CN105220809A - 一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构及其施工方法 - Google Patents

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本发明涉及建筑领域，具体的说是一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构，包括拱形顶板和牛腿桩，所述牛腿桩包括桩本体和设在桩本体上的牛腿，所述拱形顶板的端部预埋有第一连接件，所述牛腿上设有与第一连接件对应的第二连接件，所述第一连接件与第二连接件通过螺栓连接；所述拱形顶板和牛腿的连接处设有后浇混凝土，所述后浇混凝土与拱形顶板、牛腿桩、第一连接件和第二连接件浇筑为一体。本发明还提供了上述连接结构的施工方法。本发明的有益效果为：连接强度高，能够提高地下结构的施工质量。

Description

一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体的说是一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构及其施工方法。
背景技术
拱形结构因具有受力科学、节约材料等优点而广泛应用于建筑工程。如拱形顶板作为地下工程的支护结构，即可利用土拱效应减小土体荷载，又可使地下工程受力合理。目前地下工程拱形结构多为现浇混凝土成型，如盾构管片等预制拼装结构通过封闭成环形成结构。地下工程预制装配结构的推广应用是推动地下工程产业化的关键一步，而拱形顶板与牛腿桩的连接为制约地下预制装配结构发展的难点。现有预制构件之间的连接方法分为干法连接和湿法连接。所谓干法连接，即将拱形顶板与牛腿桩拼接或隼接，施工时无需浇筑混凝土；所谓湿法连接，即在拱形顶板的端部和牛腿上预留钢筋，施工时将这些钢筋相互绑扎或焊接，然后浇灌混凝土将拱形顶板和牛腿连接成整体。上述两种方法均存在连接强度低的缺点，影响地下隧道的施工质量。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构的技术方案，连接强度高，能够提高地下结构的施工质量。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构，包括拱形顶板和牛腿桩，所述牛腿桩包括桩本体和设在桩本体上的牛腿，所述拱形顶板的端部预埋有第一连接件，所述牛腿上设有与第一连接件对应的第二连接件，所述第一连接件与第二连接件通过螺栓连接；所述拱形顶板和牛腿的连接处设有后浇混凝土，所述后浇混凝土与拱形顶板、牛腿桩、第一连接件和第二连接件浇筑为一体。
本发明的技术方案还有：所述第一连接件为工字钢，所述第二连接件包括底板和设在底板上的两片连接耳板，所述底板与牛腿螺栓连接，所述第一连接件插入两片连接耳板之间并通过螺栓固定。底板包括多种厚度规格，可以根据拱形顶板与牛腿之间的间隙选择具有合适厚度底板的第二连接件。
本发明的技术方案还有：所述底板上设有水平调节安装孔，所述第二连接件通过穿过水平调节安装孔的连接螺栓安装在牛腿上，所述水平调节安装孔的直径大于连接螺栓的直径。由于水平调节安装孔的直径大于连接螺栓的直径，因此在将第二连接件安装在牛腿上时可以调节第二连接件的水平方向的位置，从而调节拱形顶板的安装位置，因此，采用本技术方案能够提高拱形顶板与牛腿桩组装的容错率，降低对各部件的精度要求。
本发明的技术方案还有：所述牛腿与第二连接件的连接处设有预埋在牛腿上的预埋钢板。采用本技术方案，不但可以保证牛腿与第二连接件的连接处表面平整，而且有利于连接处的节点受力。
本发明的技术方案还有：所述第一连接件上设有凸起，凸起可以是焊接在第一连接件上的钢筋，采用本技术方案，增强了第一连接件与拱形顶板的连接强度。
本发明的技术方案还有：所述拱形顶板与后浇混凝土的接触面为凿毛面。采用本技术方案，增强了拱形顶板与后浇混凝土连接处的粘结牢固性及连接处的防水性能。
本发明的技术方案还有：所述拱形顶板的端部设有两个第一连接件。
本发明的技术方案还有：两个第一连接件之间通过焊接板连接。采用本技术方案，能够提高两个第一连接件之间的刚性，从而提高连接处的连接强度。
本发明还提供了上述拱形顶板与牛腿桩的连接结构的施工方法，包括以下步骤：
A、将牛腿桩下放至地下设计标高位置，开挖地下土体，设置护盾，在护盾的保护下调整好拱形顶板相对于牛腿桩的位置，然后将第一连接件和第二连接件通过螺栓连接在一起；
B、在拱形顶板和牛腿桩的连接处绑扎钢筋并架设模板，浇筑形成后浇混凝土，使后浇混凝土与拱形顶板、桩本体、牛腿、第一连接件和第二连接件浇筑为一体。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：第一连接件与第二连接件保证拱形顶板与牛腿桩能够准确定位，并且保证连接处的连接强度及承载能力；后浇混凝土将拱形顶板、牛腿桩、第一连接件和第二连接件浇筑为一体，进一步提高了连接处的连接强度及承载能力，并且能够保证连接处的防水能力，提高了地下隧道的施工质量。
附图说明
图1为拱形顶板与牛腿桩的连接结构的结构示意图。
图2为图1A部的局部放大图。
图3为第一连接件与第二连接件的连接结构示意图。
图4为第二连接件的结构示意图。
