[发明专利]可缩拱架装置和拱架

说明书

本公开涉及公路工程隧道施工技术领域，尤其涉及一种可缩拱架装置，包括两个沿隧道环向设置的拱架，两个拱架衔接处的两侧均设有钢板，钢板上设有安装孔，安装孔中穿设螺栓，螺栓穿过两个钢板的部分依次套设弹性件和螺母，弹性件的两端分别与螺母和钢板抵接，以固定钢板；钢板靠近钢拱架的一侧沿长度方向设有多级齿牙结构，拱架靠近钢板的一端固设有限位件，限位件与多级齿牙结构啮合配合。通过设置钢板和螺栓，可以连接两个拱架，通过设置弹性件和多级齿牙结构，两个拱架不仅在隧道的径向可以产生溃缩，在隧道的环向方向还能够产生相对滑移，通过两种变形与位移方式的结合，可以适应各种复杂的地质岩层变动，避免拱架发生破坏。

技术领域

本公开涉及公路工程隧道施工技术领域，尤其涉及一种可缩拱架装置和拱架。

背景技术

公路隧道工程施工中，一般采用初支+二衬的复合衬砌结构进行围护，其中初期支护一般采用钢拱架作为主要支撑构件，钢拱架由各种型号的工字钢加工而成。根据隧道开挖方式的不同，对拱架加工为不同长度的短节，便于结合现场安装，安装完成后作为初期支护的刚性受力支撑构件承受围岩应力。

现有技术中钢拱架由多节相互连接的工字钢组成，相邻两节的工字钢是通过螺栓固定连接，围岩对钢拱架施加压力时，现有技术中的钢构架只能被动的受压，无法对围岩的荷载主动进行释放和调节，钢拱架直接受力后会出现较大变形扭曲，极易导致围岩局部或不同范围的失稳坍塌。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种可缩拱架装置和拱架。

本公开提供了一种可缩拱架装置，包括两个沿隧道周向延伸且间隔设置的拱架，两个拱架衔接处的两侧均设有钢板，钢板上设有安装孔，安装孔中穿设螺栓，螺栓穿过两个钢板的部分依次套设弹性件和螺母，弹性件的两端分别与螺母和钢板抵接，以固定钢板；

钢板靠近拱架的一侧沿长度方向设有多级齿牙结构，拱架靠近钢板的一端固设有限位件，限位件在两个拱架相向运动的方向上与多级齿牙结构滑动抵触配合，限位件在两个拱架相离运动的方向上与多级齿牙结构啮合配合。

可选地，限位件为斜块，斜块沿拱架的宽度方向延伸。

可选地，弹性件为弹簧。

可选地，多级齿牙结构与每个限位件配合的级数为两级。

可选地，钢板的两端设置一级齿牙结构，一级齿牙结构靠近钢板中心的一侧设置二级齿牙结构。

可选地，多级齿牙结构还包括支撑部，支撑部的两端连接二级齿牙结构。

可选地，钢板的两端分别延伸至两个拱架的侧方。

可选地，螺栓的数量设置为六个，六个螺栓对称设置在拱架的两侧。

可选地，螺栓的强度等级为8.8级或10.9级。

一种拱架，包括多个上述的可缩拱架装置，多个可缩拱架装置连接成拱体。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供了一种可缩拱架装置，包括两个沿隧道环向设置的拱架，两个拱架衔接处的两侧均设有钢板，钢板上设有安装孔，安装孔中穿设螺栓，螺栓穿过两个钢板的部分依次套设弹性件和螺母，弹性件的两端分别与螺母和钢板抵接，以固定钢板；钢板靠近钢拱架的一侧沿长度方向设有多级齿牙结构，拱架靠近钢板的一端固设有限位件，限位件在两个拱架相向运动的方向上与多级齿牙结构滑动抵触配合，限位件在两个拱架相离运动的方向上与多级齿牙结构啮合配合。通过设置钢板和螺栓，可以连接上下设置的两个拱架，通过设置弹性件和多级齿牙结构，两个拱架不仅在隧道的径向可以产生溃缩，在隧道的环向方向还能够产生相对滑移，通过这两种变形与位移方式的结合，可以适应各种复杂的地质岩层变动，避免拱架发生破坏。

附图说明