[实用新型]一种改进的巷道用U型钢支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿山及隧道支护领域，具体涉及一种改进的巷道用U型钢支架。

背景技术

在矿山巷道和隧道工程建设中，顶板脱落以及两帮大变形是影响巷道及隧道安全使用的主要问题，隧道以及矿山巷道的支护问题就显得尤其重要。目前在矿井巷道二次支护以及穿山隧道支护工程中，U型钢支架的支护强度高，维修量小，可重复利用，是应用最为广泛的支护方式之一。

U型钢支架最佳的受力状态是支架外表面与围岩完全接触，从而使其均匀受压，避免支架表面出现应力集中。当作用于U型钢支架上的围岩压力值达到一定值时，支架就会产生压缩，使围岩作用于U型钢支架上的压力下降，从而避免围岩压力大于U型钢支架的承载力而使支架破坏。现有的U型钢支架通常由连接件将顶梁、柱腿连成一个整体，对巷道大面积的稳固来压能够进行有效支护，但受采动影响，巷道内部来压是不能准确预测的，传统U型钢支架在受到集中矿山压力作用时，易造成支架被压垮，局部失稳现象的发生，影响巷道的支护效果，更换也具有很大的危险性，因此，急需一种能够均衡受力的加强型支护结构。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种改进的巷道用U型钢支架，结构简单，受力合理，支护效果好且具有柔性支撑结构，具有较高的侧向支撑强度，能够对局部高应力能量进行吸收，实现减少局部变形的目的，从而增强U型钢支架的整体稳定性，实现安全支护。

本实用新型采用的设计方案是：一种改进的巷道用U型钢支架，包括：顶梁，柱腿，支架连接件，内部支撑部件。所述顶梁及柱腿采用U型钢，U型钢支架外侧与巷道周围围岩接触面上涂有负泊松比泡沫，顶梁与柱腿连接段有相同的曲率；所述支架连接件是与顶梁及柱腿截面形状相同的U型套筒，套筒长200mm，内涂负泊松比泡沫，套筒内径等于顶梁及柱腿外径；所述内部支撑部件呈稳定的三角形，包括支撑杆以及支撑杆连接件，支撑杆材质为U型钢，支撑杆两端均预留螺栓孔，支撑杆连接件设在支架连接件外，其内径与支架连接件外径相同，接口处预留与支撑杆相同的螺栓孔，支撑杆与支撑杆连接件通过螺栓相连。

本实用新型的有益效果是：一种改进的巷道用U型钢支架，顶梁与柱腿搭接后通过支架连接件相连，支架连接件为不锈钢套筒，U型钢支架外侧以及套筒内侧均涂有负泊松比泡沫，由于负泊松比材料承受外压时横向膨胀的特性，不仅能够使顶梁与柱腿更好的连接，同时能够吸收和抵消外力，提高套筒、顶梁以及柱腿的抗负载能力。U型钢支架内部设置了柔性支撑部件，当顶板及两帮局部来压时，支撑杆具有一定的摩擦工作阻力和可伸缩量，能够有效提高U型钢支架的侧向支撑强度，避免发生局部失稳破坏，增强其整体稳定性。整个U型钢支架制造工艺简单，安装方便，能够有效的对隧道及矿山巷道进行支护，具有很好的综合效益。

附图说明

图1是一种改进的巷道用U型钢支架示意图。

附图标记：1-顶梁，2-柱腿，3-套筒，4-负泊松比泡沫，5-支撑杆，6-支撑杆连接件，7-螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：一种改进的巷道用U型钢支架，包括：顶梁1，柱腿2，支架连接件，内部支撑部件。所述顶梁1及柱腿2采用U型钢，外侧与巷道周围围岩接触面上涂有负泊松比泡沫4，顶梁1与柱腿2连接段有相同的曲率；所述支架连接件是与顶梁1及柱腿2截面形状相同的U型套筒3，套筒3长200mm，内涂负泊松比泡沫4，套筒3内径等于顶梁1及柱腿2外径；所述内部支撑部件呈稳定的三角形，包括支撑杆5以及支撑杆连接件6，支撑杆5材质为U型钢，支撑杆5两端均预留螺栓孔7，支撑杆连接件6设在支架连接件外，其内径与支架连接件外径相同，接口处预留与支撑杆相同的螺栓孔7，支撑杆5与支撑杆连接件6通过螺栓相连。

本实用新型所涉及的变形缝防水构造具体施工操作包括以下步骤。

在进行安装时，首先是顶梁1的安装，先将顶梁1的两端进行搭接，然后从一端套上套筒3，套筒3内侧涂有负泊松比泡沫4，且套筒3内径与顶梁1外径一致，能够保证顶梁1的紧密连接；其次是顶梁1与柱腿2的安装，与顶梁1安装方法相同，先将柱腿2与顶梁1另一端进行搭接，然后从柱腿2另一端套上套筒3，同样套筒3内侧涂有负泊松比泡沫4，且套筒3内径与顶梁1及柱腿2外径一致，能够保证顶梁1与柱腿2紧密连接，另一侧顶梁1与柱腿2的安装采用相同方式操作；最后是内部支撑部件的安装，先将支撑杆连接件5套在套筒3外侧，取以一支撑杆5，使支撑杆5与支撑杆连接件6的螺栓孔7对准，用螺栓拧紧，其他两根支撑杆5采用相同方法操作。

以上是对本实用新型优选实施方式的详细介绍，应当指出，对于本领域施工技术人员来说，在不脱离本实用新型创造思路前提下，还可以做出若干变形及改进，这些都属于本实用新型的保护范围。