CN106401617A - 钢拱架及其接头 - Google Patents

钢拱架及其接头 Download PDF

Info

Publication number
CN106401617A
CN106401617A CN201610817353.XA CN201610817353A CN106401617A CN 106401617 A CN106401617 A CN 106401617A CN 201610817353 A CN201610817353 A CN 201610817353A CN 106401617 A CN106401617 A CN 106401617A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arch
steel
steelframe
springing
arch springing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610817353.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106401617B (zh
Inventor
刘国强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Engineering Co Ltd of China Railway 19 Bureau Group Co Ltd
Original Assignee
Seventh Engineering Co Ltd of China Railway 19th Bureau Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seventh Engineering Co Ltd of China Railway 19th Bureau Group Co Ltd filed Critical Seventh Engineering Co Ltd of China Railway 19th Bureau Group Co Ltd
Priority to CN201610817353.XA priority Critical patent/CN106401617B/zh
Publication of CN106401617A publication Critical patent/CN106401617A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106401617B publication Critical patent/CN106401617B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/14—Lining predominantly with metal
    • E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
    • E21D11/24—Knuckle joints or links between arch members
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/14—Lining predominantly with metal
    • E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

本发明提供一种钢拱架及其接头，钢拱架接头包括第一外拱脚和仰拱钢架，第一外拱脚的上端部设置有连接部，连接部用于与下台阶钢架固定连接，仰拱钢架焊接在第一外拱脚的侧面。以及安装有钢拱架接头的钢拱架。通过将传统的下台阶钢架缩短至斜切连接标高以上，替换成钢拱架接头进行连接，简单包裹保护后便可避免出现喷射混凝土包裹连接部位的现象，钢拱架接头使用效果和操作性良好，在隧道施工中闭合环的整体质量有明显提高，且施工操作简单，应用效果极其显著。

