一種隧道支護用工字鋼及其製造方法
2023-09-27 08:28:25 2
一種隧道支護用工字鋼及其製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種隧道支護用工字鋼，包括工字鋼本體，其特徵在於：所述工字鋼本體為分體式結構，由上部及下部組成，上部與下部連接處設有通孔，通孔內填設噴射混凝土；其製造方法，步驟為：工字鋼中間橫向沿分割線分割為上、下部，上、下部的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；上部向左或右移動後，再將上、下部連接，上部凹槽與下部凹槽連接構成通孔，上部凸出與下部凸出牴觸並焊接；工字鋼安裝後經噴射混凝土通孔內自動填塞噴射混凝土，通孔內經填塞噴射混凝土和加工組合後工字鋼經噴射混凝土包裹後構成隧道用工字鋼。本發明工字鋼穩定性好，避免了環向開裂等常規病害，且工字鋼整體高度提高，組合體整體剛度增加，節約了製造成本。
【專利說明】一種隧道支護用工字鋼及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種隧道建築領域，具體涉及一種隧道支護用工字鋼及其製造方法。【背景技術】
[0002]目前，工字鋼是一種常用的建築材料，其英文名為steelbeam，也可稱為鋼梁，是一種斷面形狀為工字形的型鋼。工字鋼分為普通工字鋼、輕型工字鋼以及H型工字鋼三種，廣泛用於各種建築結構、橋梁、車輛、支架、機械等行業。普通工字鋼、輕型工字鋼翼緣是變截面靠腹板部厚，外部薄，普通工字輕型工字鋼由於截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大，因此，一般僅能直接用於在其腹板平面內受彎的構件或將其組成格構式受力構件，對軸心受壓構件或在垂直於腹板平面還有彎曲的構件均不宜採用。H型鋼:HW、HM、HN、HEA、HEB、HEM等工字鋼的翼緣是等截面，H型鋼屬於高效經濟裁面型材，由於截面形狀合理，能使剛才更高的發揮效能，提高承載能力，不同於普通工字鋼的是H型鋼的翼緣進行了加寬，且內、外表面通常是平行的，這樣可便於用高強度螺栓和其它構件連接。
[0003]現在在隧道設計、施工過程中，對於洞口淺埋加強段和洞身圍巖較差段或加寬段常採用工字鋼作為初期支護加勁措施。常規的做法是用完整的工字鋼或者用螺紋鋼筋組合加工成鋼格柵，常在工字鋼邊緣噴射混泥土與工字鋼翼緣結合部，混凝土會將工字鋼結合成一體。然而在實際的施工中發現，噴射混凝土與工字鋼組合材料的受力性能不夠好，工字鋼穩定性也不高，容易出現環向開裂等常規病害，並且需要使用大量的工字鋼，成本也較聞。
【發明內容】
[0004]本發明目的是提供一種結構穩定性較高，能有效避免出現環向開裂等病害，且節約了製造成本的隧道支護用工字鋼及其製造方法。
[0005]本發明的技術方案是:一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體，所述工字鋼本體為分體式結構，由上部及下部組成，所述上部與下部的連接處間設有通孔，所述通孔內填設有噴射混凝土。
[0006]一種隧道支護用工字鋼製造方法，其步驟為:
[0007]①在工字鋼本體中間橫向沿分割線將工字鋼本體分割為上部與下部，上部與下部的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；
[0008]②所述上部向左邊或者右邊移動後，再將上部與下部連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成通孔，上部的凸出與下部的凸出相互牴觸並焊接；
[0009]③所述通孔內經填塞的噴射混凝土和加工組合後的工字鋼經噴射混凝土包裹後構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
[0010]進一步的技術方案，所述分割線為鋸齒狀、波浪狀或方形中的一種。
[0011]上述技術方案中，在現有普遍使用的工字鋼結構上，在工字鋼的中部橫向沿著分割線將工字鋼鋸開分成上部及下部，該分割線可以為鋸齒狀、波浪狀或方形的一種，分割後的上部與下部的連接處分別形成相互咬合的凹槽及凸出，再將上部向左邊或者右邊移動一定的距離，重新組合將上部與下部連接在一起，這個時候上部的凹槽會與下部的凹槽連接構成通孔，由於分割線的形狀不同，會形成六邊形通孔、圓形通孔或者方形通孔，尤其以六邊形通孔最好，其結構最為穩定，上部與下部的凸出相互牴觸。分割重組後的工字鋼在隧道開挖、初期支護使用過程中，噴射混凝土可以從通孔中間穿過，將隧道縱向的各榀工字鋼有效地連接起來，提高了工字鋼整體的強度及穩定性，避免出現環向開裂等常規病害，並且由於通過增強噴射混凝土與工字鋼連接的整體性，可以提高工字鋼的整體剛度，節約了工字鋼製造成本。
[0012]本發明的優點是:
[0013]1.本發明通過在工字鋼中部沿分割線將工字鋼分割成上部及下部，上部移動後與下部重新連接，兩者之間形成通孔，通孔內設置噴射混凝土層，從而有效的提高了工字鋼的穩定性，避免出現環向開裂等常規病害，且提高了工字鋼的整體高度，提高了組合體整體剛度，節約了製造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
