一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道加工加固装置领域，具体涉及一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置。


背景技术：

2.钢拱架施工作为隧道围岩支护的一种常规作业，应用于隧道开挖初支作业过程，是围岩初期支护施工的一种重要手段。钢拱架作业通常设计规范要求，在钢拱架架设过程中，为确保拱架稳固，初支前确保拱架与围岩初喷混凝土有效加固，需采用楔形固定块进行加固，楔形固定块通常采用尺寸为5cm*5cm*10cm的预制混凝土块楔形，但由于混凝土预制块目前已被列为禁止工艺，现场往往采用钢楔代替。但在实际施工操作过程中，钢楔存在如下问：1、制造成本高；2、尺寸与现场不匹配，易掉落，无法起到有效加固作用。基于上述情况，如何采用一种成本较低、施工工效高、施工质量好的装置代替传统钢拱架垫块是本装置所有解决的问题


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供的钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置，能拱架与围岩初喷混凝土之间提供有加固，并且成本较低、施工工效高。
4.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置，包括：
5.基座，所述基座有两个，两个所述基座间隔的设置在钢拱架上；
6.支撑杆，所述支撑杆两端分别能拆卸的连接在两个所述基座上；
7.顶套，所述顶套有两个，两个所述顶套对称的套设在所述支撑杆上，并能沿着所述支撑杆移动并固定在所述支撑杆上；
8.顶板，位于两个顶套之间；及
9.上顶杆，所述上顶杆有两个，所述顶板通过两个所述上顶杆与两个所述顶套铰接固定，通过两个所述上顶杆的支撑，所述顶板能顶设在围岩初喷混凝土上。
10.进一步地，所述顶板包括上部板和垂直设置在所述上部板下表面的连接板，两个所述上顶杆的两端均设置有加耳，所述连接板与两个所述上顶杆一端的所述加耳铰接固定。
11.进一步地，所述上部板周边为向远离围岩初喷混凝土的圆形倒角。
12.进一步地，所述顶套包括套筒、两个板耳和顶紧螺母，所述套筒为无丝套筒，所述套筒与所述支撑杆能滑动的套接，两个所述板耳间隔的设置在所述套筒的外壁，所述板耳与同侧的所述上顶杆上的所述加耳通过铰接固定，所述支撑杆为丝杆，所述顶紧螺母与所述支撑杆螺纹连接，并顶接在所述套筒的外侧端面上。
13.进一步地，还包括辅助支撑组件，所述辅助支撑组件包括下套和调节杆，所述下套
设置在所述套筒的外壁，所述调节杆为螺纹杆，所述调节杆与所述下套螺纹连接，旋转所述调节杆，所述调节杆能顶设在钢拱架上。
14.进一步地，还包括加长组件，所述加长组件包括连接套和多个加长杆，所述加长杆为丝杆，所述连接套内部设置有螺纹，多个所述加长杆之间通过所述连接套顺次连接，且两端所述加长杆通过所述连接套连接在断开的所述上顶杆之间。
15.本实用新型的有益效果：
16.上述钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置，包括基座、支撑杆、顶套、顶板和上顶杆，基座有两个，两个基座间隔的设置在钢拱架上；支撑杆两端分别能拆卸的连接在两个基座上；顶套有两个，两个顶套对称的套设在支撑杆上，并能沿着支撑杆移动并固定在支撑杆上；顶板位于两个顶套之间；上顶杆有两个，顶板通过两个上顶杆与两个顶套铰接固定，通过两个上顶杆的支撑，顶板能顶设在围岩初喷混凝土上。
17.采用此收缩撑板装置，通过调整两个顶套之间的距离，进而可调整顶板与支撑杆之间的垂直距离，进而可改变顶板的伸长量，可灵活适应钢拱架与初支的不同间隙，从而对钢拱架与初支起到有效的支撑，进而使钢拱架与围岩密贴紧固，采用本装置，简单设备，可采用常规五金材料组合，并能大规模厂制，从而具体成本较低、施工工效高的优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
19.图1为本实用新型一实施例提供的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置的示意图；
20.图2为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中基座的示意图；
21.图3为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中基座与支撑杆连接在一起的示意图；
