一种大跨度波纹钢拱形支护结构的制作方法

本发明涉及地下工程技术领域，特别是涉及一种大跨度波纹钢拱形支护结构。

背景技术：

随着我国基础建设的迫切需求和快速发展，公路、桥梁、隧道、市政等工程建设的数量，规模和速度均处于世界前列。由于我国西南属于山岭重丘地区，公路桥隧比高达60~80%，隧道施工已成为公路建设的重难点和瓶颈。传统的波纹钢圆管涵直径为1.5~8米，目前只用于替代公路和市政工程的钢筋混凝土涵洞。隧道由于跨度大，初期支护一般采用工字钢或格栅拱架加工而成，这种支护方式工序复杂，材料耗用大，成本高；施工环境恶劣，安全隐患大，施工周期长，隧道每一循环需耗时8~10个小时，极大制约了隧道工程的施工进度。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有隧道初期支护技术的缺点和不足，提出了一种大跨度波纹钢拱形支护结构，通过调整波纹钢的波形和钢板厚度，并优化波纹钢之间的连接方式，使波纹钢拱形结构的跨度达到10~15米，有效替代工字钢和格栅拱架支护结构，使支护时间缩短到1~1.5小时，每延米隧道耗用钢材节省三分之一，极大提高了隧道的施工效率。为解决上述的技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种大跨度波纹钢拱形支护结构，包括波纹钢、连接螺栓、拱脚法兰盘、镀锌层。波纹钢预制成片，运输到现场后再行拼装，片与片之间通过高强螺栓连接锚固形成拱形结构，拱形结构与基础之间采用法兰盘固定和连接。

进一步地，波纹钢由q235或q345板材加工而成，波距-波峰-板厚（mm）根据结构需求确定，一般采用200-55-5~380-140-5的波形，每片波纹钢弧长为1.5~3.6米，宽度为0.6~1.2米，每环拱形由多片波纹钢拼装而成，拱脚处采用法兰盘与波纹钢板垂直焊接或锚固。

进一步地，相邻波纹钢板通过波峰波谷搭接方式连接，并用螺栓固结。

进一步地，根据需求，波纹钢上可开设普通锚杆孔、锁脚锚杆孔、拱顶泵管孔、混凝土浇筑窗口。

进一步地，波纹钢拱脚采用法兰盘作为基础与结构基础或者地基固定和连接。

进一步地，波纹钢内外侧采用镀锌层进行防腐、防锈蚀。

综上所述，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：1.替代常规隧道工字钢或格栅拱架的初期支护，使得隧道施工更加便捷、安全，节约人工成本和材料成本，加快施工进度，降低安全风险；特别是围岩较差的隧道，其优势愈加突出。

2.通过调整波纹钢的波形和板厚，针对不同的隧道初期支护需要或其他类似结构要求，达到调整波纹钢的受力性能及拱形跨度的目的，极大提高了波纹钢拱形结构的有效利用率。

3.通过搭接的方式，而不是法兰盘铆接，实现了钢板之间的快速连接，使结构更为轻巧。

4.波纹钢通过镀锌处理后使用寿命可达80~100年，极大地提高了常规结构的适用年限。

附图说明

图1为本发明波纹钢板拱形结构示意图；

图2为本发明波纹钢板分块及搭接示意图；

图3为本发明波纹钢钢板轴向搭接大样图；

图4为本发明波纹钢钢板环向搭接大样图；

图5为本发明拱脚法兰盘连接示意图；

图中标记：1-波纹钢、2-高强螺栓、3-法兰盘、4-镀锌层、5-注浆孔、6-垫片、7-密封胶带、8-普通锚杆预留孔位、9-超前小导管预留孔位、10-基础。

技术特征：

技术总结
本发明涉及地下工程及管路工程技术领域，公开了一种大跨度波形钢拱形支护结构，包括了波纹钢、连接螺栓、拱脚法兰盘、镀锌层。波纹钢预制成片，运输到现场后再行拼装，片与片之间通过高强螺栓连接锚固形成拱形结构，拱形结构与基础之间采用法兰盘固定和连接。其中，波形钢采用镀锌进行防腐处理，波形钢片与片之间环向与纵向采用搭接连接而成，搭接处采用高强螺栓拧紧，拱脚采用法兰盘作为基础，既可增加结构稳定性也可与拱脚基础连接。本发明结构新颖，拼装方便，施工简单，可替代隧道工字钢锚喷支护和格栅拱架支护，材料省，成本低，效率高，安全性强，经济效益显著；适用于特殊地质条件下的公路或铁路隧道的初期支护，适用于拱形桥梁加固，适用于边坡落石的开挖路段安全防护等。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：四川隧安波钢科技有限公司;四川海威加德工程咨询有限公司
技术研发日：2019.06.12
技术公布日：2019.09.10