一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)，屬于地下工程支護(hù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。所述鋼管混凝土支架系統(tǒng)包括多圈鋼管混凝土支架和多圈鋼管混凝土支架中的每圈鋼管混凝土支架對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)，讓壓系統(tǒng)位于每圈鋼管混凝土支架和隧道的內(nèi)壁之間；每圈鋼管混凝土支架包括多根鋼管，多根鋼管中的每根鋼管內(nèi)均設(shè)有混凝土；讓壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)彈性氣胎，至少一個(gè)彈性氣胎中的每個(gè)彈性氣胎緊密接觸，每個(gè)彈性氣胎的一面與隧道的內(nèi)壁接觸，另一面與每圈鋼管混凝土支架接觸，每個(gè)彈性氣胎內(nèi)充滿氣體。本實(shí)用新型可以向每圈鋼管混凝土支架的多根鋼管內(nèi)連續(xù)灌注混凝土，相比于在每兩根鋼管之間設(shè)置讓壓裝置的鋼管混凝土支架，抗彎能力大大提升。
【專利說明】
一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及地下工程支護(hù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在建造隧道等位于地下的工程時(shí)，為了保護(hù)隧道等地下工程的形狀，防止地層塌方等事故發(fā)生，會(huì)使用鋼管混凝土支架系統(tǒng)作為隧道等地下工程的支護(hù)，防止塌方等事故發(fā)生。
[0003]目前的鋼管混凝土支架系統(tǒng)包括多圈鋼管混凝土支架和讓壓裝置，多圈鋼管混凝土支架中的每圈鋼管混凝土支架的形狀與隧道橫截面的形狀相同并且等間隔固定在隧道的內(nèi)壁上，每圈鋼管混凝土支架包括多根鋼管，每根鋼管內(nèi)灌注有混凝土，每兩根鋼管之間設(shè)有一個(gè)讓壓裝置，讓壓裝置包括兩個(gè)連接套筒和一個(gè)讓壓構(gòu)件，讓壓構(gòu)件位于兩個(gè)連接套筒之間，兩個(gè)連接套筒各連接一根鋼管，當(dāng)鋼管受力時(shí)，相鄰的兩根鋼管擠壓讓壓構(gòu)件，使讓壓構(gòu)件發(fā)生形變，以釋放該兩根鋼管受到的壓力。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]雖然讓壓裝置可以使鋼管混凝土支架受到的壓力可以釋放出去，但同時(shí)，鋼管混凝土支架的鋼管內(nèi)灌注了可以提高抗彎能力的混凝土，但讓壓裝置的位置處無法灌注混凝土，使得讓壓裝置所在的位置的抗彎能力較低，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)鋼管混凝土支架系統(tǒng)的抗彎能力較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)，所述鋼管混凝土支架系統(tǒng)包括多圈鋼管混凝土支架和所述多圈鋼管混凝土支架中的每圈鋼管混凝土支架對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)，所述多圈鋼管混凝土支架間隔布置在隧道內(nèi)，所述讓壓系統(tǒng)位于所述每圈鋼管混凝土支架和所述隧道的內(nèi)壁之間；
[0007]所述每圈鋼管混凝土支架的形狀與所述隧道的橫截面的形狀相同，所述每圈鋼管混凝土支架包括多根鋼管，所述多根鋼管通過套筒互相連接，所述多根鋼管中的每根鋼管內(nèi)均設(shè)有混凝土；
[0008]所述讓壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)彈性氣胎，所述至少一個(gè)彈性氣胎中的每個(gè)彈性氣胎緊密接觸，所述每個(gè)彈性氣胎的一面與所述隧道的內(nèi)壁接觸，另一面與所述每圈鋼管混凝土支架接觸，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)充滿氣體。
[0009]可選地，所述每個(gè)彈性氣胎上均設(shè)有氣門嘴；
[0010]當(dāng)所述每圈鋼管混凝土支架受到所述隧道周圍的圍巖的壓力時(shí)，所述每個(gè)彈性氣胎壓縮，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值增大，當(dāng)所述至少一個(gè)彈性氣胎中的一個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值超過預(yù)設(shè)值時(shí)，所述一個(gè)彈性氣胎的氣門嘴打開，釋放所述一個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓至所述一個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值小于或等于所述預(yù)設(shè)值，所述一個(gè)彈性氣胎的氣門嘴關(guān)閉。[0011 ]可選地，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置，所述至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置和計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線電連接；
