[发明专利]一种新型定量让压耗能连接装置及其制作方法

说明书

本发明为一种新型定量让压耗能连接装置及制作方法，包括让压核心构件、让压核心套管、上、下部连接装置、上部顶板、下部底板、接头连接装置、滑动孔一二、上、下部连接螺栓、上、下部拱架结构；其中让压核心构件与上部顶板连接，让压核心套管与下部底板连接，上、下部连接装置分别连接于上部顶板和下部底板上，在上部连接装置上设置滑动孔一，在下部连接装置上设置滑动孔二，接头连接装置固定于滑动孔一和滑动孔二中，连接有上部连接装置和让压核心构件的上部顶板和连接有下部连接装置和让压核心套管的下部底板进行拼装，形成让压盒装结构，再通过上部连接螺栓、下部连接螺栓将让压盒装结构与上、下部拱架结构板进行连接。具有结构简单、安装方便、让压时机及让压量人为可控的优点。

技术领域

本发明涉及地下工程结构技术领域，具体涉及一种新型定量让压耗能连接装置及其制作方法。

背景技术

21世纪是全球人类地下空间开发的新纪元。我国是世界上地下空间开发规模、数量和难度最大的国家，涉及到交通、水利水电、能源等多个国家基础设施建设领域。随着我国隧道及地下工程建设进入空前繁荣期，机遇与挑战并存，在隧道及地下工程的建设过程中，尤其是在深部地下空间及复杂地层时常面临围岩大变形、岩爆、塌方及突水涌泥等灾害。

为了预防或避免这些灾害，国内外的专家和学者对地下结构的支护做了大量研究和实践，现行的拱架形式主要包括：1.U型钢拱架支护，2.钢管约束混凝土拱架支护，3.让压锚杆支护，4.让压拱架支护等。其中U型钢拱架支护是软岩巷道中最常用的被动支护手段，它通过提供被动的径向支护力，直接作用于巷道围岩表面，来平衡围岩的变形压力，约束围岩变形，但U型钢拱架在支护时存在较多问题：①支护强度不足，②工作阻力低，③支护支撑能力得不到充分的发挥，严重降低了材料利用率，支护效果得不到保障，④不能定量让压；钢管约束混凝土拱架是一种承载力高、具有一定可缩性、施工方便、具有良好力学性能的支护形式；但也存在以下问题：①圆形截面的钢管混凝土拱架与围岩表面接触面积小，易造成应力集中，②成本偏高，③缺乏井下专用安装设备，④拱架重量较大，⑤不具有定量让压功能；让压锚杆支护由于稳定岩层的不确定性或误差会使操作人员产生不安全的感觉；让压拱架支护相对上述支护方式具有较好的工程适用性和安全性，可以大大减少灾害的发生，在过去长达数十年的工程实践中，人们制造了很多具有让压功能的支护材料和支护结构，并对原有的刚性支护结构进行改进，增加支护的可缩性。然而现在用于地下工程的让压拱架支护大都只考虑变形的问题，让压拱架支护仅仅只能进行自由让压，能够实现拱架支护在工作中钢结构耗能定量让压装置并未有报道。

发明内容

本发明的任务是提供一种适用于地下工程拱架支护的结构简单、安装方便、让压时机及让压量人为可控的一种新型定量让压耗能连接装置及制作方法，尤其适用于各种深部、软岩等大变形难支护的巷道、隧道及硐室群等地下工程的拱架支护的让压连接装置的实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型定量让压耗能连接装置，包括让压核心构件、让压核心套管、上部连接装置、下部连接装置、上部顶板、下部底板、接头连接装置、滑动孔一、和滑动孔二、上部连接螺栓、下部连接螺栓、支护主结构的上部拱架结构板、支护主结构的下部拱架结构；其中所述让压核心构件与上部顶板固定连接，让压核心套管与下部底板固定连接，上部连接装置连接于上部顶板上，下部连接装置连接于下部底板上，在上部连接装置上设置滑动孔一，在下部连接装置上设置滑动孔二，接头连接装置固定于上部连接装置上的滑动孔一和下部连接装置的滑动孔二中，通过接头连接装置将上部连接装置和下部连接装置紧密连接在一起，连接有上部连接装置和让压核心构件的上部顶板和连接有下部连接装置和让压核心套管的下部底板进行拼装，形成新型定量让压耗能连接装置盒装结构，再通过上部连接螺栓、下部连接螺栓将新型定量让压耗能连接装置盒装结构与支护主结构的上部拱架结构板、下部拱架结构进行连接。

优先的，所述让压核心构件为采用优质钢材或者高分子材料制成的实心圆钢、厚壁无缝圆管或者其它形状无缝钢管，所述让压核心构件进行精密的机械加工，其表面进行喷砂处理，其外径误差为±0.05mm。