)(2)米用Φ180Χ5 mm鋼管加工而成套在套管(I)上，材質(zhì)與套管相同其寬度為50mm，加強套環(huán)(2)需經(jīng)強化熱處理，使其強度大于套管強度，焊接在套管的兩端；在套管內(nèi)部中間位置對稱地焊接固定有四根加強筋(3)的固定圈(4)，加強筋(3)與固定圈(4)同為同種材質(zhì)的螺紋鋼。加強筋(3)與固定圈(4)構(gòu)成的籠形骨架在使用時澆筑到混凝土中，使得兩段鋼管接觸面處于套管的中間位置，鋼管上不需要焊接擋圈，由于加強筋的作用混凝土的抗壓和抗剪切破壞能力大幅提聞，從而大大提聞套管抵抗變形的能力，使支架整體性能得到優(yōu)化。
[0009]本實用新型的有益效果是，增強了鋼管連接處的強度，減小鋼管混凝土支架的整體變形，使支架處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而有效地保證巷道支護安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步說明。
[0011]圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的俯視圖。
[0013]圖3是本實用新型的左視圖。
[0014]圖中I套管，2加強套環(huán)，3加強筋，4固定圈。
【具體實施方式】
[0015]所述套管(I)長度為400mm,為Φ 165X6.5mm鋼管加工而成，目前常用的鋼管混凝土支架形式有馬蹄形、拱形和圓形等幾種形式，根據(jù)支架的具體形式以及套管在支架中所處的具體位置，將套管進行彎拉加工成型并保證套管兩端整齊無裂縫。
[0016]所述加強套環(huán)(2)為與套管(I)材質(zhì)相同的Φ180Χ5 mm鋼管，需經(jīng)過強化熱處理加工而成，寬度為50mm且兩端平齊，在圍巖破碎的巷道支護中可適當加大加強套環(huán)(2)的寬度，通過電焊點焊到套管(I)的兩端并與套管(I)的兩端平齊。
[0017]所述加強筋(3)為四根Φ20πιπι的螺紋鋼，其長度要長出套管(I)兩端各100mm。并將四根加強筋(3)完全對稱地焊接在直徑為45mm的固定圈(4)上，由加強筋(3)與固定圈
(4)組成籠形骨架焊接在套管(I)的內(nèi)表面。
【權(quán)利要求】
1.一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件，包括套管(I)、加強套環(huán)(2)、加強筋(3)和固定圈(4)，其特征在于，所述加強筋(3)設置為四根并且對稱地焊接于固定圈(4)上，所述固定圈(4)通過三段鋼筋內(nèi)接焊接于套管的內(nèi)表面，所述加強套環(huán)(2)通過電焊點焊于套管(I)的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件，其特征在于，所述加強套環(huán)(2 )與套管(I)材質(zhì)相同，經(jīng)強化熱處理后焊接于套管(I)兩端且與套管(I)平齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件，其特征在于，所述加強套環(huán)(2)寬度為50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件，其特征在于，所述加強筋(3)為四根，對稱地焊接固定于固定圈(4)上，加強筋(3)與固定圈(4)同為同種材質(zhì)的螺紋鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型圓形鋼管混凝土支架連接部件，其特征在于，所述加強筋(3)與固定圈(4)構(gòu)成的籠形骨架在使用時澆筑到混凝土中。
【文檔編號】E21D11/04GK204140090SQ201420554967
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】趙世軍, 劉立民 申請人:山東科技大學