[0012]所述至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置監(jiān)測所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值并將所述氣壓值以無線信號(hào)的形式發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端；
[0013]所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端根據(jù)所述氣壓值與所述預(yù)設(shè)值的大小控制所述氣門嘴打開或者關(guān)閉。
[0014]可選地，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)還設(shè)有至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置，所述至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置和所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線電連接；
[0015]所述至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置監(jiān)測所述每個(gè)彈性氣胎的讓壓距離并將所述讓壓距離以無線信號(hào)的形式發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端。
[0016]可選地，所述鋼管混凝土支架系統(tǒng)還包括中繼器；
[0017]所述至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置將監(jiān)測的所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值或所述至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置將監(jiān)測的所述每個(gè)彈性氣胎的讓壓距離以無線信號(hào)的形式發(fā)送給所述中繼器，所述中繼器將所述無線信號(hào)發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端。
[0018]可選地，所述每個(gè)彈性氣胎包括胎體、鋼絲圈和胎輞；
[0019]所述胎體的表面與所述隧道的內(nèi)壁緊密接觸，所述胎體的邊緣與所述胎輞的四周固定在一起形成封閉的空間，所述封閉的空間內(nèi)充滿氣體，所述胎體的邊緣內(nèi)嵌有所述鋼絲圈，使所述胎體的邊緣與所述胎輞的四周緊密固定；
[0020]所述胎輞為凸形曲面，所述凸形曲面與所述每圈鋼管混凝土支架的鋼管的外表面緊密固定在一起。
[0021]可選地，所述多圈鋼管混凝土支架中的每圈鋼管混凝土支架和其對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)通過讓壓托盤和多根V型讓壓錨桿固定在所述隧道的內(nèi)壁上；
[0022]每根所述V型讓壓錨桿包括一個(gè)圓弧部和兩個(gè)錨桿自由端，所述讓壓托盤上設(shè)有錨桿孔，所述兩個(gè)錨桿自由端的每個(gè)錨桿自由端各通過所述錨桿孔穿過一個(gè)所述讓壓托盤;
[0023]所述讓壓托盤的形狀為圓盤形且所述讓壓托盤的邊緣處的厚度到所述錨桿孔處的厚度逐漸增加；
[0024]每根所述V型讓壓錨桿的兩個(gè)錨桿自由端插入所述隧道的內(nèi)壁里，每個(gè)所述讓壓托盤托住所述隧道的內(nèi)壁；
[0025]所述每圈鋼管混凝土支架的鋼管的外壁與所述圓弧部相配合。
[0026]可選地，所述每圈鋼管混凝土支架的鋼管的外壁和與之配合的所述圓弧部之間設(shè)有一個(gè)弧形安裝板，所述弧形安裝板的一面與所述鋼管的外壁緊密貼合，另一面與所述圓弧部緊密貼合。
[0027]可選地，所述每圈鋼管混凝土支架的形狀為半圓拱形、馬蹄形或者圓形。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0029]通過使用至少一個(gè)充滿氣體的彈性氣胎作為讓壓系統(tǒng)，至少一個(gè)彈性氣胎中的每個(gè)彈性氣胎緊密接觸，且在每圈鋼管混凝土支架與隧道的內(nèi)壁之間均對(duì)應(yīng)布置一個(gè)讓壓系統(tǒng)，隧道周圍的圍巖向鋼管混凝土支架施加的壓力可以通過彈性氣胎的變形釋放出去，如此無需在每圈鋼管混凝土支架的每兩根鋼管之間設(shè)置讓壓裝置，可以向每圈鋼管混凝土支架的多根鋼管內(nèi)連續(xù)灌注混凝土，相比于在每兩根鋼管之間設(shè)置讓壓裝置的鋼管混凝土支架，抗彎能力大大提升，使得鋼管混凝土支架系統(tǒng)既可以保證受到壓力時(shí)讓壓系統(tǒng)可以變形又可以保證多圈鋼管混凝土支架的抗彎能力。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的橫截面的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的彈性氣胎的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的橫截面的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的讓壓托盤和V型讓壓錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的讓壓托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的制作方法的流程圖。
[0040]其中:
[0041 ] I鋼管混凝土支架，11鋼管，12套筒，13鋼管內(nèi)的混凝土 ；
[0042]2讓壓系統(tǒng)，21彈性氣胎，211胎體，212鋼絲圈，213胎輞，214防滑帶，215氣門嘴，216無線氣壓監(jiān)測裝置，217無線位移監(jiān)測裝置；