Description

钢拱架及其接头
技术领域
本发明主要涉及隧道工程建设领域，尤其涉及一种钢拱架和钢拱架接头。
背景技术
在隧道施工中，软弱围岩段落的初支钢拱架结构均采用闭合环设计，施工工法多采用台阶法由上而下进行开挖和封闭，如图1和图2所示，在钢拱架闭合环中，隧底钢拱架1的下台阶钢架11与仰拱钢架12，仰拱钢架12连接在下台阶钢架11的侧面，连接的方式采用双排6套螺栓进行固定或双排8套螺栓进行固定连接。
在实际施工中，由于采用台阶法开挖，初支闭合环也相应的分段安装，施工中的误差必将会累积至下台阶钢架11与仰拱钢架12的连接部位，另外隧道施工中有诸多不确定因素，如围岩变形等一系列原因必将导致该部位产生错台等情况，在这种情况下需要做到6孔或8孔，继而全部对齐并且完成螺栓连接，操作难度极大。而且在下台阶腿脚开挖中，其内倾角设置***控制难度大，腿脚部位普遍为超挖，留下初支背后脱空的隐患，并且在施工下台阶初支时，先安装的两侧下台阶钢架需进行喷射混凝土，预先焊接在下台阶钢架上的连接板13和螺栓14，很容易被混凝土包裹，近而导致仰拱钢架12无法与其连接形成闭环，如需连接，还需要人工凿出连接板13表面和背后的混凝土，方能实现螺栓14拧紧固定操作。
可见，现有的这种钢拱架设计在隧道施工中存在的问题较为普遍，导致很多施工单位在现场施工中，直接取消连接板和螺栓，直接将下台阶钢架和仰拱钢架焊接，焊接质量和结构稳定性导致大大降低，无法满足闭合环效应，质量安全隐患极大。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种实施性高、容易安装和受隧道施工误差影响较小的钢拱架接头。
本发明的第二目的是提供一种实施性高、容易安装和受隧道施工误差影响较小的钢拱架。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种钢拱架接头，包括第一外拱脚和仰拱钢架，第一外拱脚的上端部设置有连接部，连接部用于与下台阶钢架固定连接，仰拱钢架焊接在第一外拱脚的侧面。
由上述方案可见，通过在下台阶钢架的下方设置钢拱架接头，并利用第一外拱脚的上端部的连接部与下台阶钢架固定连接，以及该钢拱架接头在安装时已经将仰拱钢架焊接在第一外拱脚的侧面，本方案可避免出现喷射混凝土包裹连接部位的现象，并且改变传统与下台阶斜切连接接头的设计，本方案调整为上下连接，在施工下台阶中可轻松完成对连接部的保护措施，当对仰拱钢架施工连接时，由于预先焊接好已完成连接，故无需人工凿出大面积混凝土，且上下连接可有效提高安装精度和速度，相较于传统的斜切连接方式，施工的可操作性较强，且仰拱钢架和第一外拱脚焊接部位均可集中在外部加工厂焊接，其焊接质量相对于隧道施工团队具有较高保证。综合以上使用效果和操作性等等对比，本方案中的钢拱架接头对隧道施工中闭合环的整体质量有明显提高，且施工操作简单，应用效果极其显著。
更进一步的方案是，钢拱架接头还包括第二外拱脚，第二外拱脚焊接在第一外拱脚的侧面上，第二外拱脚和仰拱钢架分别位于在第一外拱脚相对的两侧上。
由上可见，通过增设第二外拱脚，并将第二外拱脚和仰拱钢架分别位于在第一外拱脚相对的两侧上，使得外拱脚受力结构更加稳定。
更进一步的方案是，钢拱架接头还包括下垫钢板，第一外拱脚的下端部和第二外拱脚的下端部与下垫钢板固定连接。
由上可见，通过下垫钢板的设置，增加隧道外拱脚薄弱处的受力结构，减小应力集中。
更进一步的方案是，连接部为连接钢板，连接钢板焊接在第一外拱脚的上端部上，连接钢板上设置有多个定位孔。
由上可见，通过连接钢板的定位孔、螺栓和螺母的固定连接方式，其有效提高安装精度和速度。
更进一步的方案是，第一外拱脚与仰拱钢架之间呈一夹角设置。
由上可见，呈夹角设置的第一外拱脚与仰拱钢架，通过焊接方式连接，相比于现有的斜切地螺栓固定方式，本案有利于提高结构稳定性，保证闭环效果。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种钢拱架，包括下台阶钢架和钢拱架接头，钢拱架接头包括第一外拱脚和仰拱钢架，第一外拱脚的上端部设置有连接部，连接部用于与下台阶钢架固定连接，仰拱钢架焊接在第一外拱脚的侧面。
