[发明专利]一种可协调变形的初期支护工字钢钢架法兰盘接头结构

说明书

本发明公开了一种可协调变形的初期支护工字钢钢架法兰盘接头结构，套筒的一端与底钢板固结，面钢板上开设有供套筒穿过的通孔并与套筒固结；钢柱筒同轴设置于套筒的内腔，一端与底钢板固定连接，另一端与紧固夹爪的一端同轴连接，蜗轮螺帽套在钢柱筒的外部并与螺纹连接，蜗杆与钢柱筒转动连接并与蜗轮螺帽之间啮合连接；钢柱筒的内腔为变径结构；连接头钢板上设有能够伸入紧固夹爪内的球形连接头，球形连接头球头部分的直径不小于钢柱筒靠近紧固夹爪一端的内直径；球形连接头能够与所述接头连接器之间固结。本发明在保证工字钢拱架结构整体性及稳定性要求下，可实现工字钢拱架结构与围岩的协调变形。

技术领域

本发明涉及暗挖隧道工程技术领域，具体涉及一种可协调变形的初期支护工字钢钢架法兰盘接头结构。

背景技术

随着交通工程力度不断加大，暗挖隧道的建设也相应增加，实际开挖施工中将不可避免的遇到诸如围岩变形时间长、变形量大等难题，当前针对该种围岩的初期支护结构主要为工字钢钢支撑与喷射混凝土与系统锚杆的组合支护，而每榀钢架结构的连接也采用普通法兰盘螺栓连接方式，但该钢架结构随围岩变形能力较差、变形不协调，当围岩变形较大时容易导致支护结构破坏，而通常在遭遇这种地层时通常采用增加钢架密度等支护方案，无形中会导致施工成本增加、经济效益低下。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可协调变形的初期支护工字钢钢架法兰盘接头结构，在保证工字钢拱架结构整体性及稳定性要求下，可实现工字钢拱架结构与围岩的协调变形。

为了达到上述目的，本发明采用技术方案如下：

一种可协调变形的初期支护工字钢钢架法兰盘接头结构，包括底钢板、接头连接器、面钢板以及连接头钢板，接头连接器包括套筒、钢柱筒、紧固夹爪、蜗轮螺帽和蜗杆，底钢板和面钢板正对设置，套筒的一端与底钢板固结，面钢板上开设有供套筒穿过的通孔并与套筒固结，钢柱筒同轴设置于套筒的内腔，钢柱筒的一端与底钢板固定连接，钢柱筒另一端与紧固夹爪的一端同轴连接，蜗轮螺帽套在钢柱筒的外部并与钢柱筒之间螺纹连接，蜗杆与钢柱筒转动连接并与蜗轮螺帽之间啮合连接；通过所述蜗杆能够驱动蜗轮螺帽向紧固夹爪移动、并使蜗轮螺帽从紧固夹爪的外部将紧固夹爪收拢紧固；钢柱筒的内腔为变径结构，从紧固夹爪至底钢板的方向，钢柱筒内腔的直径逐渐变小；

连接头钢板上设有能够伸入紧固夹爪内的球形连接头，球形连接头球头部分的直径不小于钢柱筒靠近紧固夹爪一端的内直径；当球形连接头伸入紧固夹爪内、蜗轮螺帽从紧固夹爪的外部将紧固夹爪收拢紧固后，球形连接头与所述接头连接器之间固结。

优选的，底钢板与面钢板之间还连接有用于支撑面钢板的钢支撑柱，钢支撑柱的两端分别与底钢板与面钢板之间焊接。

优选的，钢柱筒与紧固夹爪连接处的内径相同。

优选的，紧固夹爪在自由状态下呈喇叭口状，紧固夹爪的小端与钢柱筒固结，紧固夹爪的大端直径大于蜗轮螺帽的内径。

优选的，紧固夹爪包括若干个夹齿，若干个夹齿在钢柱筒的周向均匀分布，相邻练歌夹齿之间留有间隙，每个夹齿远离钢柱筒的一端沿钢柱筒的径向方向设有弯折部，球形连接头上设有供弯折部嵌入的限位槽。

优选的，球形连接头包括连接柱和球头，连接柱和球头连接，连接柱的直径小于球头的直径，连接柱与球头之间形成的台阶作为所述限位槽，当球形连接头伸入紧固夹爪内、蜗轮螺帽从紧固夹爪的外部将紧固夹爪收拢紧固后，弯折部勾住连接柱与球头之间的台阶。

优选的，球头包括圆柱段和半球部，圆柱段的直径与半球部的直径相同，圆柱段与所述连接柱同轴连接，圆柱段的直径大于连接柱的直径，半球部的平面与圆柱段的端面同轴连接，半球部的直径不小于钢柱筒靠近紧固夹爪一端的内直径。

优选的，底钢板、面钢板和连接头钢板相互平行，当底钢板的形状为矩形时，底钢板的四角位置均设有所述接头连接器，连接头钢板上在每个接头连接器正对的位置均设有所述球形连接头；