预应力施加装置及支护结构
技术领域
本实用新型涉及一种支护结构，尤其涉及的是一种预应力施加装置及支护结构。
背景技术
隧道、煤矿巷道施工中，地层压力大、围岩条件差时，多采用钢棚架、钢拱架、管片等进行支护。上述支护结构相比锚杆、喷射混凝土，支护强度高。但支护初期无法与围岩紧密贴合，只有当围岩发生损伤变形，接触了支护结构后，支护结构才能发挥作用。
申请号：201910443974.X，公开了隧道联络通道开挖时用的预应力支撑装置及支撑方法，包括一个与隧道断面相适宜的多边形框架，多边形框架的边框左右对称布置，边框与边框之间采用销轴铰接；两个受力边框的交角顶部安装有向外伸出的千斤顶；千斤顶的连接结构是，千斤顶底座上设有铰耳，通过铰耳与两个受力边框共同铰接在一起。提供了隧道联络通道开挖时用的预应力支撑装置，联络通道洞口开挖前和开挖中，据隧道变形应力状况用千斤顶给各支撑点施加预应力，防止了隧道变形，但是钢棚架、钢棚架、钢拱架、管片一般通过螺栓连接，只能按设计安装尺寸安装，而巷道、隧道需要扩挖，通常巷(隧)道断面尺寸大于支护结构，因此在支护结构安装初期，支护结构无法紧贴岩面，只有围岩变形触碰支护结构时，支护结构才能发挥作用。使支护结构错失及时支护的最佳时机，而围岩变形和损伤不可逆转，从而弱化了支护效果，影响巷(隧)道围岩稳定性和安全性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中支护结构与岩面没有紧贴，使得围岩变形时错失及时支护的最佳时机，导致支护效果不佳的问题。
本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
预应力施加装置，安装在支护结构上相邻结构件之间，包括第一基座、第二基座、传动螺杆、用于驱动第一基座与第二基座相对远离或靠近的驱动块、用于驱动驱动块沿传动螺杆轴向移动的驱动件，第一基座与第二基座分别固定在相邻的结构件上，传动螺杆的两端分别插入第一基座、第二基座中，驱动块与传动螺杆螺纹连接，驱动块处于第一基座与第二基座之间。
本实用新型通过第一基座、第二基座、传动螺杆三者连接相邻的结构件，驱动块与传动螺杆螺纹连接，驱动件驱动驱动块沿传动螺杆轴向移动，当驱动块与第一基座或第二基座接触后，驱动块继续移动推动第一基座或第二基座远离对方，对支护结构施加预应力，使得相邻结构件相互远离，使支护结构膨胀紧贴岩面，可使支护强度较高的棚架支护结构在支护初期就能接触岩面，发挥支护作用，使支护时机大大提前，将围岩变形、损伤遏制在初始发展阶段，实现了棚架支护结构的主动支护。
优选的，所述驱动件包括驱动杆，驱动杆一端为蜗杆机构，驱动块外部为涡轮结构，蜗杆机构与涡轮结构啮合。通过涡轮蜗杆机构传动，结构紧凑，具有自锁性，稳定性高。
优选的，所述驱动件还包括第三基座，第三基座与第一基座或第二基座连接，驱动杆的另一端外周具有螺纹，第三基座具有螺纹孔，驱动杆的另一端与第三基座螺纹连接。第三基座一方面作为驱动件的支撑件，又与第一基座或第二基座相连，可以实现第三基座与移动的基座同步移动，保证蜗杆机构与涡轮机构始终啮合，保证传输的稳定性。
优选的，所述第一基座与所述第二基座均为一端开口的腔体式结构，第一基座与第二基座的开口相对设置，所述传动螺杆的两端伸入第一基座和第二基座的腔体内。第一基座和第二基座腔体式的结构，可以将传动螺杆部分隐藏在腔体式结构内，一方面可以考虑将传动螺杆做的长一些，另一方面可以减少灰尘进入传动螺杆的螺纹夹缝中，延长使用寿命。
优选的，所述第一基座与所述第二基座内腔体为圆柱形腔体，所述传动螺杆的外径小于圆柱形腔体的直径。
优选的，所述驱动杆远离蜗杆机构的一端的端部具有旋钮。
优选的，所述驱动杆远离蜗杆机构的一端具有用于驱动驱动螺杆旋转的旋转装置。
优选的，所述旋转装置为风炮、钻机、锚杆机中的一种。
本实用新型还提供支护结构，包括多个结构件、多个预应力施加装置，相邻结构件通过预应力施加装置连接，多个结构件组成封闭的结构，所述预应力施加装置为上述预应力施加装置。
优选的，支护结构还包括紧固件，相邻结构件通过紧固件固定连接。
本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型通过第一基座、第二基座、传动螺杆三者连接相邻的结构件，驱动块与传动螺杆螺纹连接，具有自锁效果，撑紧后不会移位；驱动件驱动驱动块沿传动螺杆轴向移动，当驱动块与第一基座或第二基座接触后，驱动块继续移动推动第一基座或第二基座远离对方，对支护结构施加预应力，使得相邻结构件相互远离，使支护结构膨胀紧贴岩面，可使支护强度较高的棚架支护结构在支护初期就能接触岩面，发挥支护作用，使支护时机大大提前，将围岩变形、损伤遏制在初始发展阶段，实现了棚架支护结构的主动支护；
