CN106460357B - 制造具有防水密封件的建筑元件、特别是隧道元件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种由模具中的固化材料例如混凝土制造建筑元件的方法，所述建筑元件在其至少一侧上设置有防水密封件，其中，使用包括由屈服材料例如橡胶制成的变形主体的衬垫。根据本发明，由相对坚固的材料制成基座，所述基座能够或不能够从所述变形主体上拆卸。将具有或不具有所述变形主体的所述基座抵靠所述模具的内侧放置，将所述固化材料浇筑在所述模具中，以及使所述固化材料固化以形成具有所述防水密封件的所述建筑元件。

Description

制造具有防水密封件的建筑元件、特别是隧道元件的方法
技术领域
本发明涉及一种由模具中的固化材料例如混凝土制造建筑元件特别是隧道元件的方法，所述建筑元件在其至少一侧上使用由屈服材料例如橡胶制成的衬垫设置有防水密封件。
背景技术
沉入式隧道通常由在浇筑槽或干船坞中制造的大约100米～150米长的结构性混凝土元件构筑。隧道元件在两端设置有临时隔水壁(bulkhead)，以确保该元件是防水的并且能够漂浮。在每个隧道元件的一端上安装环形衬垫。当隧道元件制造完成时，将船坞淹没并且使元件漂浮。将每个元件拖曳到其最终位置，然后浸没。然后用液压起重器将沉入式隧道元件牢固地拉向并抵靠在先的沉入式元件。衬垫的初始接触应使用较低的拉力完成。当衬垫围绕相邻元件的整个圆周完全接触时，将隔水壁之间的水抽出。由于隔水壁与隧道外部的流体静压力之间的压力差，衬垫外形压缩且密封接头。然后横跨隧道内侧的接头夹紧次级密封件。通常，在衬垫和次级密封件之间的压力测试通过之后，移除隔水壁。
衬垫供应商需要根据测量的力-压缩曲线通过计算表明，在所有水压下，所选衬垫在议定的安全限度内满足以下条件：
1、在高水位下的静液压荷载的传递在衬垫外形的最大压缩能力之内；
2、在所有水位下密封所有接头，包括由于隧道面的平滑度/平坦度的变化、沉入式隧道元件的转动、混凝土材料的蠕变和收缩以及温度效应而引起的间隙变化的影响；
3、恢复力矩以使未对准的隧道元件重新对准；
4、在对于防止间隙开口侧的泄漏和防止间隙闭合侧的过载进行重新对准之后衬垫正常工作；
5、密封性能应包括在隧道寿命期间对于密封件橡胶材料的弛豫影响；和
6、衬垫法兰结构应能承受额外的载荷，不会因为在不同隧道沉降情况下压缩的衬垫的剪切力而发生错位。
根据现有技术的方法，使用首先附接到隧道元件的端部上的端部框架将衬垫安装在隧道元件的端部上，然后将衬垫的一侧安装在框架中。该端部框架通常由碳钢或不锈钢制成。然而，将端部框架安装到隧道元件并将衬垫安装在框架中是耗时的。
发明内容
本发明的目的是提供一种廉价、可靠和快速的方式来制造和放置建筑元件，例如隧道元件。
根据本发明，制造包括由屈服材料例如橡胶制成的变形主体和由相对坚固的材料制成的基座的衬垫，所述基座能够或不能够从所述变形主体上拆卸，其中，将具有或不具有所述变形主体的所述基座抵靠模具的内侧放置，将所述固化材料浇筑在所述模具中，以及使所述固化材料固化以形成具有所述防水密封件的所述建筑元件。以这种方式，取消了钢端部框架，并且不再需要单独安装衬垫。
在优选的实施方式中，所述基座在其一侧上设置有锚固件，所述锚固件在所述材料固化时延伸到所述固化材料中。因此可以获得化学和/或机械结合。所述锚固件优选由金属或碳制成。