22.图4为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中上顶杆的示意图；
23.图5为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中顶板的示意图；
24.图6为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中顶套与的辅助支撑组件连接在一起的示意图；
25.图7为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中上顶杆处于与支撑杆垂直状态的示意图；
26.图8为图1所示的一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置中增加加长组件的示意图；
27.附图标记：
28.100、基座；200、支撑杆；300、顶套；310、套筒；320、板耳；330、顶紧螺母；400、顶板；410、上部板；420、连接板；500、上顶杆；600、辅助支撑组件；610、下套；620、调节杆；700、加长组件；710、加长杆；720、连接套。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
30.参见图1至图8，本实用新型提供一种钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置，包括基座100、支撑杆200、顶套300、顶板400和上顶杆500。用于钢拱架与初喷混凝土之间支撑和加固。
31.参见图1、图2和图3，具体的，基座100有两个，两个基座100间隔的设置在钢拱架上。在具体实施时，两个基座100之间的距离为40cm。可将基座100设置为丁字形(图1(a)为基座的俯视图、图1(b)为基座的正视图、图1(b)为基座的侧视图)。基座100包括底板和丁字板，丁字板垂直的设置在底板上，底板选择为长4cm、宽3cm、厚度6mm的钢板。丁字板为锥形板，丁字板可选择为厚度6mm、高5cm的高板，下部板宽长4cm，丁字板与底板连接一端宽4cm，远离底板的另外一端宽2.193cm，并且丁字板底板的顶部开设有直径12mm的通孔，通孔用于支撑杆200穿过。
32.参见图3，支撑杆200两端分别能拆卸的连接在两个基座100上。在具体实施时，可将支撑杆200的两端穿过两个基座100上通过，再在支撑杆200的两端通过m10的螺母固定即可
33.参见图1，顶套300用将上顶杆500与支撑杆200连接。顶套300有两个，顶套300有两个，两个顶套300对称的套设在支撑杆200上，并能沿着支撑杆200移动并固定在支撑杆200上。顶板400位于两个顶套300之间。上顶杆500有两个，顶板400通过两个上顶杆500与两个顶套300铰接固定，通过两个上顶杆500的支撑，顶板400能顶设在围岩初喷混凝土上。
34.此撑板装置的安装步骤：
35.1、将基座100焊接在钢拱架上，具体焊接位置为钢拱架靠初支一侧，基座100上的通孔平行于拱架方向，并位于拱架中心。
36.2、将两个顶套300套接在支撑杆200上，接着将两个上顶杆500的一端分别与两个顶套300铰接，再将两个上顶杆500的另外一端与顶板400铰接；
37.3、在拱架初步就位后，将支撑杆200两端穿插在基座100上的通孔上，并在基座100两侧通过m10螺母向中心收紧，并适当加力。
38.4、调整两个顶套300在支撑杆200上的位置，直至顶板400顶压在围岩初喷混凝土上后，将两个顶套300的位置固定，则完成完成整个装置的安装。
39.采用此收缩撑板装置，通过调整两个顶套300之间的距离，进而可调整顶板400与支撑杆200之间的垂直距离，进而可改变顶板400的伸长量，可灵活适应钢拱架与初支的不同间隙，从而对钢拱架与初支起到有效的支撑，进而使钢拱架与围岩密贴紧固，采用本装置，简单设备，可采用常规五金材料组合，并能大规模厂制，从而具体成本较低、施工工效高的优点。
40.参见图5(图5(a)为顶板400的正视图、图5(b)为顶板400的俯视图)，在本实施例中，顶板400包括上部板410和垂直设置在上部板下表面的连接板420，两个上顶杆500的两端均设置有加耳(参见图4)，连接板420与两个上顶杆500一端的加耳铰接固定。
41.作为优选实施方式，为了提高上部板410与围岩初喷混凝土面充分密贴，上部板
410周边为向远离围岩初喷混凝土的圆形倒角。
42.在具体实施时，顶板由厚均为3mm的上部板410和连接板420丁字焊接组成。上部板410整体长50mm、宽40mm，板面四角为直径20mm的圆形倒角，以利于与岩面充分密贴；连接板420高35mm、宽46mm钢板，连接板420远离上部板410的一端两侧圆弧倒角，并且圆弧倒角的直径为20mm，形成半圆形，两个半圆形中心开中心孔，并且中心孔的孔径10mm，通过两个中心孔与两个顶杆上的双耳。连接板420的上部为顶宽30mm、底宽26mm、高15mm的梯形结构。
