本发明涉及隧道加固领域，具体而言，涉及一种框架结构及其制造方法。
背景技术：
老旧隧道多为集中建设在上世纪七、八十年代的砖混结构，建设标准低且顶板覆土相对较浅，加上大型、重型车辆长期碾压，使得老旧隧道出现了若干隐患，因此，需要对老旧隧道进行加固改造。加固改造技术中一般应用内衬框架进行有效的支撑加固，其中内衬框架的力学性能与梁柱节点域密切相关。
现有的内衬框架的结构一般为：
(1)框架梁端面与柱侧面直接焊接。
(2)钢梁上下翼缘两侧各焊接两块缀板，缀板与钢管柱壁焊接，在柱身焊接剪切板，梁的腹板与剪切板通过螺栓连接以抵抗剪力。
(3)在上述节点连接中附加滑板支撑以约束梁端的侧向位移。
(4)框架采用加劲肋进行连接。
上述结具有以下问题：
(1)框架梁端面与柱侧面直接焊接，框架连接点的力学性能较差，需在有限空间内采用焊接工艺且施工后需进行焊缝质量，进而大量消耗时间成本和人工成本。
(2)缀板连接节点力学性能优异但消耗钢材较多，焊接工艺复杂造成成本耗散，缀板突出部分在隧道有限空间内易引发安全隐患，突出部分降低了隧道净空高度，使隧道的使用率遭到缩减。上述框架的连接采用加劲肋连接，同样降低了使用净空高度，降低了安全保障。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种框架结构及其制造方法，以解决现有技术中的隧道内的加固框架的结构复杂的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种框架结构，用于对隧道进行加固，框架结构包括：相对设置的两个侧梁，两个侧梁均包括连接部，连接部内具有第一容纳腔体；横梁，横梁内具有第二容纳腔体，横梁的一端穿设在一个侧梁的连接部上，横梁的另一端穿设在另一个侧梁的连接部上；其中，两个侧梁均具有与各自的第一容纳腔体连通的浇筑孔，以通过向浇筑孔内浇筑混凝土，使混凝土将第一容纳腔体和第二容纳腔体填充。
进一步地，侧梁包括与连接部连接的支撑部，支撑部内具有用于容纳混凝土的第三容纳腔体，第三容纳腔体与第一容纳腔体连通。
进一步地，第一容纳腔体的延伸方向与第三容纳腔体的延伸方向相互垂直，浇筑孔位于横梁远离支撑部的一侧。
进一步地，横梁的至少部分插设在第一容纳腔体内，横梁与侧梁的侧壁之间具有用于避让浇筑孔的容纳间隙。
进一步地，支撑部与连接部远离横梁的一端连接。
进一步地，浇筑孔为多个，多个浇筑孔沿连接部的延伸方向相间隔地设置。
进一步地，连接部包括第一连接孔，横梁包括与第一连接孔相配合的第二连接孔，以通过向第一连接孔和第二连接孔内穿设连接件将侧梁和横梁连接。
进一步地，第一连接孔和第二连接孔均为多个，多个第一连接孔和多个第二连接孔相间隔地设置在连接部上，多个第一连接孔和多个第二连接孔一一对应地设置。
进一步地，侧梁由方形钢管制成；和/或，横梁由方形钢管制成。
根据本发明的另一方面，提供了一种的框架结构，制造方法包括：向框架结构的侧梁内预先浇筑混凝土，以在侧梁的第三容纳腔体内形成用于填充第三容纳腔体的至少部分腔体的第一填充部；和/或，向框架结构的横梁内预先浇筑混凝土，以在横梁的第二容纳腔体内形成用于填充第二容纳腔体的部分腔体的第二填充部；在隧道内的施工现场，将横梁连接在两个侧梁之间；向侧梁的浇筑孔内浇筑混凝土，以填充框架结构的第一容纳腔体。
应用本发明的技术方案，框架结构用于对隧道进行加固，框架结构包括：相对设置的两个侧梁，两个侧梁均包括连接部，连接部内具有第一容纳腔体；横梁，横梁内具有第二容纳腔体，横梁的一端穿设在一个侧梁的连接部上，横梁的另一端穿设在另一个侧梁的连接部上；其中，两个侧梁均具有与各自的第一容纳腔体连通的浇筑孔，以通过向浇筑孔内浇筑混凝土，使混凝土将第一容纳腔体和第二容纳腔体填充。采用上述设置，在隧道内的施工现场，将横梁连接在两个侧梁之间，两个侧梁均具有与各自的第一容纳腔体连通的浇筑孔，当侧梁与横梁按照预设尺寸连接后，向浇筑孔内浇筑混凝土，从而使得混凝土将侧梁和横梁内的腔体填充，并将侧梁和横梁紧固，从而形成结构稳定的框架结构，以对隧道进行加固操作，上述结构不需要进行焊接，也不需要增加额外的支撑板，结构简单，从而提高了操作人员的工作效率，解决现有技术中的隧道内的加固框架的结构复杂的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的框架结构的实施例的外部结构示意图；