在另外的第一优选实施方式中，所述锚固件自板延伸，该板至少部分地被所述衬垫的所述屈服材料包围以保持所述板。所述板也优选由金属或碳制成。所述锚固件包括螺栓，所述螺栓旋拧到所述板中以自该板延伸。
在另外的第二优选实施方式中，所述锚固件是板形的，其中所述板形的元件在所述固化材料中或在所述固化材料上以平行于所述固化材料的表面的方式延伸。
所述建筑元件可以是隧道元件、干船坞元件、风暴潮屏障元件、离岸系泊元件或灌浆密封元件。
本发明还涉及一种通过上述方法制造的建筑元件，特别是隧道元件。
本发明还涉及一种通过上述方法制造的隧道元件，其中，所述衬垫是环形衬垫。
本发明还涉及一种隧道，其中，通过上述方法制造的管状隧道元件彼此抵靠放置，所述密封件位于它们的外端之间。优选地，抵靠所述隧道的内侧在所述密封件上设置有次级密封件。
附图说明
现将通过附图中所示的优选实施方式来阐明本发明，其中：
图1示出了由隧道元件建造的沉入式隧道的横截面；
图2是图1中箭头II所指的隧道元件外端的细节透视图；
图3、图4、图5和图6示出了放置和密封图1的隧道元件外端过程的各阶段；
图7示出了图6所示横截面的细节，其中图7示出了现有技术的密封件；
图8示出了图6所示横截面的细节，其中图8示出了根据本发明的密封件；
图9是图8所示密封件在放置和密封隧道元件外端之前的横剖截面图；
图10是图8所示密封件在放置和密封隧道元件外端之前的纵向截面图；
图11、图12和图13是根据本发明的密封件的替代实施方式的横剖截面图。
具体实施方式
根据图1，沉入式隧道由结构性混凝土隧道元件1筑造。隧道元件1在两端设置有临时隔水壁2，以确保该元件是防水的并且能够漂浮。将每个隧道元件1拖曳到其最终位置，然后浸没。如图2和图3所示，在每个隧道元件1的一端上安装环形衬垫3。如图4所示，将沉入式隧道元件1牢固地拉向并抵靠在先的沉入式隧道元件1。如图5所示，当衬垫3围绕相邻隧道元件1的整个圆周完全接触时，将隔水壁2之间的水抽出。由于隔水壁2与隧道元件1外部的流体静压力之间的压力差，衬垫外形压缩且密封接头。然后横跨隧道元件1内侧的接头夹紧次级密封件4。然后如图6所示移除隔水壁2。
图7示出了现有技术中两个隧道元件1之间接头的密封件。在该实施方式中，环形衬垫3成形为具有基座安装部分31和压缩主体32。
在安装部分31和压缩主体32之间，在衬垫3的两侧设置有狭槽，该狭槽与金属条状物啮合以保持衬垫3。
根据现有技术，将衬垫安装到隧道元件1上的方法如下所述。首先，在固化的混凝土隧道元件1外端上设置端部框架5。然后，将环形衬垫3以合适的矩形平平地铺展在地面(例如隧道元件1的顶部)上。具有尼龙吊带的提升梁与衬垫3的顶部和下部啮合，并且将衬垫3提升到竖直位置。将衬垫3放置在隧道元件1外端上的端部框架5前面并且抵靠该端部框架5，并且在衬垫3两侧上，将金属钩形安装条6插入到安装部分31和压缩主体32之间的狭槽中，随后将安装条6通过螺栓附接到端部框架5。
根据本发明，衬垫3与隧道元件直接浇筑，取消了如图7所示的钢端部框架5和安装条6。不再需要单独安装。将衬垫3放置在特定的模具中。该模具用于浇筑隧道元件1的前部。在混凝土固化和脱除模具之后，衬垫3与隧道元件1永久连接。
