CFRP约束混凝土拱架制造技术

本发明专利技术公开了一种CFRP约束混凝土拱架，包括：相对设置的两支撑节；上弧形节，连接于两支撑节的上端之间；以及下弧形节，连接于两支撑节的下端的相对侧之间，上弧形节和下弧形节分别包括首尾相连的多根第二约束管和混凝土，第二约束管的尾端贴合有封堵板，封堵板的内侧连接有锚固筋，锚固筋伸至第二约束管的尾端内，第二约束管的尾端内灌注有第二粘接料第二粘接料包覆于锚固筋，第二粘接料与第二约束管的头端的内壁之间形成后灌注空间，混凝土满填于所述后灌注空间中，封堵板的外侧连接于相邻的第二约束管的头端，第一约束管和第二约束管为CFRP管。本发明专利技术解决了在隧道围岩条件较差时，传统的钢拱架支护的强度小、反力小且耐久性差的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
CFRP约束混凝土拱架


[0001]本专利技术涉及盾构隧道施工
，具体涉及一种CFRP约束混凝土拱架。

技术介绍

[0002]随着我国隧道工程体量和难度的增加，隧道初期支护的作用愈加凸显。而拱架支护作为隧道软弱围岩初期支护的主要承力结构，起着限制围岩变形、作为超前支护的后支点以及承受部分松弛荷载的作用。但是，在隧道围岩条件较差时，尤其是存在软岩大变形、断层破碎带的隧道，传统的钢拱架支护则表现处强度小、反力小且耐久性差的问题。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种CFRP约束混凝土拱架，以解决在隧道围岩条件较差时，尤其是存在软岩大变形、断层破碎带的隧道，传统的钢拱架支护则表现出强度小、反力小且耐久性差的问题。
[0004]为实现上述目的，提供一种CFRP约束混凝土拱架，包括：
[0005]相对设置的两支撑节，所述支撑节包括用于竖设于隧道围岩上的第一约束管、加固套管和混凝土，所述加固套管具有一开口端和一封闭端，所述开口端套设于所述第一约束管，所述第一约束管与所述加固套管之间留设有间隙，所述间隙及所述第一约束管的下端内灌注有第一粘接料；
[0006]上弧形节，连接于两所述支撑节的第一约束管的上端之间，所述上弧形节的内弧面向下设置；以及
[0007]下弧形节，连接于两所述支撑节的加固套管的相对侧之间，所述下弧形节的内弧面向上设置，所述上弧形节和所述下弧形节分别包括首尾相连的多根第二约束管和混凝土，所述第二约束管的尾端贴合有封堵板，所述封堵板的内侧连接有锚固筋，所述锚固筋伸至所述第二约束管的尾端内，所述第二约束管的尾端内灌注有第二粘接料，所述第二粘接料包覆于所述锚固筋，所述第二粘接料与所述第二约束管的头端的内壁之间形成后灌注空间，所述混凝土满填于所述后灌注空间中，所述封堵板的外侧连接于相邻的所述第二约束管的头端，所述第一约束管和所述第二约束管为CFRP管。
[0008]进一步的，所述加固套管为方管，所述第一约束管为圆管。
[0009]进一步的，所述方管的一端连接有支承端板，所述支承端板贴合于所述第一约束管的下端。
[0010]进一步的，所述第一粘接料和所述第二粘接料为环氧树脂粘接料。
[0011]进一步的，所述锚固筋呈U形。
[0012]进一步的，所述锚固筋的数量为两个，两所述锚固筋相对设置，两所述锚固筋抵靠于所述第二约束管的内壁的相对两侧。
[0013]本专利技术的有益效果在于，本专利技术的CFRP约束混凝土拱架，应用于隧道围岩条件较差时，尤其是存在软岩大变形、断层破碎带的隧道，CFRP约束混凝土拱架的高强、高刚的力
学特性，能够提供更高的支护反力，而且长期在隧道内的耐久性表现好，是长大隧道围岩支护的新选择。
附图说明
[0014]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0015]图1为本专利技术实施例的CFRP约束混凝土拱架的结构示意图。
[0016]图2为本专利技术实施例的支撑节的结构示意图。
[0017]图3为本专利技术实施例的第二约束管的结构示意图。
[0018]图4为本专利技术实施例的封堵板的结构示意图。
[0019]图5为本专利技术实施例的第二约束管的辅助支架的结构示意图。
[0020]图6为本专利技术实施例的相邻的CFRP约束混凝土拱架的连接的示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0022]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特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0023]参照图1至图6所示，本专利技术提供了一种CFRP约束混凝土拱架，包括：两支撑节A、上弧形节B、下弧形节C。
