钢管混凝土支架实验研究及工程应用课件

钢管混凝土支架实验研究及工程应用课题组负责人：高延法教授汇报人：王军移动电话：、2013年12月目录1深井软岩巷道支护现状2钢管混凝土支架简介3钢管混凝土支架试验研究4钢管混凝土支架支护工程应用5工程应用理论总结1深井软岩巷道支护现状随着煤矿开采深度和采矿范围的扩大，深井软岩巷道支护问题越来越突出，目前全国有55个矿井开采深度超过1000m，常规支护措施锚杆、锚索、金属支架、混凝土浇筑层和围岩注浆发挥着各自的优势，同时在深井软岩巷道中也存在一定的局限性。研发支护能力更大，价格相对较低的支护体与支护方案，是深井软岩巷道一个重要发展方向。U型钢严重变形底鼓变形严重锚杆失效建设中的钢管混凝土拱肋

建成后巫山长江大桥（460m）

浙江象山三门口跨海大桥（270m）钢管混凝土拱桥先拱后梁施工

1.2钢管混凝土支架简介钢管混凝土支架是无缝钢管经中频热煨弯管成型，焊接各种附属件，防锈处理后做成空钢管支架，再经井下灌注混凝土而成。

钢管混凝土支架的突出优点是高支撑力，相同单位用钢量条件下，Φ194×8钢管混凝土支架承载力210吨，36U支架承载力50吨左右，支撑力提高3倍以上，成本仅提高20~50%。

高延法教授带领的课题组自2004年开始研究钢管混凝土支架，2008年开始工程应用，至今课题组进行钢管混凝土支架相关实验19次，获得相关专利7项，培养博士硕士20余名，工程应用矿井超过20个，在深井软岩巷道支护方面逐渐形成自己特有的支护路线。

1.3钢管混凝土支架技术工艺型号选择：Φ168×8---Φ194×8---Φ219×8等多种型号断面选择：圆形---浅底拱圆形---立椭圆---扁椭圆---直墙半圆拱施工工艺：地面弯管----井下安装-----现场灌注混凝土（三步法）施工速度：安装速度6~12架/班，灌注混凝土速度15~20架/班

钢混支架支护示意图Φ194×8钢管混凝土支架承载原理图Φ194×8钢混支架承载力203吨

浅底拱圆形

2.1钢管混凝土支架承载性能试验（5次）

载荷-垂向位移05001000150020002500020406080100120140位移（mm）载荷（kN）203吨171吨Φ194×8钢混支架承载力171吨

扁椭圆断面U29型钢支架支架无底拱不封闭极限承载能力：40吨U36型钢支架扁椭圆形全封闭垂向承载能力：52吨2.3钢管混凝土直梁纯弯实验（2次）

无抗弯强化钢混直梁

外焊抗弯强化钢混直梁

中点下移量---中和轴偏移关系曲线

无抗弯强化钢混直梁的中和轴转移过程150kN104kN229kN351kN251kN451kN550kN475kN574kN636kN615kN649kN665kN

2.4钢管混凝土短柱承压能力试验（5次）

不同口径钢混短柱试验

钢管混凝土具有塑性硬化特点，变形达到20%，强度仍不折减。

不同壁厚钢混短柱试验

168*8钢混短柱塑性硬化效果钢管混凝土支架已推广应用于全国20多个矿井3钢管混凝土支架工程应用地质概况：埋深1230m~1250m，巷道穿层掘进，围岩破碎，受采动影响，巷道每三个月返修一次。支架型号：M-Φ194×8，重量36.7kg/m，椭圆形—圆形—岔腿圆拱形三种，支架分4段支护效果：钢管混凝土支架支护一年多来巷道稳定，支架无可见变形，节省返修费约500万元。3.2钢管混凝土支架在山东能源