图2示出了本发明的框架结构的实施例的内部结构示意图；
图3示出了本发明的框架结构的侧梁的外部结构示意图；
图4示出了本发明的框架结构的侧梁的内部结构示意图；
图5示出了本发明的框架结构的横梁的外部结构示意图；以及
图6示出了本发明的框架结构的横梁的内部结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、侧梁；11、连接部；111、第一容纳腔体；112、第一连接孔；12、浇筑孔；13、支撑部；2、横梁；21、第二容纳腔体；22、第二连接孔；3、连接件；4、第一填充部；5、第二填充部。
具体实施方式
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发明。
本实施例的框架结构，用于对隧道进行加固，框架结构包括：相对设置的两个侧梁1，两个侧梁1均包括连接部11，连接部11内具有第一容纳腔体111；横梁2，横梁2内具有第二容纳腔体21，横梁2的一端穿设在一个侧梁1的连接部11上，横梁2的另一端穿设在另一个侧梁1的连接部11上；其中，两个侧梁1均具有与各自的第一容纳腔体111连通的浇筑孔12，以通过向浇筑孔12内浇筑混凝土，使混凝土将第一容纳腔体111和第二容纳腔体21填充。采用上述设置，在隧道内的施工现场，将横梁2连接在两个侧梁1之间，两个侧梁1均具有与各自的第一容纳腔体111连通的浇筑孔12，当侧梁1与横梁2按照预设尺寸连接后，向浇筑孔12内浇筑混凝土，从而使得混凝土将侧梁1和横梁2内的腔体填充，并将侧梁1和横梁2紧固，从而形成结构稳定的框架结构，以对隧道进行加固操作，上述结构不需要进行焊接，也不需要增加额外的支撑板，结构简单，从而提高了操作人员的工作效率，解决现有技术中的隧道内的加固框架的结构复杂的问题。
参见图1至图4，在本实施例的框架结构中，侧梁1包括与连接部11连接的支撑部13，支撑部13内具有用于容纳混凝土的第三容纳腔体，第三容纳腔体与第一容纳腔体111连通。这样，通过在一个侧梁1上设置一个浇筑孔12就可以将第三容纳腔体注满混凝土，从而降低了操作人员的工作强度。
在本实施例的框架结构中，参见图1至图6，第一容纳腔体111的延伸方向与第三容纳腔体的延伸方向相互垂直，浇筑孔12位于横梁2远离支撑部13的一侧。
在本实施例的框架结构中，第一容纳腔体111的延伸方向与第三容纳腔体的延伸方向相互垂直，这样，能够保证混凝土将框架结构内的腔体注满，从而保证了框架结构的强度。浇筑孔12位于横梁2远离支撑部13的一侧。这样，使得操作人员更容易地通过浇筑孔12将混凝土浇筑到框架结构内。
参见图1至图6，在本实施例的框架结构中，横梁2的至少部分插设在第一容纳腔体111内，横梁2与侧梁1的侧壁之间具有用于避让浇筑孔12的容纳间隙。
在本实施例的框架结构中，横梁2的至少部分插设在第一容纳腔体111内，这样，在浇筑混凝土时，混凝土更容易填充侧梁1和横梁2之间的间隙，从而使得侧梁1与横梁之间的连接更加的牢固。横梁2与侧梁1的侧壁之间具有用于避让浇筑孔12的容纳间隙。这样，使得横梁2不会对浇筑孔12产生阻挡，从而影响混凝土的浇筑工作。
在本实施例的框架结构中，参见图1至图4，支撑部13与连接部11远离横梁2的一端连接。这样，使得框架结构内的腔体的构造相对简单，从而使混凝土更容易地将框架结构内的腔体进行填满。
