[发明专利]可缩性格栅支架及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山巷道和各类隧道工程的支护技术。

背景技术

目前在矿山巷道和各类隧道工程的支护中，为了适应围岩变形，一般采用U型钢可缩性支架，形状普遍为半圆拱形，由拱形梁和腿柱组成，有三段式和四段式。安装时，如果是四段式，则首先是把拱形梁组合在一起，然后利用前探梁把拱形梁架在顶板上，再在两帮挖柱窝，竖腿柱，再用卡缆把腿柱和拱形梁锁紧，构成一架，前后两架用拉杆连接。当围岩压力到达一定值时支架产生缩动，围岩压力减少，避免支架失效，保证巷道或隧道处于良好的状态。但是，U型钢可缩性支架存在着钢材耗量大、成本高、重量大，运输和安装不便等缺点。

格栅拱架是近年来广泛应用于隧道支护的一种支架形式，格栅拱架用主钢筋和箍筋焊接而成，一般拱架为单体拱架，为了拱架的稳定性或支护的特殊要求，把拱架之间进行纵向连接，使之成为格栅状，所以称为格栅拱架。由于格栅拱架属于刚性支护，不可压缩，当围岩压力或变形较大时，这种支架容易出现屈曲等失稳性破坏而导致支架失效。

发明内容

为了解决当围岩压力或变形较大时支架出现屈曲等失稳性破坏的问题，本发明提供一种具有可缩性的格栅支架。

本发明同时提供这种可缩性格栅支架的使用方法。

一种可缩性格栅支架，包括用主钢筋和箍筋焊接而成的单体拱架，其特征在于，单体拱架由若干节组成，节与节之间的主钢筋用不少于一个的支架卡缆连接；所述的支架卡缆的构造是，用连接筋焊接上与格栅支架主钢筋数量相同的钢筋扣子，钢筋扣子由两块夹板用连接销和螺栓对接而成，夹板的对接面上设有两个圆孔，通过两个圆孔分别从两侧将两节的主钢筋插入圆孔中，并通过螺栓施加一定的预紧力。

单体拱架的形状根据巷道断面状可以设计成圆形、马蹄形、直腿拱形。

本发明缩性格栅支架的使用方法是，单体拱架安装前首先通过实验室实验，实验钢筋扣子的螺栓的大小，使螺栓扭矩符合格栅支架缩动前的支撑轴力；单体拱架安装时，将单体拱架的节与节之间的主钢筋分别从支架卡缆两侧插入圆孔中，连接成雏形，并使单体拱架的断面形状尽量缩小，缩小后便于在巷道中立起，立起后将节与节之间的主钢筋向巷道周围撑开，使其符合设计尺寸要求，然后給螺栓施加确定的扭矩，从而达到一定的预紧力，再把拱架之间进行纵向连接，使之成为格栅状。

本发明的工作原理是：当钢筋所受的轴向力达到一定值时，主钢筋的连接部位产生相对滑动，使格栅支架实现缩动，避免支架出现屈曲破坏而失效，保证巷道或隧道处于良好的状态。

本发明可缩性的格栅支架的工作原理和优点是：当围岩压力或变形较大时，主钢筋的连接部位产生相对滑动，格栅支架实现缩动，避免支架出现屈曲破坏而失效，保证巷道或隧道处于良好的状态。与其它金属可缩性支架相比，具有钢材耗量小、成本低、支架重量轻，运输和安装方便等优点。同时缩动的临界内力(轴力和弯矩)可以进行人工控制。

附图说明

图1是直腿半圆拱形可缩性的格栅支架结构图；

图2是图1的I部放大图；

图3是图2的A-A放大图；

图4是钢筋扣子的放大图。

图例说明：1-棚腿；2-拱梁；3-钢筋扣子；4-主钢筋；5-连接筋；6-夹板；7-连接销；8-螺栓；9-箍筋。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明的可缩性格栅支架是用主钢筋4和箍筋9焊接而成的单体拱架，其中，单体拱架由若干节组成，节与节之间的主钢筋4用不少于一个(图中以一个为例)的支架卡缆连接；所述的支架卡缆的构造是，用连接筋5焊接上与格栅支架主钢筋4数量相同的钢筋扣子3，钢筋扣子3由两块夹板6用连接销7和螺栓8对接而成，夹板6的对接面上设有两个圆孔，通过两个圆孔分别从两侧将两节的主钢筋4插入圆孔中，并通过螺栓8施加一定的预紧力。

单体拱架的形状根据巷道断面状可以设计成圆形、马蹄形、直腿拱形。图1仅画出直腿拱形，直腿拱形的单体拱架是由棚腿1和拱梁2组成。