[0043]3隧道的內(nèi)壁；
[0044]4讓壓托盤，41錨桿孔；
[0045]5V型讓壓錨桿，51圓弧部，52錨桿自由端；
[0046]6弧形安裝板；
[0047]A隧道周圍的圍巖；
[0048]B混凝土層；
[0049]C 格柵；
[0050]a彈性氣胎的寬度；
[0051 ] b彈性氣胎的讓壓距離；
[0052]c讓壓托盤上的錨桿孔與豎直方向的夾角；
[0053]dV型讓壓錨桿的任一個(gè)錨桿自由端與隧道的橫截面所在的平面形成的夾角。
【具體實(shí)施方式】
[0054]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0055]實(shí)施例一
[0056]如圖1所示，且參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)，該鋼管混凝土支架系統(tǒng)包括多圈鋼管混凝土支架I和多圈鋼管混凝土支架I中的每圈鋼管混凝土支架I對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)2，多圈鋼管混凝土支架I間隔布置在隧道內(nèi)，讓壓系統(tǒng)2位于每圈鋼管混凝土支架I和隧道的內(nèi)壁3之間；
[0057]每圈鋼管混凝土支架I的形狀與隧道的橫截面的形狀相同，每圈鋼管混凝土支架I包括多根鋼管11，多根鋼管11通過套筒12互相連接，多根鋼管11中的每根鋼管11內(nèi)均設(shè)有混凝土13;
[0058]讓壓系統(tǒng)2包括至少一個(gè)彈性氣胎21，至少一個(gè)彈性氣胎21中的每個(gè)彈性氣胎21緊密接觸，每個(gè)彈性氣胎21的一面與隧道的內(nèi)壁3接觸，另一面與每圈鋼管混凝土支架I接觸，每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)充滿氣體。
[0059]本實(shí)用新型通過使用至少一個(gè)充滿氣體的彈性氣胎21作為讓壓系統(tǒng)2，至少一個(gè)彈性氣胎21中的每個(gè)彈性氣胎21緊密接觸，且在每圈鋼管混凝土支架I與隧道的內(nèi)壁3之間均對(duì)應(yīng)布置一個(gè)讓壓系統(tǒng)2，隧道周圍的圍巖A向鋼管混凝土支架I施加的壓力可以通過彈性氣胎21的變形釋放出去，如此無需在每圈鋼管混凝土支架I的每兩根鋼管11之間設(shè)置讓壓裝置，可以向每圈鋼管混凝土支架I的多根鋼管11內(nèi)連續(xù)灌注混凝土 13，相比于在每兩根鋼管11之間設(shè)置讓壓裝置的鋼管混凝土支架，抗彎能力大大提升，使得鋼管混凝土支架系統(tǒng)既可以保證受到壓力時(shí)讓壓系統(tǒng)2可以變形又可以保證多圈鋼管混凝土支架I的抗彎能力。
[0060]目前的鋼管混凝土支架系統(tǒng)中的讓壓裝置設(shè)置在每圈鋼管混凝土支架I的每兩根鋼管11之間，導(dǎo)致讓壓裝置處無法灌注混凝土，導(dǎo)致每圈鋼管混凝土支架的抗彎能力較低，如圖1所示，本實(shí)用新型中的每圈鋼管混凝土支架I的每兩根鋼管11之間只使用套筒12連接，可以向每圈鋼管混凝土支架I的多根鋼管11內(nèi)連續(xù)灌注混凝土13，提高了每圈鋼管混凝土支架I的抗彎能力。
[0061]如圖2所示，在安裝讓壓系統(tǒng)2和鋼管混凝土支架I前，會(huì)在隧道周圍的圍巖A外噴射一層混凝土層B，再在混凝土層B外固定格柵C形成隧道的內(nèi)壁3，混凝土層B和格柵C可以對(duì)隧道周圍的圍巖A起到一定的支護(hù)作用。
[0062]如圖1所示，當(dāng)隧道的內(nèi)壁3的橫截面的形狀為半圓拱形時(shí)，讓壓系統(tǒng)2和鋼管混凝土支架I的形狀也可以設(shè)置成半圓拱形；如圖3所示，當(dāng)隧道內(nèi)壁3的橫截面的形狀為馬蹄形時(shí)，讓壓系統(tǒng)2和鋼管混凝土支架I的形狀也可以設(shè)置成馬蹄形；如圖4所示，當(dāng)隧道的內(nèi)壁3的橫截面的形狀為圓形時(shí)，讓壓系統(tǒng)2和鋼管混凝土支架I的形狀也可以設(shè)置成圓形。
[0063]可選地，讓壓系統(tǒng)2中的彈性氣胎21的數(shù)量可以與多根鋼管11的數(shù)量相同，每根鋼管11與隧道的內(nèi)壁3之間對(duì)應(yīng)一個(gè)彈性氣胎21，每個(gè)彈性氣胎21的弧度可以與其對(duì)應(yīng)的鋼管11的弧度相同，每個(gè)彈性氣胎21之間緊密接觸。
[0064]可選地，如圖5所示，且參見圖2，每個(gè)彈性氣胎21可以包括胎體211、鋼絲圈212和胎輞213;
[0065]胎體211的表面與隧道的內(nèi)壁3緊密接觸，胎體211的邊緣與胎輞213的四周固定在一起形成封閉的空間，封閉的空間內(nèi)充滿氣體，胎體211的邊緣內(nèi)嵌有鋼絲圈212，使胎體211的邊緣與胎輞213的四周緊密固定；
[0066]胎輞213為凸形曲面，凸形曲面與每圈鋼管混凝土支架I的鋼管11的外表面緊密固定在一起。
[0067]可選地，如圖5所示，且參見圖2，胎體211與隧道的內(nèi)壁3接觸的表面處設(shè)有防滑帶214，防滑帶214可以防止胎體211與隧道的內(nèi)壁3之間產(chǎn)生滑動(dòng)。
[0068]可選地，胎體211的表面還可以設(shè)置氣密層用來增加彈性氣胎21的密封性，防止彈性氣胎21內(nèi)的氣體外泄。
[0069]可選地，胎輞213的凸形曲面與每圈鋼管混凝土支架I的鋼管11的外表面可以通過焊接固定在一起。
[0070]可選地，彈性氣胎21內(nèi)也可以設(shè)置內(nèi)胎，在內(nèi)胎內(nèi)充滿氣體，在彈性氣胎21內(nèi)增加一個(gè)內(nèi)胎，可以提高彈性氣胎21的密封性。