(2)第三基座一方面作为驱动件的支撑件，又与第一基座或第二基座相连，可以实现第三基座与移动的基座同步移动，保证蜗杆机构与涡轮机构始终啮合，保证传输的稳定性；
(3)第一基座和第二基座腔体式的结构，可以将传动螺杆部分隐藏在腔体式结构内，一方面可以考虑将传动螺杆做的长一些，另一方面可以减少灰尘进入传动螺杆的螺纹夹缝中，延长使用寿命；
(4)装置锁紧后，反向旋转驱动块后，即可解锁，可重复使用；
(5)使用该结构件的支护结构膨胀后紧贴岩面，然后再安装紧固件，进一步提高支护结构连接的稳定性，最终使支护结构作用时间(即支护结构接触到岩面的时间)大大提前，可确保巷道、隧道支护的安全性。
附图说明
图1是本实用新型实施例预应力施加装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例预应力施加装置的主视图；
图3是本实用新型实施例预应力施加装置的俯视图；
图4是本实用新型实施例预应力施加装置的侧视图；
图5是本实用新型实施例预应力施加装置的立体图；
图6是支护结构示意图；
图7是支护结构撑起的示意图；
图8是支护结构添加紧固件后示意图。
图中标号：第一基座1、第二基座2、传动螺杆3、驱动块4、驱动件5、驱动杆51、第三基座52、旋钮53、支护结构6、结构件61、紧固件62。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一：
如图1、图5所示，预应力施加装置，包括第一基座1、第二基座2、传动螺杆3、驱动块4、驱动件5；第一基座1与第二基座2分别固定在相邻的结构件上，传动螺杆3的两端分别插入第一基座1、第二基座2中，驱动块4与传动螺杆3螺纹连接，驱动块4处于第一基座1与第二基座2之间。
如图2所示，所述第一基座1与所述第二基座2均为一端开口的腔体式结构，腔体为圆柱形腔体，传动螺杆3的外径小于圆柱形腔体的直径，保证传动螺杆3与圆柱形腔体不接触，第一基座1与第二基座2的开口相对设置，所述传动螺杆3的两端伸入第一基座1和第二基座2的腔体内，初始状态时，传动螺杆3的两端抵接在第一基座1与第二基座3的腔体内壁。第一基座1与第二基座2均为一端开口的腔体式结构，可以将传动螺杆3部分隐藏在腔体式结构内，一方面可以考虑将传动螺杆3做的长一些，延长可调的行程，另一方面可以减少灰尘进入传动螺杆3的螺纹夹缝中，延长使用寿命。为保证驱动块4能够抵接到第二基座2的端面，驱动块4的直径大于腔体式结构的直径。
本实施例通过第一基座1、第二基座2、传动螺杆3三者连接相邻的结构件，驱动块4与传动螺杆3螺纹连接，具有自锁效果，撑紧后不会移位；驱动件5驱动驱动块4沿传动螺杆3轴向移动，当驱动块4与第一基座1或第二基座2接触后，驱动块4继续移动，推动第一基座1或第二基座2远离对方，对支护结构6施加预应力，使得相邻结构件61相互远离，使支护结构6膨胀紧贴岩面，可使支护强度较高的棚架支护结构在支护初期就能接触岩面，发挥支护作用，使支护时机大大提前，将围岩变形、损伤遏制在初始发展阶段，实现了棚架支护结构的主动支护。
实施例二：
如图3所示，在上述实施例一的基础上，所述驱动件5还包括驱动杆51、第三基座52，驱动杆51靠近驱动块4的一端为蜗杆机构，对应的，驱动块4外部为涡轮结构，蜗杆机构与涡轮结构啮合，驱动驱动块4转动，驱动块4可以沿传动螺杆3轴向水平移动；第三基座52与第二基座2连接，可以实现第二基座2在驱动块的挤压下右移时，第三基座52同时右移，保证蜗杆机构与涡轮结构始终啮合；驱动杆51的远离蜗杆机构的一端外周具有螺纹，第三基座52具有螺纹孔，驱动杆51与第三基座52螺纹连接。
如图4所示，所述驱动杆51的右端具有旋钮53。可以通过旋转装置旋转旋钮53，实现驱动杆51的移动，所述旋转装置可以为风炮、钻机、锚杆机中的一种或者扳手，使用方便，便捷。
如图6、图7所示，支护结构6，包括六个结构件61、六个预应力施加装置，相邻结构件61通过预应力施加装置连接，六个结构件61组成封闭的结构，其中预应力施加装置为上述实施例一或实施例二中的预应力施加装置。
如图7所示，通过传动螺杆3和驱动件4作用配合，撑开第一基座1和第二基座2，进而撑开第一基座1和第二基座2连接的支护结构，虚线为原支护结构断面尺寸，被撑开后，增加支护结构的断面尺寸，使支护结构紧贴隧道、巷道围岩，从而实现主动支护。
如图8所示，支护结构6还包括紧固件62，相邻结构件61通过紧固件62固定连接。支护结构接头处被撑紧、张开后，再安装支护结构接头夹具或紧固件，如U型钢卡口等，紧固件62紧密固定支护结构，保证整个支护结构6的稳定性，紧固件62安装完毕后，即可拆除预应力施加装置供重复使用，也可以保留预应力施加装置以备日后支护结构预应力不足时，再次施加预应力所用。
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精神和范围。
