[发明专利]法兰节点、装配式钢管混凝土拱架及拱架的施工方法

说明书

本发明涉及钢管混凝土拱架法兰节点连接技术领域，公开一种法兰节点、包括该法兰节点的装配式钢管混凝土拱架以及该装配式钢管混凝土拱架的施工方法。本发明公开的法兰节点包括：两个法兰板，两个法兰板分别用于连接于相邻两个弧段相对的两端；两个加强件，两个加强件分别与两个法兰板一一对应并连接，相邻两个弧段相对的两端均设置有能够容纳加强件的空腔，两个加强件分别设置于两个空腔内；第一混凝土浆料，第一混凝土浆料填满空腔；连接件，两个法兰板通过连接件连接。利用本发明提供的法兰节点连接相邻两个弧段，能够有效提高节点的连接强度。

技术领域

本发明涉及钢管混凝土拱架法兰节点连接技术领域，特别是涉及一种法兰节点、钢管混凝土拱架及拱架施工方法。

背景技术

进入深部开采后，围岩松散破碎，巷道支护难度加大，传统U型钢拱架难以满足围岩变形控制要求。截面含钢量相同时，相比U型钢拱架，钢管混凝土拱架具有更高的支护强度与变形能力，已发展成为深部围岩变形表面支护的主要方法。

钢管混凝土拱架具有多种断面形式，每种拱架均由多个弧段组成，法兰节点是相邻弧段连接的主要形式之一。现有的法兰节点包括两个法兰板和多个螺栓，通过将两个法兰板分别设置于两个弧段上，再利用连接件将两个法兰板连接在一起，以实现相邻两个弧段的连接。利用现有的法兰节点对相邻两个弧段进行连接存在的最主要的缺陷是节点连接强度低，受力时节点位置容易发生断裂。

因此，如何提高节点连接强度成为本领域技术人员目前所亟待解决的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种连接强度更高的法兰节点、包括该法兰节点的装配式钢管拱架以及该装配式钢管拱架的施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种法兰节点，包括：两个法兰板，两个所述法兰板分别用于连接于相邻两个弧段相对的两端；两个加强件，两个所述加强件分别与两个所述法兰板一一对应并连接，相邻两个所述弧段相对的两端均设置有能够容纳所述加强件的空腔，两个所述加强件分别设置于两个所述空腔内；第一混凝土浆料，所述第一混凝土浆料填满所述空腔；连接件，两个所述法兰板通过所述连接件连接。

可选地，所述加强件包括内钢管和加劲件，所述内钢管的一端与所述法兰板固定连接，所述加劲件设置于所述内钢管的外侧壁上，所述内钢管的长度短于所述空腔的长度，所述第一混凝土浆料填满所述内钢管与所述空腔内壁之间的空间以及所述内钢管内部。

可选地，所述加劲件为加劲栓钉，所述加劲件的数量为多个，全部所述加劲件均匀设置于所述内钢管的外侧壁上；所述连接件包括螺栓和螺母，所述螺栓的一端穿过两个所述法兰板，并通过所述螺母紧固，所述连接件的数量为多个，全部所述连接件沿所述法兰板的周向均匀设置。

可选地，所述第一混凝土浆料至少由水泥、硅灰、粉煤灰、矿渣粉、砂、钢纤维、减水剂以及水混合而成。

可选地，所述第一混凝土浆料按重量计，各组分为所述水泥600份，所述硅灰150份，所述粉煤灰100份，所述矿渣粉150份，所述砂1100份，所述减水剂8.8份，所述水176份，以所述水泥、所述硅灰、所述粉煤灰、所述矿渣粉、所述砂和所述水混合均匀后的总体积为基数，所述钢纤维的体积掺量为2％；所述水泥为P.O42.5R硅酸盐水泥；所述硅灰中二氧化硅含量大于95％；所述粉煤灰为一级粉煤灰；所述矿渣粉为S95级矿渣粉；所述砂的粒径级配达到最紧密堆积状态，所述砂的粒径分为粗砂、中砂和细砂三种，所述粗砂的粒径为0.63mm～1.25mm，所述中砂的粒径为0.315mm～0.63mm，所述细砂的粒径为0.15mm～0.63mm，其中，按重量份数计，所述粗砂425.7份，所述中砂367.4份，所述细砂306.9份；所述钢纤维为镀铜平直钢纤维，直径为0.2mm，长度为13mm，抗拉强度为2850MPa以上；所述减水剂为粉末状聚羧酸高效减水剂或液态聚羧酸高效减水剂，固含量为50％，减水率为40％以上。