[0071]可選地，如圖5所示，彈性氣胎21的寬度為a，彈性氣胎21的讓壓距離為b，當(dāng)彈性氣胎21受到壓力時(shí)，讓壓距離b會(huì)變小，彈性氣胎21的寬度a與讓壓距離b的比值小于或等于I，保證彈性氣胎21穩(wěn)定的固定在隧道的內(nèi)壁3與鋼管混凝土支架I之間。
[0072]可選地，如圖5所示，且參見圖2，每個(gè)彈性氣胎21上均設(shè)有氣門嘴215;
[0073]當(dāng)每圈鋼管混凝土支架I受到隧道周圍的圍巖A的壓力時(shí)，每個(gè)彈性氣胎21壓縮，每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值增大，當(dāng)至少一個(gè)彈性氣胎21中的一個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值超過預(yù)設(shè)值時(shí)，該一個(gè)彈性氣胎21的氣門嘴215打開，釋放該一個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓至該一個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值小于或等于預(yù)設(shè)值，該一個(gè)彈性氣胎21的氣門嘴215關(guān)閉。
[0074]隨著隧道周圍的圍巖A不斷地壓縮彈性氣胎21，彈性氣胎21內(nèi)的氣壓會(huì)不斷增大，當(dāng)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓增大到一定值時(shí)，彈性氣胎21繼續(xù)受到壓力，但彈性氣胎21的變形量很小，為了防止彈性氣胎21爆裂，可以為彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值設(shè)置預(yù)設(shè)值，當(dāng)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值增大到預(yù)設(shè)值時(shí)，為了保證安全，氣門嘴215會(huì)打開，釋放彈性氣胎21內(nèi)的氣壓小于或等于預(yù)設(shè)值，此時(shí)彈性氣胎21受到壓力可以繼續(xù)變形，例如，若每個(gè)彈性氣胎21可以承受的最大氣壓不小于IMPa時(shí)，可將預(yù)設(shè)值設(shè)為0.8MPa，當(dāng)某個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓超過0.8MPa時(shí)，氣門嘴215打開，釋放氣體直至該彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值等于或小于0.8MPa。
[0075]每圈鋼管混凝土支架I在不同的位置處所受到的隧道周圍的圍巖A的壓力是不同的，例如鋼管混凝土支架I中位于隧道的底臌處的彈性氣胎21受力較大，或者鋼管混凝土支架I中位于隧道的肩部處的彈性氣胎21受力較大，因此不同位置處的彈性氣胎21產(chǎn)生的變形量也不同，受到的壓力較大的彈性氣胎21變形量較大，變形量較大的彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值可能會(huì)先超過預(yù)設(shè)值，受到的壓力較小的彈性氣胎21變形量較小，變形量小的彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值可能還沒有超過預(yù)設(shè)值，通過在每個(gè)彈性氣胎21上設(shè)置一個(gè)氣門嘴215，可以分別控制每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓，即分別控制每個(gè)彈性氣胎21的變形量，當(dāng)位于隧道的底臌處的彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值超過預(yù)設(shè)值時(shí)，打開氣門嘴215，釋放位于隧道的底臌處的彈性氣胎21內(nèi)的氣壓小于預(yù)設(shè)值后關(guān)閉氣門嘴215，隨著隧道周圍的圍巖A不斷施壓，位于隧道的底臌處的彈性氣胎21可以繼續(xù)變形，防止位于底臌處的鋼管混凝土支架I破壞。
[0076]隨著隧道周圍的圍巖A不斷對(duì)讓壓系統(tǒng)2施加壓力，讓壓系統(tǒng)2中的彈性氣胎21也不斷地進(jìn)行打開氣門嘴215和關(guān)閉氣門嘴215的動(dòng)作，彈性氣胎21的讓壓距離b也會(huì)不斷減小，當(dāng)彈性氣胎21的讓壓距離b使用完畢時(shí)，隧道周圍的圍巖A的能量已基本釋放完畢，多圈鋼管混凝土支架I的剛性支護(hù)足以確保隧道的安全穩(wěn)定性。
[0077]可選地，如圖2所示，且參見圖5，每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216，至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216和計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線電連接；
[0078]至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216監(jiān)測每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值并將氣壓值以無線信號(hào)的形式發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端；