参见图1至图4，在本实施例的框架结构中，浇筑孔12为多个，多个浇筑孔12沿连接部11的延伸方向相间隔地设置。这样，当操作人员进行混凝土浇筑时，可以依据作业现场的环境选择合适的浇筑孔12，从而避免了作业环境阻碍操作人员进行混凝土的浇筑作业。
为了将侧梁1与横梁2连接牢固，在本实施例的框架结构中，参见图1至图6，连接部11包括第一连接孔112横梁2包括与第一连接孔112相配合的第二连接孔22，以通过向第一连接孔112第二连接孔22内穿设连接件3将侧梁1和横梁2连接。具体地，在本实施例中，侧梁1与横梁2采用螺栓和螺母进行连接。
参见图1至图6，在本实施例的框架结构中，第一连接孔112和第二连接孔22均为多个，多个第一连接孔112和多个第二连接孔22相间隔地设置在连接部11上，多个第一连接孔112和多个第二连接孔22一一对应地设置。这样，使得侧梁1与横梁2的连接更加地牢固。
在本实施例的框架结构中，参见图1至图6，侧梁1由方形钢管制成；和/或，横梁2由方形钢管制成。
本实施例的侧梁1和横梁2由方形钢管制成，这样，降低了框架结构的制造成本。
本实施例的制造方法，用于制造上述的框架结构，制造方法包括：向框架结构的侧梁1内预先浇筑混凝土，以在侧梁1的第三容纳腔体内形成用于填充第三容纳腔体的至少部分腔体的第一填充部4；和/或，向框架结构的横梁2内预先浇筑混凝土，以在横梁2的第二容纳腔体21内形成用于填充第二容纳腔体21的部分腔体的第二填充部5；在隧道内的施工现场，将横梁2连接在两个侧梁1之间；向侧梁1的浇筑孔12内浇筑混凝土，以填充框架结构的第一容纳腔体111。
本实施例的制造方法如下：
制作侧梁1的钢管采用热轧无缝方钢管，横向部分(连接部11)内部预留空腔(第一容纳腔体111)，上、下顶面对应位置留设浇筑孔12及螺栓孔，竖向部分(支撑部13)内部预先浇筑混凝土，钢管与混凝土材性及尺寸根据实际工况进行设计调整，钢管表面进行防腐处理，以上构件在工厂中实现预制，能够加快施工效率及场地利用率。
现场安装时，在侧梁1内插入横梁2，将侧梁1的连接部11上的第一连接孔112与横梁2上的第二连接孔22对准，穿设螺柱，然后用螺栓紧固，完成侧梁1与横梁2的第一次连接。而后通过预留浇筑孔12浇筑混凝土(与构件预先浇筑的混凝土同材等强)完成侧梁1与横梁2的第二次连接，形成内衬框架。
从以上的描述中，可以看出，本实施例的框架结构，用于对隧道进行加固，框架结构包括：相对设置的两个侧梁1，两个侧梁1均包括连接部11，连接部11内具有第一容纳腔体111；横梁2，横梁2内具有第二容纳腔体21，横梁2的一端穿设在一个侧梁1的连接部11上，横梁2的另一端穿设在另一个侧梁1的连接部11上；其中，两个侧梁1均具有与各自的第一容纳腔体111连通的浇筑孔12，以通过向浇筑孔12内浇筑混凝土，使混凝土将第一容纳腔体111和第二容纳腔体21填充。采用上述设置，在隧道内的施工现场，将横梁2连接在两个侧梁1之间，两个侧梁1均具有与各自的第一容纳腔体111连通的浇筑孔12，当侧梁1与横梁2按照预设尺寸连接后，向浇筑孔12内浇筑混凝土，从而使得混凝土将侧梁1和横梁2内的腔体填充，并将侧梁1和横梁2紧固，从而形成结构稳定的框架结构，以对隧道进行加固操作，上述结构不需要进行焊接，也不需要增加额外的支撑板，结构简单，从而提高了操作人员的工作效率，解决现有技术中的隧道内的加固框架的结构复杂的问题。
本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的框架结构的结构连接新颖合理，构造简单，节点域力学性能优越，提高了钢材的使用率，部品部件安装后无突出部分，最大程度保障净空使用面积及施工使用过程中的安全。
本发明的框架结构相比传统的加固方式，节点连接的位置内移，规避了传统节点连接方式的复杂应力状态下的不利影响，保证了节点连接域的力学性能，保障了框架结构的整体性能。
