让压节点及拱架的制作方法

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种让压节点及拱架。

背景技术：

在隧道施工以及地下矿物开采等工程中，都会使原有围岩应力重新分布，部分围岩受到扰动后能够自稳，部分围岩则需要提供一定的支护措施才能达到稳定状态。而对于软岩破碎带以及地应力较大的软岩底层，围岩通常会受到多次掘进和动压的扰动，进而围岩破碎、松动圈较大以及由于高地应力产生的大变形等问题对结构产生了较大的松动压力与形变压力。

围岩较大的形变应力产生较大的变形，从而造成结构侵限，因而实际工程中，需要不断地更换拱架，才能使围岩与支护结构保持稳定的状态，这样不仅延长了工期，也增加了施工成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种让压节点及拱架，以解决围岩需要不断更换拱架的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面提供一种让压节点，包括：套筒；第一承压板，连接所述套筒；第二承压板，连接所述套筒，所述第一承压板和所述第二承压板中至少一个可相对于所述套筒滑动，所述第一承压板、所述第二承压板与所述套筒形成封闭的承压腔；流动压缩体，填充在所述承压腔内；以及支护体，所述第一承压板远离所述承压腔的一端和所述第二承压板上远离所述承压腔的一端分别连接一个所述支护体，所述支护体凸出于所述套筒的端面。

进一步地，所述支护体包括：钢管，与所述第一承压板或所述第二承压板固定连接，所述钢管凸出于所述套筒的端面；混凝土，浇筑成形在所述钢管的内部。

进一步地，所述第一承压板和所述第二承压板中的其中一个与所述套筒固定连接。

进一步地，所述流动压缩体包括干砂。

进一步地，所述第一承压板与所述套筒固定连接，所述第二承压板与所述套筒滑动连接；所述第一承压板和所述第二承压板分别与所述套筒进行密封处理。

进一步地，所述让压节点包括密封体，所述套筒上形成有浇筑孔，所述浇筑孔位于所述第一承压板远离所述承压腔的一侧，所述密封体通过所述浇筑孔浇筑在所述套筒与所述第一承压板的配合处；和/或，所述让压节点包括耐磨套，套设在所述第二承压板上，所述耐磨套包裹所述第二承压板与所述套筒滑动配合的侧面。

进一步地，所述第二承压板上形成有安装孔，所述套筒上形成有定位孔，所述第二承压板与所述套筒可以通过所述安装孔和所述定位孔固定连接。

进一步地，所述安装孔包括螺纹孔或销孔。

本申请实施例的另一方面提供一种拱架，用于支护隧道内的围岩，包括架单元以及上述任意一项所述的让压节点，所述让压节点与所述架单元交替设置形成拱状结构，所述支护体连接所述架单元。

进一步地，所述让压节点相对于所述拱架的中心平面对称分布。

本申请提供的让压节点，由于采用了第一承压板和第二承压板中至少一个与套筒滑动连接，第一承压板和第二承压板与套筒之间形成封闭的承压腔，承压腔内设置流动压缩体，在支护体受到压力时，流动压缩体可以产生一定的位移，使得让压节点能够产生一定的变形，以使围岩应力得到一定的释放，从而使让压节点具有一定的让压效果，无需不断地更换拱架。本申请提供的拱架由于采用了上述让压节点，具有同样的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的让压节点的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的第二承压板和耐磨套的结构示意图；以及

图3为本申请一实施例提供的拱架的结构示意图。

附图标记说明

100、让压节点；1、套筒；11、承压腔；12、浇筑孔；2、第一承压板；3、第二承压板；31、安装孔；4、支护体；41、钢管；42、混凝土；5、流动压缩体；51、干砂；6、耐磨套；101、架单元；102、围岩。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中的方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例的一方面提供一种让压节点，请参阅图1，让压节点100包括套筒1、第一承压板2、第二承压板3、流动压缩体5和支护体4。第一承压板2连接套筒2，第二承压板3也连接套筒1，第一承压板2和第二承压板3中至少一个可相对于套筒1滑动，第一承压板2、第二承压板3和套筒1形成封闭的承压腔11，流动压缩体5填充在承压腔11内。第一承压板2远离承压腔11的一端和第二承压板3上远离承压腔11的一端分别连接一个支护体4，且支护体4凸出于套筒1的端面。

具体地，流动压缩体5具有一定的可流动性和可压缩性，当沿让压节点100的轴向的外力施加到支护体4上时，第一承压板2和第二承压板3中至少一个相对套筒1滑动，二者产生相对位移，流动压缩体5在承压腔11内发生流动，并由于空间的减小而被压缩，当流动压缩体5能够承受的支承力与外力达到平衡时，流动压缩体5不再流动，从而也不再被压缩，此时，让压节点100达到一个稳定状态。可选地，流动压缩体5可以是干土、碎石或者其混合，只需满足可流动性以及可压缩性的同时，具有一定的支承作用即可。

在一实施例中，以本申请提供的让压节点100在拱架中的应用为例，请参阅图3，拱架包括架单元101以及上述让压节点100，让压节点100与架单元101交替设置形成拱状结构，支护体4连接架单元101。在隧道施工中，用该拱架支护隧道内的围岩102。