[0079]計(jì)算機(jī)數(shù)控終端根據(jù)氣壓值與預(yù)設(shè)值的大小控制氣門嘴215打開或者關(guān)閉。
[0080]如圖2所示，至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216可以安裝在彈性氣胎21的胎輞213上，并對(duì)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值進(jìn)行監(jiān)測，若彈性氣胎21內(nèi)設(shè)有內(nèi)胎，則至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216可以安裝在內(nèi)胎內(nèi)，至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216將監(jiān)測結(jié)果以無線信號(hào)的形式發(fā)送給地面的計(jì)算機(jī)數(shù)控終端，計(jì)算機(jī)數(shù)控終端會(huì)對(duì)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)設(shè)值的大小進(jìn)行比較，若監(jiān)測結(jié)果大于預(yù)設(shè)值，則控制彈性氣胎21的氣門嘴215打開，直至至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216的監(jiān)測結(jié)果小于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，再控制彈性氣胎21的氣門嘴215關(guān)閉。
[0081]例如，無線氣壓監(jiān)測裝置216可以為氣壓傳感器，氣壓傳感器內(nèi)設(shè)有控制模塊和無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊與控制模塊電連接，同時(shí)在氣門嘴215上設(shè)置開關(guān)，該開關(guān)可以與氣壓傳感器內(nèi)的控制模塊電連接，氣壓傳感器監(jiān)測彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值，通過控制模塊將監(jiān)測結(jié)果轉(zhuǎn)換成無線信號(hào)，再通過無線收發(fā)模塊將無線信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端，計(jì)算機(jī)數(shù)控終端對(duì)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)設(shè)值的大小進(jìn)行比較，若監(jiān)測結(jié)果大于預(yù)設(shè)值，計(jì)算機(jī)數(shù)控終端會(huì)發(fā)送打開控制指令，氣壓傳感器的無線收發(fā)模塊接收該打開控制指令，并通過氣壓傳感器內(nèi)的控制模塊控制氣門嘴215上的開關(guān)打開，釋放彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值，直至氣壓傳感器的監(jiān)測結(jié)果小于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)算機(jī)數(shù)控終端會(huì)發(fā)送關(guān)閉控制指令，氣壓傳感器的無線收發(fā)模塊接收該關(guān)閉控制指令，并通過氣壓傳感器內(nèi)的控制模塊控制氣門嘴215上的開關(guān)關(guān)閉。
[0082]通過在每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216監(jiān)測每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值，并將每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216與計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線連接，可以通過計(jì)算機(jī)數(shù)控終端分別控制每個(gè)彈性氣胎21的氣門嘴215打開或者關(guān)閉，可以使地面上工作人員更方便的控制每個(gè)彈性氣胎21的讓壓變形；同時(shí)，地面上的工作人員可以根據(jù)讓壓系統(tǒng)2中每個(gè)彈性氣胎21的位置和該彈性氣胎21內(nèi)的至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端的氣壓變化值了解和分析該鋼管混凝土支架系統(tǒng)的受力情況和穩(wěn)定性，可為后續(xù)的研究工作提供方便。
[0083]可選地，如圖6所示，且參見圖1，每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)還設(shè)有至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217，至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217和計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線電連接；
[0084]至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217監(jiān)測每個(gè)彈性氣胎21的讓壓距離b并將讓壓距離b以無線信號(hào)的形式發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端。
