鋼管混凝土支架實驗研究及工程應(yīng)用課件

鋼管混凝土支架實驗研究及工程應(yīng)用課題組負責人：高延法教授匯報人：王軍移動電話：、2013年12月目錄1深井軟巖巷道支護現(xiàn)狀2鋼管混凝土支架簡介3鋼管混凝土支架試驗研究4鋼管混凝土支架支護工程應(yīng)用5工程應(yīng)用理論總結(jié)1深井軟巖巷道支護現(xiàn)狀隨著煤礦開采深度和采礦范圍的擴大，深井軟巖巷道支護問題越來越突出，目前全國有55個礦井開采深度超過1000m，常規(guī)支護措施錨桿、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，同時在深井軟巖巷道中也存在一定的局限性。研發(fā)支護能力更大，價格相對較低的支護體與支護方案，是深井軟巖巷道一個重要發(fā)展方向。U型鋼嚴重變形底鼓變形嚴重錨桿失效建設(shè)中的鋼管混凝土拱肋

建成后巫山長江大橋（460m）

浙江象山三門口跨海大橋（270m）鋼管混凝土拱橋先拱后梁施工

1.2鋼管混凝土支架簡介鋼管混凝土支架是無縫鋼管經(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年開始研究鋼管混凝土支架，2008年開始工程應(yīng)用，至今課題組進行鋼管混凝土支架相關(guān)實驗19次，獲得相關(guān)專利7項，培養(yǎng)博士碩士20余名，工程應(yīng)用礦井超過20個，在深井軟巖巷道支護方面逐漸形成自己特有的支護路線。

1.3鋼管混凝土支架技術(shù)工藝型號選擇：Φ168×8---Φ194×8---Φ219×8等多種型號斷面選擇：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（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驗（2次）

無抗彎強化鋼混直梁

外焊抗彎強化鋼混直梁

中點下移量---中和軸偏移關(guān)系曲線

無抗彎強化鋼混直梁的中和軸轉(zhuǎn)移過程150kN104kN229kN351kN251kN451kN550kN475kN574kN636kN615kN649kN665kN

2.4鋼管混凝土短柱承壓能力試驗（5次）

不同口徑鋼混短柱試驗

鋼管混凝土具有塑性硬化特點，變形達到20%，強度仍不折減。

不同壁厚鋼混短柱試驗

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20多個礦井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，圍巖破碎，受采動影響，巷道每三個月返修一次。支架型號：M-Φ194×8，重量36.7kg/m，橢圓形—圓形—岔腿圓拱形三種，支架分4段支護效果：鋼管混凝土支架支護一年多來巷道穩(wěn)定，支架無可見變形，節(jié)省返修費約500萬元。3.2鋼管混凝土支架在山東能源