在外力的作用下，或者由于周围环境的变化，围岩102自身产生一定的形变应力，从而对拱架产生周向力，此时，让压节点100内的流动压缩体5流动、压缩，并产生一定的位移，使得围岩102内的形变应力得到一定的释放，当围岩102的内应力与流动压缩体5的支承力达到平衡状态时，让压节点100不再产生位移，从而使拱架与围岩102之间达到一种稳定状态。当围岩102内的应力减少或消除时，流动压缩体5的内应力大于外力，流动压缩体5反向流动，体积增大。当围岩102再次产生形变应力时，流动压缩体5又产生位移，直至达到新的平衡，如此不断地进行下去，拱架与围岩102之间得以一直处于平衡状态。

此外，支护体4能够承受各向压力，具有较强的支护能力，套筒1也具有一定的强度，优选地，套筒1由钢制成，使让压节点100具有一定的抗弯变形能力，以承受一定的沿拱架径向的应力。

本申请提供的让压节点，由于采用的流动压缩体5，当围岩102产生形变应力时，让压节点先产生一定的变形，使得围岩102的形变应力得到一定的释放，然后利用自身较强的支护能力，使得拱架与围岩102之间达到一种平衡状态，即先让压后抗压，以使围岩102与拱架之间维持在稳定状态，从而解决了需要不断地更换拱架的问题。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的让压节点100的支护体4包括钢管41和混凝土42，钢管41与第一承压板2或第二承压板3固定连接，钢管41凸出于套筒1的端面，混凝土42浇筑成形在钢管41的内部。如此，混凝土42具有较强的抗压能力，钢管41则具有较强的抗拉能力，在外界压力作用下，二者的配合弥补了对方的缺点，突出了各自的优点，从而使得各材料的强度得到更好的发挥。且钢筋混凝土较强的支护能力与流动压缩体5的让压作用配合，以使让压节点100不仅具有较强的支护能力，还能够产生一定的让压效果。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的让压节点100中第一承压板2和第二承压板3中的其中一个与套筒1固定连接，此时，第一承压板2和第二承压板3中的其中另一个可以相对于套筒1滑动，如此一来，当流动压缩体5产生变形时，第一承压板2和第二承压板3中只有一个可以相对于套筒1相对运动，避免二者在套筒内向一个方向滑动的位移过大，支护体4不能提供有效的支承作用。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的让压节点的流动压缩体5包括干砂51。具体地，干砂具有较强的流动性，且具有一定的可压缩性，此外，其颗粒较小且大小均匀，颗粒之间的间隙小，从而压缩后的流动压缩体5具有较强的承载力。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的让压节点100，第一承压板2与套筒1固定连接，第二承压板3与套筒1滑动连接，第一承压板2和第二承压板3分别与套筒1进行密封处理。具体地，第一承压板2与套筒1之间可以是螺栓连接或者销连接等紧固连接，无论第一承压板2与套筒1之间为何种连接，第一承压板2与套筒1结合面之间都可以设置密封圈，或者，直接绕二者的结合面焊接一圈，形成具有一定密封作用的焊缝。第二承压板3与套筒1通过在配合面处设置垫圈等方式进行密封。可以理解的是，通过将第一承压板2和第二承压板3分别与套筒1密封处理，可以有效防止雨水进入承压腔11内，影响流动压缩体5的可流动性，进而造成让压节点失去让压作用的后果。

在一实施例中，请参阅图1，让压节点100包括密封体(图为示出)，套筒1上形成有浇筑孔12，浇筑孔12位于第一承压板2远离承压腔11的一侧，密封体通过浇筑孔12浇筑在套筒1与第一承压板2的配合处。在第一承压板2与套筒1的配合处浇筑密封体，可以提高承压腔11的密封性，进一步防止雨水等渗入承压腔11内，影响承压腔11内流动压缩体5的流动性。优选地，密封体为熔融树脂，成本低廉、密封性能良好。

在一实施例中，请参阅图2，本申请提供的让压节点包括耐磨套6，套设在第二承压板3上，耐磨套6包裹第二承压板3上与套筒1滑动配合的侧面。具体地，耐磨套6可以由橡胶或者聚乙烯等具有一定弹性且耐磨性能好的材料制成。通过设置耐磨套6，可以防止第二承压板3与套筒1之间发生摩擦，特别是当流动压缩体5为干砂51时，进入第二承压板3与套筒1之间，不仅会划伤二者的滑动面，还容易发生卡滞，造成二者相对运动的不顺畅。

在一实施例中，请参阅图2，第二承压板3上形成有安装孔31，套筒1上形成有定位孔(图未示出)，第二承压板3与套筒1通过安装孔31和定位孔固定连接。可以理解的是，在工程实践中，有时需要人为地阻止让压节点100产生让压效果，此时需要阻止第二承压板3继续相对于套筒1相对滑动，通过安装孔31和定位孔将二者固定连接即可。

需要说明的是，为了防止流动压缩体5从定位孔内流出，在不需要固定第二承压板3时，可以用塞子将定位孔堵住。

进一步地，在一实施例中，安装孔31为螺纹孔或者销孔，如此，当需要固定第二承压板2时，只需拧入螺钉或者插入销轴即可。

本申请实施例的另一方面提供一种拱架，参阅图3，用于支护隧道内的围岩102，拱架包括架单元101以及以上所述的任意一种让压节点，让压节点100与架单元101交替设置形成拱状结构，以支护围岩102，支护体4连接架单元101。架单元100例如为钢架，具有较好的强度。

本申请提供的拱架，由于采用了上述让压节点，具有同样的技术效果，在此不再赘述。

在一实施例中，让压节点100相对于拱架中心平面对称分布，请参阅图3，如此一来，可以尽量使拱架中心平面两端的让压节点100的变形量一致，从而使拱架受力较为均匀，防止拱架局部因受力过大而发生失效。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。