CN103133013B - 带肋拱形明洞衬砌结构 - Google Patents
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Abstract
带肋拱形明洞衬砌结构，在满足结构受力要求和功能使用要求下，能有效地减少混凝土材料的使用，适应明洞大跨度化的需要。由混凝土或者钢筋混凝土模筑的拱圈段（10）、边墙段（11）和仰拱段（12）构成环形截面，在环形截面的内壁上沿明洞延伸方向间隔设置与之形成一体的拱肋（20）。
Description
技术领域
本发明涉及隧道，特别涉及一种带肋拱形明洞衬砌结构。
背景技术
考虑节约工程造价、预留规划用地、减少运营风险等要求，铁路、公路设计中在高边坡、危岩落石地段或有规划需要而无法绕避的段落采用隧道明洞方案通过，尤其是在多山地区修建铁路，受车站设置要求，经常出现大跨高回填隧道衬砌结构。隧道衬砌跨度已由一般单、双线隧道发展到三线、四线隧道，甚至更多线隧道，伴随隧道跨度的不断突破，隧道明洞衬砌回填土厚度及荷载在不断增加，保证结构安全的隧道衬砌结构厚度不断增加，甚至出现2m以上超厚衬砌结构。大跨、高回填荷载超厚大体积混凝土衬砌结构在变形、安全性、耐久性等方面面临新的挑战和新的技术难题，关于超厚回填土超大跨度明洞断面型式、衬砌结构形式等设计参数及明洞的施工工艺问题亟待解决。
现有隧道衬砌结构有复合式衬砌或整体式明洞衬砌，双线隧道复合式衬砌结构厚度一般小于55cm，整体式明洞衬砌结构厚度一般小于80cm，普通衬砌设计荷载较小，尤其是明洞衬砌设计荷载一般小于4m回填土荷载，衬砌结构型式均采用实心混凝土或实心钢筋混凝土断面。随着大跨、大断面隧道建设的不断增多，隧道衬砌设计荷载的不断增大，使得隧道衬砌传统修建技术及理论面临的问题越来越多。以贵阳枢纽东北环线龙洞堡机场隧道高回填明洞衬砌结构研究为例，采用净跨25m回填高度33m的传统拱形明洞衬砌结构，设计时拱部衬砌厚度需达到2.6m，仰拱处则达到2.8m，并采用加强配筋才能满足承载力要求。而这在实际工程中很难实施应用，而其属于大体积混凝土，施工浇筑难度大、施工质量难于控制，且混凝土导热系数比较小，往往会造成温度裂缝，大体积混凝土隧道衬砌结构难于满足结构安全性和耐久性要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带肋拱形明洞衬砌结构，在满足结构受力要求和功能使用要求下，能有效地减少混凝土材料的使用，适应明洞大跨度化的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明带肋拱形明洞衬砌结构，由混凝土或者钢筋混凝土模筑的拱圈段、边墙段和仰拱段构成环形截面，其特征是：所述环形截面的内壁上沿明洞延伸方向间隔设置与之形成一体的拱肋。
本发明的有益效果是，拱肋的设置增加衬砌结构抗弯力矩和受压区高度，提高衬砌结构承载能力，为大跨度、高强度地下工程的发展提供一新的结构形式；有效解决了大体量混凝土衬砌结构水化热控制问题，相邻两拱肋之间形成的槽形结构增加混凝土的散热面，使混凝土结构实体最小尺寸小于1m，可有效减少混凝土水化热对衬砌结构的影响，无需额外增加减缓水化热的措施和装置；减少衬砌结构混凝土材料的使用量，施工难度小，具有良好的经济性和可操作性。
附图说明
本说明书包括如下两幅附图：
图1是本发明带肋拱形明洞衬砌结构的截面图；
图2是图1中A-A的剖面图。
图中示出构件及所对应的标记：拱圈段10、边墙段11、仰拱段12、拱肋20。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1和图2，本发明的带肋拱形明洞衬砌结构，由混凝土或者钢筋混凝土模筑的拱圈段10、边墙段11和仰拱段12构成环形截面，环形截面的内壁上沿明洞延伸方向间隔设置与之形成一体的拱肋20。拱肋20的设置增加衬砌结构抗弯力矩和受压区高度，提高衬砌结构承载能力，为大跨度、高强度地下工程的发展提供一新的结构形式。同时，有效解决了大体量混凝土衬砌结构水化热控制问题，相邻两拱肋20之间形成的槽形结构增加混凝土的散热面，使混凝土结构实体最小尺寸小于1m，可有效减少混凝土水化热对衬砌结构的影响，无需额外增加减缓水化热的措施和装置。减少衬砌结构混凝土材料的使用量，施工难度小，具有良好的经济性和可操作性。
参照图1和图2，所述拱肋20设置于拱圈段10和边墙段11，采用混凝土或者钢筋混凝土与拱圈段10和边墙段11同时浇筑为一体。施工时，明洞内模板采用带肋模板拼装，施工难度小，容易推广。
以某高回填明洞衬砌结构为例，该明洞为双线超高回填混凝土明洞衬砌，如采用传统拱圈1.8m等厚衬砌结构，每延米需88.85m3混凝土，混凝土最大水化热温差达36℃，需采取减缓水热措施。采用本发明的带肋拱形明洞衬砌结构，拱肋20宽度B1=1m，相邻两拱肋20之间形成的槽形结构宽度B2＝0.8m，拱肋20部位的厚度H=1.8m、槽形结构部位处拱圈段10的厚度h=0.8m，相比传统明洞衬砌结构每延米减少9.95m3混凝土，减少混凝土11.2%，且不需采用额外减少水化热措施，因此具有显著的社会经济效益。
以上所述只是用图解说明本发明带肋拱形明洞衬砌结构的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (2)
1.带肋拱形明洞衬砌结构，由混凝土或者钢筋混凝土模筑的拱圈段（10）、边墙段（11）和仰拱段（12）构成环形截面，其特征是：所述环形截面的内壁上沿明洞延伸方向间隔设置与之形成一体的拱肋（20）。
2.如权利要求1所述的带肋拱形明洞衬砌结构，其特征是：所述拱肋（20）设置于拱圈段（10）和边墙段（11），与拱圈段（10）和边墙段（11）同时浇筑为一体。
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