可缩性凹型钢钢架接头构件及凹型钢钢架的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及凹型钢钢架技术领域，尤其涉及可缩性凹型钢钢架接头构件及包括该可缩性凹型钢钢架接头构件的凹型钢钢架。
【背景技术】
[0002]在隧道施工中，若隧道埋深大或围岩软弱、膨胀时易产生围岩大变形现象，常导致衬砌结构失稳或侵限，常规支护技术手段难以保障隧道结构安全，工程实践中倾向于采用可缩性钢架进行支护，利用钢架的可缩性有计划地释放部分荷载以降低结构负载。对可缩性钢架而言，其设计与施工的难点便是钢架的接头搭接部位，其接头搭接部位设计的优劣直接影响衬砌结构的支护效果。
[0003]目前，对采用U型钢、槽钢等凹型钢制作的可缩性钢架，通常采用卡缆式箍具使相互搭接的钢架产生摩擦力，以此控制钢架的可缩性，该方法实施效果完全取决于卡缆式箍具的力度，钢架搭接部位的箍具一旦失效连接部位则将瞬间产生较大位移、钢架失去承载能力。因此，该种可缩性钢架控制条件单一、安全风险大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的在于提出一种有效避免了因箍具失效导致连接部位瞬间产生较大位移问题的可缩性凹型钢钢架接头构件。
[0005]本实用新型的另一个目的在于提出一种具有较高的安全性、稳定性及可靠性的凹型钢钢架。
[0006]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种凹型钢接头构件，包括互相搭接的内凹型钢和外凹型钢，所述接头构件包括主体梁、设置在主体梁一侧的外侧堵头和设置在主体梁另一侧的内侧堵头，所述外侧堵头和内侧堵头之间预留有搭接区域，所述内凹型钢穿设在所述外侧堵头内并伸入搭接区域，所述外凹型钢包覆所述内侧堵头并伸入搭接区域，所述内凹型钢和外凹型钢在搭接区域内通过锁紧件固结。
[0008]进一步的技术方案是，所述接头构件还包括内支撑和外支撑，所述内支撑固定连接在内侧堵头靠近外侧堵头的一侧，所述外支撑固定连接在所述外侧堵头靠近内侧堵头的一侧，所述内凹型钢伸入搭接区域的一端抵靠在内支撑上，所述外凹型钢伸入搭接区域的一端抵靠在外支撑上。
[0009]进一步的技术方案是，所述内支撑和所述外支撑为沿主体梁长度方向上可伸缩的弹性体，所述内支撑和外支撑结构尺寸和压缩性能相同，接头构件的可缩长度为内支撑或外支撑的可压缩长度。
[0010]进一步的技术方案是，所述内凹型钢和外凹型钢在搭接区域内通过至少一个卡箍固结，在所述内侧堵头和外侧堵头处设置用于固定外凹型钢和内凹型钢的卡箍。
[0011]进一步的技术方案是，所述外侧堵头和所述外支撑设置上均设有凹槽，所述凹槽底部外形结构与内凹型钢的外围形状相同。
[0012]进一步的技术方案是，所述内侧堵头的外围形状与外凹型钢的内围形状相同，所述内侧堵头和内支撑的外径尺寸不大于所述外凹型钢的内径尺寸。进一步的技术方案是，所述主体梁平行设置有两个，两个所述主体梁设置在外侧堵头和内侧堵头宽度方向上的两侧。
[0013]进一步的技术方案是，所述主体梁与所述内侧堵头、所述外侧堵头、内支撑和外支撑为一体成型结构。
[0014]—种凹型钢钢架，包括至少一组搭接的凹型钢，所述凹型钢之间通过如上述所述的凹型钢接头构件搭接连接。
[0015]进一步的技术方案是，所述凹型钢为U型钢或槽钢。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017]本实用新型凹型钢接头构件的相互搭接的内凹型钢和外凹型钢可分别通过内侧堵头和外侧堵头进行限位，利用内支撑和外支撑的压缩提供变形空间和回弹力，有效避免了因紧固件失效导致内凹型钢和外凹型钢瞬间产生较大位移的问题，搭接部位可以实现承载力与位移的联合控制，支护效果好。
[0018]本实用新型凹型钢钢架具有较高的可靠性、稳定性和安全性。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型优选实施例1提供的可缩性凹型钢钢架接头构件的主视图；
[0020]图2是本实用新型优选实施例1提供的可缩性凹型钢钢架接头构件的侧视图；