[0085]如圖6所示，至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217可以安裝在胎輞213上，并對(duì)彈性氣胎21內(nèi)的讓壓距離b進(jìn)行監(jiān)測，若彈性氣胎21內(nèi)設(shè)有內(nèi)胎，則至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217可以安裝在內(nèi)胎內(nèi)，當(dāng)彈性氣胎21受到隧道周圍的圍巖A的壓力時(shí)，讓壓距離b會(huì)變小，至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217會(huì)將監(jiān)測結(jié)果以無線信號(hào)的形式發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端，可以使地面上工作人員了解每個(gè)彈性氣胎21的受力變形情況；同時(shí)，地面上的工作人員可以根據(jù)讓壓系統(tǒng)2中每個(gè)彈性氣胎21的位置和該彈性氣胎21內(nèi)的至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端的讓壓距離b的變化了解和分析該鋼管混凝土支架I系統(tǒng)的受力情況和穩(wěn)定性，可為后續(xù)的研究工作提供方便。
[0086]可選地，鋼管混凝土支架I系統(tǒng)還包括中繼器；
[0087]至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216將監(jiān)測的每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)的氣壓值或至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217將監(jiān)測的每個(gè)彈性氣胎21的讓壓距離以無線信號(hào)的形式發(fā)送給中繼器，中繼器將無線信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)數(shù)控終端。
[0088]中繼器可以對(duì)至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216或至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217發(fā)送過來的無線信號(hào)的傳輸距離進(jìn)行擴(kuò)大，可以克服隧道較深，離地面較遠(yuǎn)時(shí)，計(jì)算機(jī)數(shù)控終端接收到的無線信號(hào)強(qiáng)度不好的問題，保證無線信號(hào)可以更好的收發(fā)。
[0089]中繼器可以固定在隧道內(nèi)，并且在至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216和至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217的信號(hào)傳播范圍內(nèi)。
[0090]可選地，如圖1所示，且參見圖2，多圈鋼管混凝土支架I中的每圈鋼管混凝土支架I和其對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)2通過讓壓托盤4和多根V型讓壓錨桿5固定在隧道的內(nèi)壁3上；
[0091]如圖7所示，每根V型讓壓錨桿5包括一個(gè)圓弧部51和兩個(gè)錨桿自由端52，如圖8所示，且參見圖7，讓壓托盤4上設(shè)有錨桿孔41，兩個(gè)錨桿自由端52的每個(gè)錨桿自由端52各通過錨桿孔41穿過一個(gè)讓壓托盤4;
[0092]如圖2所示，每根V型讓壓錨桿5的兩個(gè)錨桿自由端52插入隧道的內(nèi)壁3里，每個(gè)讓壓托盤4托住隧道的內(nèi)壁3;
[0093]如圖2所示，每圈鋼管混凝土支架I的鋼管11的外壁與圓弧部51相配合。
[0094]通過使用V型讓壓錨桿5的圓弧部51與鋼管混凝土支架I的鋼管11配合，兩個(gè)錨桿自由端52插入到隧道的內(nèi)壁3內(nèi)，可以使鋼管混凝土支架I更牢固的固定在隧道的內(nèi)壁3上，同時(shí)當(dāng)隧道周圍的圍巖A向鋼管混凝土支架I施壓時(shí)，分別穿在兩個(gè)錨桿自由端52上的讓壓托盤4會(huì)產(chǎn)生變形，也可以起到讓壓變形的作用。
[0095]當(dāng)隧道周圍的圍巖A向讓壓系統(tǒng)2施加壓力時(shí)，讓壓系統(tǒng)2、讓壓托盤4和V型讓壓錨桿5同時(shí)受力變形，共同起到讓壓變形的作用。
[0096]可選地，如圖8所示，且參見圖7，讓壓托盤4上的錨桿孔41與豎直方向的夾角c、V型讓壓錨桿5的任一個(gè)錨桿自由端52與隧道的橫截面所在的平面形成的夾角d大小相等，如此可以使讓壓托盤4與隧道內(nèi)壁3的接觸面積增大，提高讓壓托盤4的讓壓能力，例如，可以將夾角c和夾角d設(shè)置成大于或等于15度且小于或等于45度，也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。
[0097]可選地，如圖8所示，讓壓托盤4的邊緣處的厚度到錨桿孔41處的厚度逐漸增加，例如讓壓托盤4的邊緣處的厚度到銷桿孔41處的厚度可以由3?5mm線性增加到15?25mm，如此設(shè)計(jì)可以使讓壓托盤4持續(xù)漸進(jìn)的發(fā)生讓壓變形，可以更好的保護(hù)鋼管混凝土支架I。
[0098]其中，V型讓壓錨桿5可以用一根直錨桿在其中間位置彎折而成，同時(shí)使中間位置的弧度與鋼管混凝土支架I的鋼管11的外壁弧度相同形成V型讓壓錨桿5，讓壓托盤4可以設(shè)計(jì)成圓盤型。