[0024]其中，两支撑节A相对设置。支撑节A包括第一约束管A1、加固套管A2和混凝土。
[0025]第一约束管A1用于竖设于隧道围岩上。加固套管A2具有一开口端和一封闭端。加固套管A2的开口端套设于第一约束管A1。第一约束管与加固套管A2之间留设有间隙，所述间隙及第一约束管的下端内灌注有第一粘接料。
[0026]上弧形节B连接于两支撑节A的第一约束管A1的上端之间。上弧形节B的内弧面向下设置。上弧形节与两支撑节连接形成拱墙段。
[0027]下弧形节C连接于两支撑节A的加固套管A2的相对侧之间。下弧形节C的内弧面向上设置。下弧形节即仰拱段，仰拱段与拱墙段连接形成拱架。
[0028]上弧形节B和下弧形节C分别包括首尾相连的多根第二约束管a和混凝土，即上弧形节B包括首尾相连的多根第二约束管a和混凝土；下弧形节C同样包括首尾相连的多根第二约束管a和混凝土。
[0029]第二约束管a的尾端贴合有封堵板b。封堵板b的内侧连接有锚固筋c。锚固筋c伸至第二约束管a的尾端内。第二约束管a的尾端内灌注有第二粘接料。第二粘接料包覆于锚固筋c。第二粘接料与第二约束管a的头端的内壁之间形成后灌注空间。混凝土满填于后灌注空间中。封堵板b的外侧连接于相邻的第二约束管a的头端。第一约束管A1和第二约束管为CFRP管。
[0030]CFRP(Carbon Fibre
‑
reinforced Polymer，即碳纤维增强基复合材料)。碳纤维增强复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为
基体所形成的复合材料。在众多轻量化材料中具有较高的比强度、比刚性，轻量化效果十分明显。
[0031]本专利技术的CFRP约束混凝土拱架在工厂预制，采用碳纤维缠绕夹砂管，主要以碳纤维及其制品为增强材料，以高分子成分的不饱和聚脂树脂、环氧树脂等为基本材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料作为主要原料。
[0032]本专利技术的CFRP约束混凝土拱架，应用于隧道围岩条件较差时，尤其是存在软岩大变形、断层破碎带的隧道，CFRP约束混凝土拱架的高强、高刚的力学特性，能够提供更高的支护反力，而且长期在隧道内的耐久性表现好，是长大隧道围岩支护的新选择。
[0033]在本实施例中，如图2所示，加固套管A2为方管(方形钢管)，第一约束管A1为圆管。第一粘接料和第二粘接料为环氧树脂粘接料。环氧树脂砂浆灌注于方管中。
[0034]方管的一端连接有支承端板。支承端板贴合于第一约束管A1的下端。
[0035]具体的，方管的内径大于圆管的外径5cm。方管的长度900mm，方管的底端以14度角切割。在制备支撑节时，将方管置于稳固平面，斜向切割端向下设置。随后将圆管置于方管内，并如图5所示利用支架D稳固管体；方管的斜向切割端的底部放置0.6mm厚的支承端板，用于封堵环氧树脂砂浆。向方管内灌入环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CFRP约束混凝土拱架，其特征在于，包括：相对设置的两支撑节，所述支撑节包括用于竖设于隧道围岩上的第一约束管、加固套管和混凝土，所述加固套管具有一开口端和一封闭端，所述开口端套设于所述第一约束管，所述第一约束管与所述加固套管之间留设有间隙，所述间隙及所述第一约束管的下端内灌注有第一粘接料；上弧形节，连接于两所述支撑节的第一约束管的上端之间，所述上弧形节的内弧面向下设置；以及下弧形节，连接于两所述支撑节的加固套管的相对侧之间，所述下弧形节的内弧面向上设置，所述上弧形节和所述下弧形节分别包括首尾相连的多根第二约束管和混凝土，所述第二约束管的尾端贴合有封堵板，所述封堵板的内侧连接有锚固筋，所述锚固筋伸至所述第二约束管的尾端内，所述第二约束管的尾端内灌注有第二粘接料，所述第二粘接料包覆于所述锚固筋，所述第二粘接料与所述第二约束管的头...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕柏行，郭志光，刘岩，肖海荣，孔甲东，龙廷，刘博，
申请(专利权)人：中国建筑土木建设有限公司，
类型：发明
国别省市：