[0021]图3是本实用新型优选实施例1提供的可缩性凹型钢钢架接头构件的俯视图；
[0022]图4是本实用新型优选实施例1提供的可缩性凹型钢钢架接头构件的搭接示意图；
[0023]图5是图4中外侧堵头处的截面示意图；
[0024]图6是图4中内侧堵头处的截面示意图。
[0025]图中:
[0026]1、内凹型钢;2、外凹型钢;3、主体梁;4、外侧堵头；5、内侧堵头;6、搭接区域;7、内支撑;8、外支撑。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0028]优选实施例1
[0029]本实施例公开一种可缩性凹型钢钢架接头构件。如图1-6所示，相互搭接的凹型钢为内凹型钢I和外凹型钢2，内凹型钢I搭设在外凹型钢2的凹口内。该凹型钢接头构件包括主体梁3、设置在主体梁3—侧的外侧堵头4和设置在主体梁3另一侧的内侧堵头5，外侧堵头4和内侧堵头5之间预留有搭接区域6，内凹型钢I穿设在外侧堵头4内并伸入搭接区域6抵靠在内侧堵头5上，外凹型钢2包覆内侧堵头5并伸入搭接区域6抵靠在外侧堵头4上，内凹型钢I和外凹型钢2在搭接区域6内通过锁紧件固结。优选的，主体梁3平行设置有两个，两个主体梁3分别设置在外侧堵头4和内侧堵头5宽度方向上的两侧。
[0030]为了确保内凹型钢I和外凹型钢2连接的稳定性，在内侧堵头5、外侧堵头4以及搭接区域6均设置有锁紧件，依次用于锁紧内侧堵头5与外凹型钢2、外侧堵头4与内凹型钢I以及内凹型钢I和外凹型钢2。优选的，锁紧件为卡箍。搭接区域6处设置有至少两个卡箍，充分锁紧内外凹型钢以便凹型钢错动产生摩擦力。
[0031]为了增加接头构件的承载能力，接头构件还包括内支撑7和外支撑8，内支撑7固定连接在内侧堵头5靠近外侧堵头4的一侧，外支撑8固定连接在外侧堵头4靠近内侧堵头5的一侧，内凹型钢I伸入搭接区域6的一端抵靠在内支撑7上，外凹型钢2伸入搭接区域6的一端抵靠在外支撑8上。优选的，内支撑7和外支撑8为沿主体梁3长度方向上可伸缩的弹性体。
[0032]采用上述设置了内支撑7和外支撑8的构件连接钢架时接头部位承载力不仅取决于内外侧凹型钢间摩擦力，还取决于内支撑7和外支撑8的压缩的回弹力，接头构件的承载力由两部分力共同组成。接头构件允许的可缩长度为内支撑7或外支撑8的可压缩长度。内支撑7和外支撑8的可压缩尺寸根据预设钢架的收缩尺寸设定。内支撑7和外支撑8结构尺寸、压缩性能相同。当内支撑7和外支撑8被完全压缩后，内侧堵头5和外侧堵头4的限制承载力可以持续增加，而不受限于搭接部位的摩擦力。
[0033]当取消内支撑7和外支撑8使凹型钢搭接端直接与堵头结构直接对接时，或支撑结构为非压缩结构体时，该接头构件转变为固定型接头构件。优选的，主体梁3、内侧堵头5、外侧堵头4、内支撑7和外支撑8为一体成型结构。
[0034]本实施例可缩性凹型钢钢架接头构件的相互搭接的内凹型钢I和外凹型钢2可分别通过内侧堵头和外侧堵头进行限位，利用内支撑和外支撑的压缩提供变形空间和回弹力，有效避免了紧固件失效导致内凹型钢I和外凹型钢2瞬间产生较大位移的问题，搭接部位可以实现承载力与位移的联合控制，支护效果好。
[0035]如图5和图6所示，外侧堵头4和外支撑8上均设有凹槽，凹槽底部外形结构与内凹型钢I的外围形状相同以使内凹型钢I可平稳通过外侧堵头4和外支撑8。内侧堵头5的外围形状与外凹型钢2的内围形状相同，内侧堵头5和内支撑7的外径尺寸不大于外凹型钢2的内径尺寸以使外凹型钢2能够包覆内侧堵头5和外支撑8。
[0036]为了确保搭接构件对内外凹型钢端部的有效支撑，外侧堵头4与外凹型钢2的横断面外形结构以及尺寸一致，内侧堵头5与内凹型钢I的横断面外形结构以及尺寸一致。其中，内侧堵头5还可以为实体构造，只要保证其外形尺寸不小于内凹型钢I的外形尺寸即可。
[0037]优选实施例2
[0038]本实施例公开一种凹型钢钢架，包括至少一组搭接的凹型钢，凹型钢之间通过优选实施例1中涉及的各种凹型钢接头构件搭接连接。
[0039]优选的，凹型钢为U型钢或槽钢。