由上述方案可见，通过在下台阶钢架的下方设置钢拱架接头，并利用第一外拱脚的上端部的连接部与下台阶钢架固定连接，以及该钢拱架接头在安装时已经将仰拱钢架焊接在第一外拱脚的侧面，本方案可避免出现喷射混凝土包裹连接部位的现象，并且改变传统与下台阶斜切连接接头的设计，本方案调整为上下连接，在施工下台阶中可轻松完成对连接部的保护措施，当对仰拱钢架施工连接时，由于预先焊接好已完成连接，故无需人工凿出大面积混凝土，且上下连接可有效提高安装精度和速度，相较于传统的斜切连接方式，施工的可操作性较强，且仰拱钢架和第一外拱脚焊接部位均可集中在外部加工厂焊接，其焊接质量相对于隧道施工团队具有较高保证。综合以上使用效果和操作性等等对比，本方案中的钢拱架接头对隧道施工中闭合环的整体质量有明显提高，且施工操作简单，应用效果极其显著。
更进一步的方案是，连接部为第一连接钢板，第一连接钢板焊接在第一外拱脚的上端部上，第一连接钢板上设置有多个第一定位孔，下台阶钢架的下端部设置有第二连接钢板，第二连接钢板上设置有多个第二定位孔，螺栓穿过第一定位孔、第二定位孔与螺母固定连接。
更进一步的方案是，第一外拱脚与下台阶钢架沿一直线布置，第一外拱脚与仰拱钢架之间呈一夹角设置。
由上可见，下台阶钢架和第一外拱脚通过连接钢板、螺栓和螺母地固定连接，其上下连接方式可有效提高安装精度和速度，并第一外拱脚与下台阶钢架沿一直线布置，使得整个钢拱架的受力均匀，减小应力集中。
附图说明
图1是现有的钢拱架的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图3是本发明钢拱架实施例中钢拱架接头处的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图3，图3是钢拱架中钢拱架接头处的结构示意图。钢拱架包括下台阶钢架4和钢拱架接头，钢拱架接头是位于钢拱架整体的两侧处，用于连接在下台阶钢架4和仰拱钢架之间。
钢拱架接头包括第一外拱脚1、第二外拱脚2、仰拱钢架3和下垫钢板12，第一外拱脚1、第二外拱脚2、仰拱钢架3和下台阶钢架4均采用工字钢。第一外拱脚1的上端部设置有连接部，连接部为焊接在第一外拱脚1上端部的连接钢板14，连接钢板14沿外周均匀上设置有多个定位孔，一个定位孔中设置有螺栓51，连接钢板14和第一外拱脚1之间还焊接有两个角钢13，两个角钢13焊接在第一外拱脚1的两侧上。
第二外拱脚2的上端部焊接在第一外拱脚1的侧面上，第二外拱脚2和第一外拱脚1之间呈锐角夹角设置，第一外拱脚1的下端部、第二外拱脚2的下端部与下垫钢板12焊接，并采用两侧的角钢11连接在第一外拱脚1和下垫钢板12之间。采用两侧的角钢21连接在第一外拱脚2和下垫钢板12之间。第一外拱脚1、第二外拱脚2和下垫钢板12之间围成三角稳固结构。
仰拱钢架3焊接在第一外拱脚1的侧面，第二外拱脚2和仰拱钢架3分别位于在第一外拱脚1相对的两侧上，并采用两侧的角钢31连接在第一外拱脚1和仰拱钢架3之间，第一外拱脚1与仰拱钢架3之间呈锐角设置。
下台阶钢架4的下端部焊接有连接钢板42，连接钢板42沿外周均匀上设置有多个定位孔，连接钢板42和下台阶钢架4之间还焊接有两个角钢41，两个角钢41焊接在下台阶钢架4的两侧上。下台阶钢架4与第一外拱脚1连接时，螺栓51穿过两个定位孔与螺母52固定连接，连接后，第一外拱脚1与下台阶钢架3沿一直线布置。
通过在下台阶钢架的下方设置钢拱架接头，并利用第一外拱脚的上端部的连接部与下台阶钢架固定连接，以及该钢拱架接头在安装时已经将仰拱钢架焊接在第一外拱脚的侧面，本方案可避免出现喷射混凝土包裹连接部位的现象，并且改变传统与下台阶斜切连接接头的设计，本方案调整为上下连接，在施工下台阶中可轻松完成对连接部的保护措施，当对仰拱钢架施工连接时，由于预先焊接好已完成连接，故无需人工凿出大面积混凝土，且上下连接可有效提高安装精度和速度，相较于传统的斜切连接方式，施工的可操作性较强，同时由于隧道施工中有诸多不确定因素如围岩变形等，即便下台阶钢架与第一外拱脚由于错位导致无法适用螺栓固定，且由于是上下对接的故可采用焊接的方式也是可以完成连接，上下连接方式相比于斜切连接方式受力更为可靠，且仰拱钢架和第一外拱脚焊接部位均可集中在外部加工厂焊接，其焊接质量相对于隧道施工团队具有较高保证。综合以上使用效果和操作性等等对比，本方案中的钢拱架接头对隧道施工中闭合环的整体质量有明显提高，且施工操作简单，应用效果极其显著。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，在实际应用中可根据实际隧道施工要求实现更多变化，如第二外拱脚、仰拱钢架和第一外拱脚的夹角可根据实际施工需求来设置，如垂直90度角或钝角等，角度的变换均能够实现本发明的目的。

