鋼管混凝土支架實(shí)驗(yàn)研究及工程應(yīng)用課件

鋼管混凝土支架實(shí)驗(yàn)研究及工程應(yīng)用課題組負(fù)責(zé)人：高延法教授匯報(bào)人：王軍移動(dòng)電話(huà)：、2013年12月目錄1深井軟巖巷道支護(hù)現(xiàn)狀2鋼管混凝土支架簡(jiǎn)介3鋼管混凝土支架試驗(yàn)研究4鋼管混凝土支架支護(hù)工程應(yīng)用5工程應(yīng)用理論總結(jié)1深井軟巖巷道支護(hù)現(xiàn)狀隨著煤礦開(kāi)采深度和采礦范圍的擴(kuò)大，深井軟巖巷道支護(hù)問(wèn)題越來(lái)越突出，目前全國(guó)有55個(gè)礦井開(kāi)采深度超過(guò)1000m，常規(guī)支護(hù)措施錨桿、錨索、金屬支架、混凝土澆筑層和圍巖注漿發(fā)揮著各自的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在深井軟巖巷道中也存在一定的局限性。研發(fā)支護(hù)能力更大，價(jià)格相對(duì)較低的支護(hù)體與支護(hù)方案，是深井軟巖巷道一個(gè)重要發(fā)展方向。U型鋼嚴(yán)重變形底鼓變形嚴(yán)重錨桿失效建設(shè)中的鋼管混凝土拱肋

建成后巫山長(zhǎng)江大橋（460m）

浙江象山三門(mén)口跨海大橋（270m）鋼管混凝土拱橋先拱后梁施工

1.2鋼管混凝土支架簡(jiǎn)介鋼管混凝土支架是無(wú)縫鋼管經(jīng)中頻熱煨彎管成型，焊接各種附屬件，防銹處理后做成空鋼管支架，再經(jīng)井下灌注混凝土而成。

鋼管混凝土支架的突出優(yōu)點(diǎn)是高支撐力，相同單位用鋼量條件下，Φ194×8鋼管混凝土支架承載力210噸，36U支架承載力50噸左右，支撐力提高3倍以上，成本僅提高20~50%。

高延法教授帶領(lǐng)的課題組自2004年開(kāi)始研究鋼管混凝土支架，2008年開(kāi)始工程應(yīng)用，至今課題組進(jìn)行鋼管混凝土支架相關(guān)實(shí)驗(yàn)19次，獲得相關(guān)專(zhuān)利7項(xiàng)，培養(yǎng)博士碩士20余名，工程應(yīng)用礦井超過(guò)20個(gè)，在深井軟巖巷道支護(hù)方面逐漸形成自己特有的支護(hù)路線(xiàn)。

1.3鋼管混凝土支架技術(shù)工藝型號(hào)選擇：Φ168×8---Φ194×8---Φ219×8等多種型號(hào)斷面選擇：圓形---淺底拱圓形---立橢圓---扁橢圓---直墻半圓拱施工工藝：地面彎管----井下安裝-----現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土（三步法）施工速度：安裝速度6~12架/班，灌注混凝土速度15~20架/班

鋼混支架支護(hù)示意圖Φ194×8鋼管混凝土支架承載原理圖Φ194×8鋼混支架承載力203噸

淺底拱圓形

2.1鋼管混凝土支架承載性能試驗(yàn)（5次）

載荷-垂向位移05001000150020002500020406080100120140位移（mm）載荷（kN）203噸171噸Φ194×8鋼混支架承載力171噸

扁橢圓斷面U29型鋼支架支架無(wú)底拱不封閉極限承載能力：40噸U36型鋼支架扁橢圓形全封閉垂向承載能力：52噸2.3鋼管混凝土直梁純彎實(shí)驗(yàn)（2次）

無(wú)抗彎強(qiáng)化鋼混直梁

外焊抗彎強(qiáng)化鋼混直梁

中點(diǎn)下移量---中和軸偏移關(guān)系曲線(xiàn)

無(wú)抗彎強(qiáng)化鋼混直梁的中和軸轉(zhuǎn)移過(guò)程150kN104kN229kN351kN251kN451kN550kN475kN574kN636kN615kN649kN665kN

2.4鋼管混凝土短柱承壓能力試驗(yàn)（5次）

不同口徑鋼混短柱試驗(yàn)

鋼管混凝土具有塑性硬化特點(diǎn)，變形達(dá)到20%，強(qiáng)度仍不折減。

不同壁厚鋼混短柱試驗(yàn)

168*8鋼混短柱塑性硬化效果鋼管混凝土支架已推廣應(yīng)用于全國(guó)20多個(gè)礦井3鋼管混凝土支架工程應(yīng)用地質(zhì)概況：埋深1230m~1250m，巷道穿層掘進(jìn)，圍巖破碎，受采動(dòng)影響，巷道每三個(gè)月返修一次。支架型號(hào)：M-Φ194×8，重量36.7kg/m，橢圓形—圓形—岔腿圓拱形三種，支架分4段支護(hù)效果：鋼管混凝土支架支護(hù)一年多來(lái)巷道穩(wěn)定，支架無(wú)可見(jiàn)變形，節(jié)省返修費(fèi)約500萬(wàn)元。3.2鋼管混凝土支架在山東能源