[0040]以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种可缩性凹型钢钢架接头构件，包括互相搭接的内凹型钢(I)和外凹型钢(2)，其特征在于，所述接头构件包括主体梁(3)、设置在所述主体梁(3)—侧的外侧堵头(4)和设置在所述主体梁(3)另一侧的内侧堵头(5)，所述外侧堵头(4)和所述内侧堵头(5)之间预留有搭接区域(6)，所述内凹型钢(I)穿设在所述外侧堵头(4)内并伸入所述搭接区域(6)，所述外凹型钢(2)包覆所述内侧堵头(5)并伸入所述搭接区域(6)，所述内凹型钢(I)和外凹型钢(2)在搭接区域(6)内通过锁紧件固结。2.根据权利要求1所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述接头构件还包括内支撑(7)和外支撑(8)，所述内支撑(7)固定连接在所述内侧堵头(5)靠近所述外侧堵头(4)的一侧，所述外支撑(8)固定连接在所述外侧堵头(4)靠近内侧堵头(5)的一侧，所述内凹型钢(I)伸入所述搭接区域(6)的一端抵靠在内支撑(7)上，所述外凹型钢(2)伸入搭接区域(6)的一端抵靠在外支撑(8)上。3.根据权利要求2所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述内支撑(7)和所述外支撑(8)为沿所述主体梁(3)长度方向上可伸缩的弹性体，所述内支撑(7)和外支撑(8)结构尺寸和压缩性能相同，接头构件的可缩长度为内支撑(7)或外支撑(8)的可压缩长度。4.根据权利要求1-3任一所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述内凹型钢(I)和外凹型钢(2)在所述搭接区域(6)内通过至少一个卡箍固结，在所述内侧堵头(5)和外侧堵头(4)处分别设置用于固定外凹型钢(2)和内凹型钢(I)的卡箍。5.根据权利要求2或3所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述外侧堵头(4)和所述外支撑(8)上均设有凹槽，所述凹槽底部外形形状与内凹型钢(I)的外围形状相同。6.根据权利要求2或3所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述内侧堵头(5)的外围形状与外凹型钢(2)的内围形状相同，所述内侧堵头(5)和内支撑(7)的外径尺寸不大于所述外凹型钢(2)的内径尺寸。7.根据权利要求1-3任一所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述主体梁(3)平行设置有两个，两个所述主体梁(3)分别设置在外侧堵头(4)和内侧堵头(5)宽度方向上的两侧。8.根据权利要求2-3任一所述的可缩性凹型钢钢架接头构件，其特征在于，所述主体梁⑶、所述内侦赌头(5)、所述外侧堵头(4)、所述内支撑(7)和外支撑(8)为一体成型结构。9.一种凹型钢钢架，包括至少一组搭接的凹型钢，其特征在于:所述凹型钢之间通过如权利要求1-8任一所述的可缩性凹型钢钢架接头构件搭接。10.根据权利要求9所述的凹型钢钢架，其特征在于，所述凹型钢为U型钢或槽钢。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可缩性凹型钢钢架接头构件及凹型钢钢架，属于可缩性钢架接头构件领域，为解决现有钢架接头构件可靠性低等问题而设计。本实用新型凹型钢接头构件包括主体梁、设置在主体梁一侧的外侧堵头、设置在主体梁另一侧的内侧堵头、设置在内侧堵头内侧的内支撑和设置在外侧堵头内侧的外支撑；内凹型钢穿设在外侧堵头内，外凹型钢包覆内侧堵头，内凹型钢和外凹型钢在搭接区域内通过锁紧件固结。本实用新型凹型钢钢架包括凹型钢接头构件。本实用新型相互搭接的内凹型钢和外凹型钢可分别通过内侧堵头和外侧堵头进行限位，有效避免了因紧固件失效导致内凹型钢和外凹型钢瞬间产生较大位移的问题，具有较高的可靠性、稳定性和安全性。
【IPC分类】E21D11/22
【公开号】CN205387947
【申请号】CN201620142900
【发明人】许崇帮
【申请人】交通运输部公路科学研究所
【公开日】2016年7月20日
【申请日】2016年2月25日