本发明的框架结构设置两道抗震防线，通过拧紧高强螺栓完成侧梁1与横梁2的连接，提供第一道抗震防线，腔体内现浇混凝土完成侧梁1与横梁2的二次连接，腔体内现浇混凝土使各项性能大大提升，提供第二道抗震防线。
本发明的框架结构的所有部品部件于工厂预制，进场后施工安装仅需简单拼接，现场无需施焊，降低在有限空间中的施工难度，缩减人工时间成本，整体施工仅需现场拼装和简单浇筑，达到了绿色施工的国家标准。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种框架结构，用于对隧道进行加固，其特征在于，所述框架结构包括：
相对设置的两个侧梁(1)，两个所述侧梁(1)均包括连接部(11)，所述连接部(11)内具有第一容纳腔体(111)；
横梁(2)，所述横梁(2)内具有第二容纳腔体(21)，所述横梁(2)的一端穿设在一个所述侧梁(1)的连接部(11)上，所述横梁(2)的另一端穿设在另一个所述侧梁(1)的连接部(11)上；
其中，所述两个侧梁(1)均具有与各自的所述第一容纳腔体(111)连通的浇筑孔(12)，以通过向所述浇筑孔(12)内浇筑混凝土，使所述混凝土将所述第一容纳腔体(111)和所述第二容纳腔体(21)填充。
2.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，所述侧梁(1)包括与所述连接部(11)连接的支撑部(13)，所述支撑部(13)内具有用于容纳混凝土的第三容纳腔体，所述第三容纳腔体与所述第一容纳腔体(111)连通。
3.根据权利要求2所述的框架结构，其特征在于，所述第一容纳腔体(111)的延伸方向与所述第三容纳腔体的延伸方向相互垂直，所述浇筑孔(12)位于所述横梁(2)远离所述支撑部(13)的一侧。
4.根据权利要求3所述的框架结构，其特征在于，所述横梁(2)的至少部分插设在所述第一容纳腔体(111)内，所述横梁(2)与所述侧梁(1)的侧壁之间具有用于避让所述浇筑孔(12)的容纳间隙。
5.根据权利要求4所述的框架结构，其特征在于，所述支撑部(13)与所述连接部(11)远离所述横梁(2)的一端连接。
6.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，所述浇筑孔(12)为多个，多个所述浇筑孔(12)沿所述连接部(11)的延伸方向相间隔地设置。
7.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，所述连接部(11)包括第一连接孔(112)，所述横梁(2)包括与所述第一连接孔(112)相配合的第二连接孔(22)，以通过向所述第一连接孔(112)和所述第二连接孔(22)内穿设连接件(3)将所述侧梁(1)和所述横梁(2)连接。
8.根据权利要求7所述的框架结构，其特征在于，所述第一连接孔(112)和所述第二连接孔(22)均为多个，多个所述第一连接孔(112)和多个所述第二连接孔(22)相间隔地设置在所述连接部(11)上，多个所述第一连接孔(112)和多个所述第二连接孔(22)一一对应地设置。
9.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，所述侧梁(1)由方形钢管制成；和/或，所述横梁(2)由方形钢管制成。
10.一种制造方法，用于制造权利要求1至9中任一项所述的框架结构，其特征在于，所述制造方法包括：
向所述框架结构的侧梁(1)内预先浇筑混凝土，以在所述侧梁(1)的第三容纳腔体内形成用于填充所述第三容纳腔体的至少部分腔体的第一填充部(4)；和/或，向所述框架结构的横梁(2)内预先浇筑混凝土，以在所述横梁(2)的第二容纳腔体(21)内形成用于填充所述第二容纳腔体(21)的部分腔体的第二填充部(5)；
在隧道内的施工现场，将所述横梁(2)连接在两个所述侧梁(1)之间；
向所述侧梁(1)的浇筑孔(12)内浇筑混凝土，以填充所述框架结构的第一容纳腔体(111)。
技术总结