图中：1、拱形顶板，2、桩本体，3、牛腿，4、第一连接件，5、后浇混凝土，6、底板，7、连接耳板，8、水平调节安装孔，9、连接螺栓，10、预埋钢板，11、凸起，12、焊接板，13、护盾。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本发明具体实施方式作进一步说明。
如图1-图4所示，一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构，包括拱形顶板1和牛腿桩，所述牛腿桩包括桩本体2和设在桩本体2上的牛腿3，所述拱形顶板1的端部预埋有两个第一连接件4，第一连接件为工字钢，两个第一连接件4之间通过焊接板12连接；所述牛腿3上设有与第一连接件4对应的第二连接件，所述第二连接件包括底板6和设在底板6上的两片连接耳板7，所述底板6与牛腿3螺栓连接，所述第一连接件4插入两片连接耳板7之间并通过螺栓固定；所述拱形顶板1和牛腿3的连接处设有后浇混凝土5，所述后浇混凝土5与拱形顶板1、牛腿桩、第一连接件4和第二连接件浇筑为一体。
所述底板6上设有水平调节安装孔8，所述第二连接件通过穿过水平调节安装孔8的连接螺栓9安装在牛腿3上，所述水平调节安装孔8的直径大于连接螺栓9的直径。由于水平调节安装孔8的直径大于连接螺栓9的直径，因此在将第二连接件安装在牛腿3上时可以调节第二连接件的水平方向位置，从而调节拱形顶板1的安装位置，因此，采用本技术方案能够提高拱形顶板1与牛腿桩组装的容错率，降低对各部件的精度要求。
所述牛腿3与第二连接件的连接处设有预埋在牛腿3上的预埋钢板10，不但可以保证牛腿3与第二连接件的连接处表面平整，而且有利于连接处的节点受力。
所述第一连接件4上设有凸起11，凸起11可以是焊接在第一连接件4上的钢筋，能够增强第一连接件4与拱形顶板1的连接强度。
所述拱形顶板1与后浇混凝土5的接触面为凿毛面，增强了拱形顶板1与后浇混凝土5连接处的粘结牢固性及连接处的防水性能。
本发明还提供了上述拱形顶板与牛腿桩的连接结构的施工方法，包括以下步骤：
A、将牛腿桩下放至地下设计标高位置，开挖地下土体，设置护盾13，在护盾13的保护下调整好拱形顶板1相对于牛腿桩的位置，然后将第一连接件4和第二连接件通过螺栓连接在一起；
B、在拱形顶板1和牛腿桩的连接处绑扎钢筋并架设模板，浇筑形成后浇混凝土5，使后浇混凝土5与拱形顶板1、牛腿桩、第一连接件4和第二连接件浇筑为一体。
上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种拱形顶板与牛腿桩的连接结构，包括拱形顶板（1）和牛腿桩，所述牛腿桩包括桩本体（2）和设在桩本体（2）上的牛腿（3），其特征在于：所述拱形顶板（1）的端部预埋有第一连接件（4），所述牛腿（3）上设有与第一连接件（4）对应的第二连接件，所述第一连接件（4）与第二连接件通过螺栓连接；所述拱形顶板（1）和牛腿（3）的连接处设有后浇混凝土（5），所述后浇混凝土（5）与拱形顶板（1）、牛腿桩、第一连接件（4）和第二连接件浇筑为一体。
2.根据权利要求1所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：所述第一连接件（4）为工字钢，所述第二连接件包括底板（6）和设在底板（6）上的两片连接耳板（7），所述底板（6）与牛腿（3）螺栓连接，所述第一连接件（4）插入两片连接耳板（7）之间并通过螺栓固定。
3.根据权利要求（2）所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：所述底板（6）上设有水平调节安装孔（8），所述第二连接件通过穿过水平调节安装孔（8）的连接螺栓（9）安装在牛腿（3）上，所述水平调节安装孔（8）的直径大于连接螺栓（9）的直径。
4.根据权利要求1-3任一所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：所述牛腿（3）与第二连接件的连接处设有预埋在牛腿（3）上的预埋钢板（10）。
5.根据权利要求1-3任一所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：所述第一连接件（4）上设有凸起（11）。
6.根据权利要求1-3任一所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：所述拱形顶板（1）与后浇混凝土（5）的接触面为凿毛面。
7.根据权利要求1-3任一所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：所述拱形顶板（1）的端部设有两个第一连接件（4）。
8.根据权利要求7所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构，其特征在于：两个第一连接件之间通过焊接板连接。
9.如权利要求1-8任一所述的拱形顶板与牛腿桩的连接结构的施工方法，包括以下步骤：
A.将牛腿桩下放至地下设计标高位置，开挖地下土体，设置护盾（13），在护盾（13）的保护下调整好拱形顶板（1）相对于牛腿桩的位置，然后将第一连接件（4）和第二连接件通过螺栓连接在一起；
B、在拱形顶板（1）和牛腿桩的连接处绑扎钢筋并架设模板，浇筑形成后浇混凝土（5），使后浇混凝土（5）与拱形顶板（1）、牛腿桩、第一连接件（4）和第二连接件浇筑为一体。
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