[其他]槽式弓形梁交接处的螺栓连接夹具

说明书

本发明是根据针对地下巷道支护中采用的一种将交错搭接的槽式弓形梁的螺栓夹紧连接装置。

由DE-OS2850350给出的一种夹紧连接可以作为先有技术。在这种夹紧连接中使用了连接螺栓。这种连接螺栓头部相对于螺栓轴线向夹板凸缘的自由端错位设置，对槽式弓形梁的螺栓头背面是大约在通过螺栓轴线的纵向平面上延伸。该螺栓头部的底面主要部分平靠在夹板凸缘平坦的上表面上。螺栓头部的底面到背面是凸起弯曲过渡的，并且靠该区支撑在与其相配的由夹板翼缘到夹板凸缘的相对应成型的过渡区上。由螺栓光杆向螺栓头部的过渡区加工成尖棱边的矩形，这种面对槽式弓形梁的螺栓杆的背面向上伸至一个与螺栓头部平面平行的并通过螺栓头部的底面的平面处。

上夹板、连接螺栓和下夹板彼此是这样配置的，即螺栓头部不仅要求在无预应力的组装状态下，而且在施加一定的预应力后均以平面靠在上夹板上。

当增加的预应力超过一定程度时，特别是当有岩石压力载荷时，这种已知夹紧连接可能要承受一个使夹板自由端向锁紧螺母方向弯曲的载荷，这样，就减少了螺栓头部与上夹板之间的接待面，从而其后果是增加了表面压力。这种提高了的表面压力是集中在上夹板通孔周围，而使通孔的边缘区域直接受到特别高的载荷。此外这种载荷的增加还基于以下原因：由于螺栓头部沿螺栓杆沿槽式弓形梁长度方向凸起的部分朝螺栓头部平面向上弯曲，这样势必通过相对缩小的接触面承受最大的压力。这种在通孔边缘形成特别高的应力集中载荷，很容易使整个夹紧连接装置过早地损坏，即上夹板的通孔区被拉破，或螺栓头部穿过了通孔。

考虑到人们总是尽力用最佳材料制造连接元件，在已知情况下选用上夹板使用的材料时要能使整个夹紧连接夹具的性能显示出一种理想的状态。同时由于用于上夹板的材料的进一步节约将会造成上夹板的腹板与翼缘之间，翼缘与凸缘之间的弯曲区变得软弱，而且就实际材料布局而言，一般来说这种结构也是比较软的。因此，在有岩石压力时，装置的所有部分都出现了变形，从而使得相互支撑的部件之间的距离变得更大。这种现象如前所述能够导致单一巷道支撑弓形支架的每个零件都提前失效。

因此本发明是基于这样一种任务，即在一种夹紧连接中，不仅在连接螺栓中，而且在夹板上，特别是在上夹板上，都处于均匀受力状态，即使就减少总的材料而言，它都能够保证这种由许多槽式弓形体组装成的巷道支护弓形支架具有一个持久优良的工作性能。

该任务的解决方法是这样的，即将螺栓的头部区和其在螺栓光杆上限定的部分，分别安装在开槽的上夹板上并位于夹板凸缘到翼缘的弧形过渡区的通孔内，使得螺栓在施加预应力之前，螺栓光杆以一段安装间距配置在凸缘的通孔圆周内;当螺栓承受预应力之后，由于夹板凸缘首先沿螺栓头突出支撑体的凸起弯曲面相对位移，使得位于纵槽部的夹板凸缘通孔周界范围内的棱边就支撑在螺栓光杆上的位于螺栓头部下边的那部分上。

当螺栓承受一预应力时，连接螺栓与在上面有开槽的夹板凸缘之间相互作用，使夹板凸缘与腹板之间的过渡区的上表面可以沿着突出支承体的凸起弯曲部分滑动，同时，夹板凸缘与翼缘之间的张开角就要扩大直到纵长槽底部的凸缘通孔棱边顶住作为支承件的螺栓头下面的那部分螺栓光杆上，即到达凸缘的通孔圆周区附近为止，以此形成支承状态。这样，这种加工和安装所限定的连接螺栓和通孔之间已不存在间隙，因而该夹紧连接夹具就更加刚性化。另外，工作载荷不再会导致破坏载荷/行程特性曲线，宁可采用倾斜度相当大的载荷/行程特性曲线。

基于将上夹板的材料耗用的减少使得和连接螺栓之间的全部应力形成如同在一条钢带里流传的应力线，因为对一个似钢带应力线来说，不再需要弯曲的过渡部分。这样，高于预应力的岩石压力的作用力，不再使该夹紧连接夹具产生变形，由此就消除了夹紧的槽式弓形梁的聚拢现象。更确切地说，这种夹紧状态能够维持得长久一些，这样可以使每个单独的坑道支护弓形支架的寿命更长一些。

本发明还提高了最大承载能力，这样便可获得记录下的岩石移动阻力的最小抵抗线，而且能够保持一个抵抗不同弯曲应力叠加和岩石移动的阻力。在此保留了用于安装坑道支护弓形支架所必需的起调和作用的弹性存储装置。