Claims (10)

1.钢拱架接头，其特征在于，包括：
第一外拱脚，所述第一外拱脚的上端部设置有连接部，所述连接部用于与下台阶钢架固定连接；
仰拱钢架，所述仰拱钢架焊接在所述第一外拱脚的侧面。
2.根据权利要求1所述的钢拱架接头，其特征在于：
所述钢拱架接头还包括第二外拱脚，所述第二外拱脚焊接在所述第一外拱脚的侧面上，所述第二外拱脚和所述仰拱钢架分别位于在所述第一外拱脚相对的两侧上。
3.根据权利要求2所述的钢拱架接头，其特征在于：
所述钢拱架接头还包括下垫钢板，所述第一外拱脚的下端部和所述第二外拱脚的下端部与所述下垫钢板固定连接。
4.根据权利要求1所述的钢拱架接头，其特征在于：
所述连接部为连接钢板，所述连接钢板焊接在所述第一外拱脚的上端部上，所述连接钢板上设置有多个定位孔。
5.根据权利要求1至4任一项所述的钢拱架接头，其特征在于：
所述第一外拱脚与所述仰拱钢架之间呈一夹角设置。
6.钢拱架，其特征在于，包括下台阶钢架和钢拱架接头，所述钢拱架接头包括：
第一外拱脚，所述第一外拱脚的上端部设置有连接部，所述连接部用于与所述下台阶钢架固定连接；
仰拱钢架，所述仰拱钢架焊接在所述第一外拱脚的侧面。
7.根据权利要求6所述的钢拱架，其特征在于：
所述钢拱架接头还包括第二外拱脚，所述第二外拱脚焊接在所述第一外拱脚的侧面上，所述第二外拱脚和所述仰拱钢架分别位于在所述第一外拱脚相对的两侧上。
8.根据权利要求7所述的钢拱架，其特征在于：
所述钢拱架接头还包括下垫钢板，所述第一外拱脚的下端部和所述第二外拱脚的下端部与所述下垫钢板固定连接。
9.根据权利要求6所述的钢拱架，其特征在于：
所述连接部为第一连接钢板，所述第一连接钢板焊接在所述第一外拱脚的上端部上，所述第一连接钢板上设置有多个第一定位孔；
所述下台阶钢架的下端部设置有第二连接钢板，所述第二连接钢板上设置有多个第二定位孔；
螺栓穿过所述第一定位孔、所述第二定位孔与螺母固定连接。
10.根据权利要求6至9任一项所述的钢拱架，其特征在于：
所述第一外拱脚与所述下台阶钢架沿一直线布置；
所述第一外拱脚与所述仰拱钢架之间呈一夹角设置。
CN201610817353.XA 2016-09-12 2016-09-12 钢拱架及其接头 Active CN106401617B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610817353.XA CN106401617B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 钢拱架及其接头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610817353.XA CN106401617B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 钢拱架及其接头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106401617A true CN106401617A (zh) 2017-02-15
CN106401617B CN106401617B (zh) 2019-02-05

Family

ID=57999085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610817353.XA Active CN106401617B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 钢拱架及其接头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106401617B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110318785A (zh) * 2019-08-01 2019-10-11 中铁二院成都勘察设计研究院有限责任公司 一种基于隧道机械化全断面开挖的钢架及其施工方法
CN110374637A (zh) * 2019-07-10 2019-10-25 中铁十六局集团有限公司 隧道双层钢架及其安装方法
CN110847939A (zh) * 2019-12-10 2020-02-28 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种钢拱架接头
CN111622786A (zh) * 2020-06-05 2020-09-04 中铁十二局集团有限公司 一种拱架连接板角度定位装置及角度定位方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201810323U (zh) * 2010-10-21 2011-04-27 中铁三局集团有限公司 一种用于隧道仰拱钢架与拱角钢架连接的螺栓连接板
CN201810324U (zh) * 2010-10-21 2011-04-27 中铁三局集团有限公司 一种用于隧道初期支护中隔壁下部的钢架
CN103410528A (zh) * 2013-08-29 2013-11-27 中南大学 一种隧道衬砌结构及施工方法
CN203394544U (zh) * 2013-08-02 2014-01-15 江苏中设工程咨询集团有限公司 具有撑脚的大跨度山岭隧道拱架
CN204920988U (zh) * 2015-08-28 2015-12-30 中铁十九局集团第七工程有限公司 隧道交叉口挑顶钢架支护
JP2016132961A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 清水建設株式会社 トンネル鋼製支保工の構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201810323U (zh) * 2010-10-21 2011-04-27 中铁三局集团有限公司 一种用于隧道仰拱钢架与拱角钢架连接的螺栓连接板
CN201810324U (zh) * 2010-10-21 2011-04-27 中铁三局集团有限公司 一种用于隧道初期支护中隔壁下部的钢架
CN203394544U (zh) * 2013-08-02 2014-01-15 江苏中设工程咨询集团有限公司 具有撑脚的大跨度山岭隧道拱架
CN103410528A (zh) * 2013-08-29 2013-11-27 中南大学 一种隧道衬砌结构及施工方法
JP2016132961A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 清水建設株式会社 トンネル鋼製支保工の構造
CN204920988U (zh) * 2015-08-28 2015-12-30 中铁十九局集团第七工程有限公司 隧道交叉口挑顶钢架支护