43.参见图6(图6(a)为顶套300的侧视图、图6(b)为顶套300的正视图)，在本实施例中，顶套300包括套筒310、两个板耳320和顶紧螺母330，套筒310为无丝套筒310，套筒310与支撑杆200能滑动的套接，两个板耳320间隔的设置在套筒310的外壁，板耳320与同侧的上顶杆500上的加耳通过铰接固定，支撑杆200为丝杆，顶紧螺母330与支撑杆200螺纹连接，并顶接在套筒310的外侧端面上。
44.在具体实施时，套筒310的尺寸可为：外径18mm、内径12mm、长20mm的空心无丝套筒。两个板耳320中心净距4mm，板耳320高20mm、宽20mm、厚3mm。板耳320上部为直径20mm半圆，下部为直板，上部中心开设有直径为10mm的开孔。在装配时，将套筒310套设在支撑杆200上，再将板耳320与上顶杆500上的加耳通过螺母连接组件铰接固定，并通过顶紧螺母330顶紧即可。在其他实施方式中，也可通过其他方式将套筒310固定在支撑杆200上，如可在套筒310设置顶紧螺钉，通过旋转顶紧螺钉，也可实现套筒310的固定。
45.请继续参见图6，作为优选实施例方式，本装置包括辅助支撑组件600，辅助支撑组件600包括下套610和调节杆620，下套610设置在套筒310的外壁，调节杆620为螺纹杆，调节杆620与下套610螺纹连接，旋转调节杆620，调节杆620能顶设在钢拱架上。在具体实施时，下套610为长38mm、m10的筒套，调节杆620为带顶帽长35mm、m10的丝杆，下套610与调节杆620螺纹连接，调整调节杆620，将调节杆620支撑在钢拱架上，其所起作用为当顶板400与初支面受力后伸长调节杆620至拱架，在受力情况下，调节杆620可辅助承力。
46.请参见图8，作为更优选实施方式，本装置还包括加长组件700，还包括加长组件700。加长组件700包括连接套720和多个加长杆710。加长杆710为丝杆。连接套720内部设置有螺纹，多个加长杆710之间通过连接套720顺次连接，且两端加长杆710通过连接套720连接在断开的上顶杆500之间。在具体实施时，加长杆710的数量和长度可根据现场情况而定。
47.当对现场开挖拱架与初支间隙较大处大于10cm时，可采用此加长组件700，具体方式为：先将上顶杆500分为两截，再选择合适数量和长度的加长杆710，将多个加长杆710之间通过连接套720顺次连接后，接着通过两个连接套720将两端的加长杆710与连接在两段上顶杆500之间，随后将上顶杆500一端通过螺母连接组件与顶板400连接，将上顶杆500另外一端通过螺母连接组件与顶套300的板耳320铰接固定，再调整顶套300位置，直至顶板400顶压在围岩初喷混凝土上即可。在具体实施时，加长杆710可为m16丝杆，连接套720可为丝孔为m16、长度4cm的筒套。
48.上述钢拱架与初喷混凝土加固可收缩撑板装置的具体安装方式：
49.1、将基座100的底板焊接在钢拱架上，具体焊接位置为钢拱架靠初支一侧，基座100上的通孔平行于拱架方向，并位于拱架中心；
50.2、将两个顶套300套接在支撑杆200上、将顶紧螺母330套设在支撑杆200上；接着将两个上顶杆500的一端分别与两个顶套300通过螺母连接组件铰接固定，再将两个上顶杆
500的另外一端与顶板400通过螺母连接组件铰接固定；
51.3、在拱架初步就位后，将支撑杆200两端穿插在丁字板上的通孔上，并在基座100两侧通过m10螺母向中心收紧，并适当加力；
52.4、沿着支撑杆200滑动两个顶套300，直至顶板400顶压在围岩初喷混凝土上，再旋转顶紧螺母330，直至两个顶紧螺母330顶压在套筒310的端部，将两个顶套300的位置固定，最后，调整与下顶杆连接的调节杆620，直至此调节杆620顶压在钢拱架，则可完成整个装置的安装；
53.5、当需要采用加长组件700，先将上上顶杆500分为两截，在选择合适数量和长度的加长杆710，将多个加长杆710之间通过连接套720顺次连接后，再通过两个连接套720将两端的加长杆710连接再断开后的两个上顶杆500之间，随后将上顶杆500一端通过螺母连接组件与顶板400连接，将上顶杆500另外一端通过螺母连接组件与顶套300的板耳320铰接固定，再调整顶套300位置，直至顶板400顶压在围岩初喷混凝土上即可。
54.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。