[0099]可選地，如圖7所示，每圈鋼管混凝土支架I的鋼管11的外壁和與之配合的V型讓壓錨桿5的圓弧部51之間設(shè)有一個(gè)弧形安裝板6，弧形安裝板6的一面與鋼管11的外壁緊密貼合，另一面與圓弧部51緊密貼合。
[0100]通過在V型讓壓錨桿5的圓弧部51與鋼管混凝土支架I的鋼管11外壁之間設(shè)置一個(gè)相同弧度相同的弧形安裝板6，可以防止鋼管混凝土支架I的鋼管11外壁與圓弧部51直接接觸而產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，避免因應(yīng)力集中而導(dǎo)致鋼管混凝土支架I的鋼管11的外壁破損。
[0101]本實(shí)用新型通過使用至少一個(gè)充滿氣體的彈性氣胎21作為讓壓系統(tǒng)2，至少一個(gè)彈性氣胎21中的每個(gè)彈性氣胎21緊密接觸，且在每圈鋼管混凝土支架I與隧道的內(nèi)壁3之間均對(duì)應(yīng)布置一個(gè)讓壓系統(tǒng)2，隧道周圍的圍巖A向鋼管混凝土支架I施加的壓力可以通過彈性氣胎21的變形釋放出去，如此無需在每圈鋼管混凝土支架I的每兩根鋼管11之間設(shè)置讓壓裝置，可以向每圈鋼管混凝土支架I的多根鋼管11內(nèi)連續(xù)灌注混凝土 13，相比于在每兩根鋼管11之間設(shè)置讓壓裝置的鋼管混凝土支架，抗彎能力大大提升，使得鋼管混凝土支架系統(tǒng)既可以保證受到壓力時(shí)讓壓系統(tǒng)2可以變形又可以保證多圈鋼管混凝土支架I的抗彎能力。
[0102]實(shí)施例二
[0103]如圖9所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)的制作方法，該方法包括:
[0104]步驟101:對(duì)讓壓系統(tǒng)2中的每個(gè)彈性氣胎21進(jìn)行充氣，每個(gè)彈性氣胎21內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216和至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217;
[0105]步驟102:使用多根V型讓壓錨桿5將每圈鋼管混凝土支架I的鋼管11和每圈鋼管混凝土支架I對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)2固定在隧道的內(nèi)壁3上；
[0106]具體地，可以在安裝每個(gè)彈性氣胎21時(shí)，在每個(gè)彈性氣胎21的胎輞213處對(duì)應(yīng)固定鋼管混凝土支架I的一個(gè)鋼管11，每個(gè)鋼管11和其對(duì)應(yīng)的彈性氣胎21通過至少兩個(gè)設(shè)有讓壓托盤4的V型讓壓錨桿5固定在隧道的內(nèi)壁3上，V型讓壓錨桿5的圓弧部51與其對(duì)應(yīng)的鋼管11之間安裝一個(gè)弧形安裝板6。
[0107]步驟103:向每圈鋼管混凝土支架I的鋼管11內(nèi)連續(xù)灌注混凝土13;
[0108]步驟104:在隧道內(nèi)至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置216和至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置217的信號(hào)傳播范圍內(nèi)固定中繼器。
[0109]本實(shí)用新型通過使用至少一個(gè)充滿氣體的彈性氣胎21作為讓壓系統(tǒng)2，至少一個(gè)彈性氣胎21中的每個(gè)彈性氣胎21緊密接觸，且在每圈鋼管混凝土支架I與隧道的內(nèi)壁3之間均對(duì)應(yīng)布置一個(gè)讓壓系統(tǒng)2，隧道周圍的圍巖A向鋼管混凝土支架I施加的壓力可以通過彈性氣胎21的變形釋放出去，如此無需在每圈鋼管混凝土支架I的每兩根鋼管11之間設(shè)置讓壓裝置，可以向每圈鋼管混凝土支架I的多根鋼管11內(nèi)連續(xù)灌注混凝土 13，相比于在每兩根鋼管11之間設(shè)置讓壓裝置的鋼管混凝土支架，抗彎能力大大提升，使得鋼管混凝土支架系統(tǒng)既可以保證受到壓力時(shí)讓壓系統(tǒng)2可以變形又可以保證多圈鋼管混凝土支架I的抗彎能力。
[0110]上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0111]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼管混凝土支架系統(tǒng)包括多圈鋼管混凝土支架和所述多圈鋼管混凝土支架中的每圈鋼管混凝土支架對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)，所述多圈鋼管混凝土支架間隔布置在隧道內(nèi)，所述讓壓系統(tǒng)位于所述每圈鋼管混凝土支架和所述隧道的內(nèi)壁之間； 所述每圈鋼管混凝土支架的形狀與所述隧道的橫截面的形狀相同，所述每圈鋼管混凝土支架包括多根鋼管，所述多根鋼管通過套筒互相連接，所述多根鋼管中的每根鋼管內(nèi)均設(shè)有混凝土； 所述讓壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)彈性氣胎，所述至少一個(gè)彈性氣胎中的每個(gè)彈性氣胎緊密接觸，所述每個(gè)彈性氣胎的一面與所述隧道的內(nèi)壁接觸，另一面與所述每圈鋼管混凝土支架接觸，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)充滿氣體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)彈性氣胎上均設(shè)有氣門嘴； 