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374637A (zh) * 2019-07-10 2019-10-25 中铁十六局集团有限公司 隧道双层钢架及其安装方法
CN110318785A (zh) * 2019-08-01 2019-10-11 中铁二院成都勘察设计研究院有限责任公司 一种基于隧道机械化全断面开挖的钢架及其施工方法
CN110847939A (zh) * 2019-12-10 2020-02-28 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种钢拱架接头
CN111622786A (zh) * 2020-06-05 2020-09-04 中铁十二局集团有限公司 一种拱架连接板角度定位装置及角度定位方法
CN111622786B (zh) * 2020-06-05 2022-06-14 中铁十二局集团有限公司 一种拱架连接板角度定位装置及角度定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106401617B (zh) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205955754U (zh) 一种隧道锁脚锚杆/管与支护钢架连接构件
CN106401617A (zh) 钢拱架及其接头
CN205712137U (zh) 基坑支护结构
CN103603679A (zh) 用于支护隧道拱部的拱顶钢架与隧道施工方法
CN108005401A (zh) 一种既有框架结构隔震加固的柱的托换方法
KR20170065165A (ko) 흙막이 가설 구조체용 버팀보 지지장치
CN206396914U (zh) 一种连接梁柱的整体式节点
CN202073100U (zh) 一种弥补钢格柱移位或漏打所用的临时竖向钢支撑结构
CN106979024B (zh) 一种固定隧道钢支撑与锁脚的施工方法
CN203947596U (zh) 一种组装式铸钢外套筒-t型件梁与柱连接装置
CN203320703U (zh) 钢筋混凝土柱与新增钢梁连接节点
CN205476079U (zh) 大直径钢筋网片
CN204849792U (zh) 降水井井管托换支架
CN205035818U (zh) 可调独立基墩或基础
CN204252400U (zh) 一种用于抗震框架顶层端节点的钢筋连接器
CN206972266U (zh) 一种隧道拱架大截面带肋连接钢板结构
CN207176935U (zh) 一种在弱轴方向上梁柱的半刚性节点螺栓连接结构
CN206942780U (zh) 一种隧道交叉口超前支护结构
CN103790157A (zh) 一种用于预制管桩的圆形凹凸板机械接桩方法
CN206346215U (zh) 一种门型水泥杆塔的加固结构
CN203939508U (zh) 尺寸可调的钢格栅拱架
CN106223986A (zh) 一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构及支护方法
CN206815347U (zh) 一种型钢预应力管桩组合立柱支撑桩
CN207093102U (zh) 一种非对称岔洞支护结构
CN103557007A (zh) 过地质异常带极破碎软岩巷道的支护结构及其施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200507

Address after: 510000 room 6-707, No.2, Huafei street, Fengze West Road, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province (temporary business place)

Patentee after: Guangzhou Engineering Co., Ltd. of China Railway 19th Bureau Group

Address before: 521900 iron building, No. 111 Chang Lu, Gongbei port, Xiangzhou District, Guangdong, Zhuhai

Patentee before: NO.7 ENGINEERING CO., LTD. OF CHINA RAILWAY 19 BUREAU Group

TR01 Transfer of patent right