[0015]圖1為現有工字鋼結構示意圖；
[0016]圖2為現有工字鋼側視圖；
[0017]圖3為本發明實施例一中工字鋼分割後結構示意圖；
[0018]圖4為本發明實施例一中工字鋼分割後側視圖；
[0019]圖5為本發明的隧道用初期支護工字鋼拱架組合體(含噴射混凝土)的結構示意圖；
[0020]圖6為本發明的隧道的斷面圖；
[0021]圖7為本發明實施例二的側視圖。
[0022]其中:1、本體；2、上部；3、下部；4、通孔；5、分割線；6、隧道用初期支護工字鋼拱架組合體；7、混凝土。
【具體實施方式】
[0023]實施例一:參見圖1至6所示，一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體1，所述工字鋼本體I為分體式結構，由上部2及下部3組成，所述上部2與下部3的連接處間設有通孔4，所述通孔內填塞噴射混凝土。
[0024]一種隧道支護用工字鋼製造方法，其步驟為:
[0025]①在工字鋼本體I中間橫向沿鋸齒狀分割線5將工字鋼本體I分割為上部2與下部3，上部2與下部3的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；
[0026]②所述上部2向左邊或者右邊移動後，再將上部2與下部3連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成通孔4，上部的凸出與下部的凸出相互牴觸並焊接；
[0027]③所述通孔內經填塞的噴射混凝土 7和加工組合後的工字鋼經噴射混凝土包裹後構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
[0028]工字鋼隧道支護工程中使用時，首先工字鋼沿分割線分割成上部及下部，上部相對下部移動一定距離後，重新組合焊接，兩者之間形成六邊形通孔，在通孔內填塞噴射混凝土和工字鋼外表包裹噴射混凝土後構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體，其整體剛度、強度及穩定性得到了提高，避免了環向開裂等常規病害，並且工字鋼整體的高度增加和組合體整體剛度的增加，有效的節約了製造成本。
[0029]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
[0030]實施例二:參見圖7所示，一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體，所述工字鋼本體為分體式結構，由上部2及下部3組成，所述上部與下部的連接處間設有通孔4，所述通孔內填塞噴射混凝土。
[0031]一種隧道支護用工字鋼的製造方法，其步驟為:
[0032]①在工字鋼本體I中間橫向沿分割線5將工字鋼本體分割為上部2與下部3，上部2與下部3的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出；
[0033]②所述上部2向左邊或者右邊移動後，再將上部2與下部3連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成方形通孔4，上部的凸出與下部的凸出相互牴觸並焊接；
[0034]③所述通孔內經填塞的噴射混凝土和加工組合後的工字鋼經噴射混凝土包裹後構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
[0035]工字鋼在隧道支護工程中使用時，首先工字鋼沿分割線分割成上部及下部，所述分割線為方形分割線，上部相對下部移動一定距離後，重新組合焊接，兩者之間形成方形通孔，在通孔內填塞噴射混凝土和工字鋼外表包裹噴射混凝土後構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體，其整體剛度、強度及穩定性得到了提高，避免了隧道初期支護環向開裂等常規病害，並且工字鋼整體的高度增加和組合體整體剛度的增加，有效的節約了製造成本。
【權利要求】
1.一種隧道支護用工字鋼，包括一工字鋼本體(I)，其特徵在於:所述工字鋼本體(I)為分體式結構，由上部(2)及下部(3)組成，所述上部(2)與下部(3)的連接處間設有通孔(4)，所述通孔(4)內填設有噴射混凝土。
2.一種隧道支護用工字鋼製造方法，其特徵在於，其步驟為: ①在工字鋼本體中間橫向沿分割線(5)將工字鋼本體分割為上部(2)與下部(3)，上部與下部的連接處分別被分割出相互咬合的凹槽及凸出； ②所述上部(2)向左邊或者右邊移動後，再將上部(2)與下部(3)連接，上部的凹槽與下部的凹槽連接構成通孔(4)，上部的凸出與下部的凸出相互牴觸並焊接； ③所述通孔內經填塞的噴射混凝土和加工組合後的工字鋼經噴射混凝土包裹後構成隧道用初期支護工字鋼拱架組合體。
3.根據權利要求2所述的一種隧道支護用工字鋼製造方法，其特徵在於:所述分割線(5)為鋸齒狀、波浪狀或方形中的一種。
【文檔編號】E21D11/10GK103790600SQ201210430673
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優先權日:2012年11月2日
【發明者】李信臻 申請人:蘇州偉睿達機械科技有限公司