當(dāng)所述每圈鋼管混凝土支架受到所述隧道周圍的圍巖的壓力時(shí)，所述每個(gè)彈性氣胎壓縮，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值增大，當(dāng)所述至少一個(gè)彈性氣胎中的一個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值超過預(yù)設(shè)值時(shí)，所述一個(gè)彈性氣胎的氣門嘴打開，釋放所述一個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓至所述一個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值小于或等于所述預(yù)設(shè)值，所述一個(gè)彈性氣胎的氣門嘴關(guān)閉。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置，所述至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置和計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線電連接； 所述至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置監(jiān)測所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值并將所述氣壓值以無線信號(hào)的形式發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端； 所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端根據(jù)所述氣壓值與所述預(yù)設(shè)值的大小控制所述氣門嘴打開或者關(guān)閉。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)還設(shè)有至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置，所述至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置和所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端建立無線電連接； 所述至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置監(jiān)測所述每個(gè)彈性氣胎的讓壓距離并將所述讓壓距離以無線信號(hào)的形式發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼管混凝土支架系統(tǒng)還包括中繼器； 所述至少一個(gè)無線氣壓監(jiān)測裝置將監(jiān)測的所述每個(gè)彈性氣胎內(nèi)的氣壓值或所述至少一個(gè)無線位移監(jiān)測裝置將監(jiān)測的所述每個(gè)彈性氣胎的讓壓距離以無線信號(hào)的形式發(fā)送給所述中繼器，所述中繼器將所述無線信號(hào)發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)數(shù)控終端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)彈性氣胎包括胎體、鋼絲圈和胎輞； 所述胎體的表面與所述隧道的內(nèi)壁緊密接觸，所述胎體的邊緣與所述胎輞的四周固定在一起形成封閉的空間，所述封閉的空間內(nèi)充滿氣體，所述胎體的邊緣內(nèi)嵌有所述鋼絲圈，使所述胎體的邊緣與所述胎輞的四周緊密固定； 所述胎輞為凸形曲面，所述凸形曲面與所述每圈鋼管混凝土支架的鋼管的外表面緊密固定在一起。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述多圈鋼管混凝土支架中的每圈鋼管混凝土支架和其對(duì)應(yīng)的讓壓系統(tǒng)通過讓壓托盤和多根V型讓壓錨桿固定在所述隧道的內(nèi)壁上； 每根所述V型讓壓錨桿包括一個(gè)圓弧部和兩個(gè)錨桿自由端，所述讓壓托盤上設(shè)有錨桿孔，所述兩個(gè)錨桿自由端的每個(gè)錨桿自由端各通過所述錨桿孔穿過一個(gè)所述讓壓托盤；所述讓壓托盤的形狀為圓盤形且所述讓壓托盤的邊緣處的厚度到所述錨桿孔處的厚度逐漸增加； 每根所述V型讓壓錨桿的兩個(gè)錨桿自由端插入所述隧道的內(nèi)壁里，每個(gè)所述讓壓托盤托住所述隧道的內(nèi)壁； 所述每圈鋼管混凝土支架的鋼管的外壁與所述圓弧部相配合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述每圈鋼管混凝土支架的鋼管的外壁和與之配合的所述圓弧部之間設(shè)有一個(gè)弧形安裝板，所述弧形安裝板的一面與所述鋼管的外壁緊密貼合，另一面與所述圓弧部緊密貼合。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼管混凝土支架系統(tǒng)，其特征在于，所述每圈鋼管混凝土支架的形狀為半圓拱形、馬蹄形或者圓形。
【文檔編號(hào)】E21D11/10GK205445624SQ201521140968
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】張仕林, 張志豪, 豐占海
【申請(qǐng)人】中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油工程建設(shè)公司, 中國石油天然氣華東勘察設(shè)計(jì)研究院巖土工程處