[实用新型]一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架

说明书

技术领域

本实用新型设计巷道及隧道支护设备领域，具体涉及一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架。

背景技术

高地应力状态下的深埋隧道及地下工程的围岩大变形问题已经成为困扰地下工程界的难题，当前解决大变形问题的主要措施是搭建支架，然而地下工程的支护工作开展十分困难。

混凝土钢支架是今年来兴起的一种新型支架形式，其制作简单，造价低廉，性价比高，其承载能力是相同重量U型钢支架的2～5倍。作为深部围岩支护中的一种有效支护形式，混凝土钢支架逐步取代普通金属支架成为必然趋势，然而目前市场上的混凝土钢支架仍具有缺点：混凝土钢支架在外力作用下变形能力差，隧道围岩若发生大变形从而产生让压作用会破坏混凝土钢支架的结构；因此，需要提供一种新型混凝土钢支架支护结构，可以提高支架的变形能力，发挥支护效果。

发明内容

本实用新型为解决现有混凝土钢支架中存在的上述问题，提供一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架，具有支护能力强、让压变形大的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架，包括外层钢管、内层钢管、橡胶颗粒混凝土，外层钢管为完整圆形钢管，内层钢管采用搭接方式，即每榀支架分成4~6段顺次连接成圆环形，外层钢管和内层钢管的几何中心相重合，每榀支架通过螺栓连接固定，内外层钢管间隙填充橡胶颗粒混凝土。

内外钢管间隙填充的橡胶颗粒混凝土中橡胶体积百分百含量约为10%~15%，此时的橡胶颗粒混凝土有较强的变形能力，并且不影响支架的高强度和高抗压性。填充过程中确保填充均匀。

本实用新型一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架的作用机理：深部围岩的变形累积使混凝土钢支架承受的荷载增加，当荷载量值超过让压构件的承载阈值，内外钢管间隙的橡胶颗粒混凝土会产生让压作用，围岩对支架产生的应力逐渐得带释放，避免了支架因超过承载极限而发生脆性破坏，保证了围岩的稳定性。

本实用新型一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架的优点为：

（1）解决了混凝土钢支架变形能力差的问题，橡胶颗粒混凝土的特性能够使支架与围岩协调变形，确保了支护效果的有效发挥；

（2）与传统的混凝土钢支架相比，自重减轻，便于地下搬运和安装，提高支护效率；

（3）设计合理、制作简单，适用于在各大交通隧道中推广。

附图说明

图1为本实用新型一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架的结构示意图。

图2为本实用新型的支架间搭接构件的局部放大示意图。

图例说明：1-外层钢管；2-内层钢管；3-橡胶颗粒混凝土；4-搭接构件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明：

如图1所示，一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架，包括外层钢管1、内层钢管2、橡胶颗粒混凝土3，外层钢管1为完整圆形钢管，内层钢管2采用搭接方式，即每榀支架分成4~6段顺次连接成圆环形，外层钢管1和内层钢管2的几何中心相重合，每榀支架通过螺栓连接固定，内外层钢管1、2间隙填充橡胶颗粒混凝土。

如图2所示，所述的搭接构件4为钢支架卡缆，其材料为钢材，长度根据巷道或隧道的变形程度而定，5为卡缆板，其材料为不低于钢管机械性能的Q345低碳钢；6为卡缆螺栓；7为卡缆螺帽。钢管卡在卡缆板5中间。

本实用新型一种大变形下让压橡胶颗粒混凝土钢支架的施工方法为：首先，将预制好的外层钢管1和内层钢管2用搭接构件连接组装；然后安装至巷道或隧道待支护部位；最后，对每段钢管外层钢管1和内层钢管2之间的夹层灌注橡胶颗粒混凝土3。