在图8、图9和图10的实施方式中，衬垫3包括由硫化橡胶制成的环形压缩主体32。压缩主体具有大致矩形、几乎为正方形且略微渐缩的横截面。在压缩主体32与相对的隧道元件1接触的一侧(其是两个相反侧中较小的一侧)上形成肋33，该肋33在与相对的隧道元件1首次接触时可容易地变形。在另一侧(其是两个相反侧中较大的一侧)上，将包括板形元件341的基座元件34封闭在压缩主体32附近或表面处的橡胶材料中。在该实施方式中，基座元件34和变形主体32由此不能彼此拆卸。在该实施例中，板形元件341由碳纤维或织物嵌入材料制成。在板形元件34的整个长度上，具有螺栓头的数对螺栓342旋拧过板形元件341，以形成锚固件。在板形元件34的另一侧，螺栓342由螺母343固定。根据本发明，基座元件34连同变形主体32与混凝土浇筑成一体。
在图11的实施方式中，衬垫3包括由硫化橡胶制成的环形压缩主体32。压缩主体32具有大致矩形、几乎为正方形且略微渐缩的横截面。在压缩主体32与相对的隧道元件1接触的一侧(其是两个相反侧中较小的一侧)上形成肋33，该肋33在与相对的隧道元件1首次接触时可容易地变形。在另一侧(其是两个相反侧中较大的一侧)上，板形安装元件321与压缩主体32一体形成。根据本发明，板形元件形式的基座元件34与隧道元件的混凝土浇筑成一体。基座34和压缩主体32可彼此拆卸，并且通过螺钉35彼此附接。
在图12的实施方式中，衬垫3包括由硫化橡胶制成的环形压缩主体32。压缩主体32具有大致矩形、几乎为正方形且略微渐缩的横截面。在压缩主体32与相对的隧道元件1接触的一侧(其是两个相反侧中较小的一侧)上形成肋33，该肋33在与相对的隧道元件1首次接触时可容易地变形。在另一侧(其是两个相反侧中较大的一侧)上，压缩主体与基座安装部分31一起形成。在安装部分31和压缩主体32之间，在压缩主体32的两侧设置有狭槽，该狭槽与金属条状物啮合以保持压缩主体32。根据本发明，包括板形元件341的基座元件34与隧道元件的混凝土浇筑成一体。基座元件34还包括安装在板形元件341上的金属钩形安装条347，其可以插入安装部分31和压缩主体32之间的狭槽中。因此，基座34和压缩主体32通过独立的金属钩形安装条37可彼此拆卸或彼此附接，该金属钩形安装条37可以通过螺钉35安装在板形元件341上。
在图13的实施方式中，衬垫3包括由硫化橡胶制成的环形压缩主体32。压缩主体32具有大致矩形、几乎为正方形且略微渐缩的横截面。在压缩主体32与相对的隧道元件1接触的一侧(其是两个相反侧中较小的一侧)上形成肋33，该肋33在与相对的隧道元件1首次接触时可容易地变形。在另一侧(其是两个相反侧中较大的一侧)上，在中心线的两侧，板形安装元件321与压缩主体32一体形成。在所述另一侧的中心线上设置V形凹部，该V形凹部允许手动向内压缩压缩主体的侧面。根据本发明，包括板形元件341的基座元件34与隧道元件的混凝土浇筑成一体。从板形元件341的边缘沿着压缩主体的中央顶部部分的方向延伸条状物348。如图13所示，通过压缩压缩主体32的下部从而其可卡扣在条状物348的边缘之后，基座34和压缩主体32可彼此拆卸并且可彼此附接。
除了沉入式隧道之外，本发明还适用于其它建筑元件，例如：
干船坞密封：船坞门由机械力或由静水压力关闭和打开。作用在安装在这些门上的衬垫上的压力压缩衬垫，产生水密封。
风暴潮屏障。
离岸系泊装置。密封件安装在连接到船体产生压力差的闭合环路中的平坦表面上。该压力差用于将系泊装置保持在适当位置并通过“软”接头连接。
灌浆密封。密封件用于产生可以灌浆的空隙。当灌浆硬化时，废弃密封件。
一般的密封目的。
因此，已经通过优选实施方式描述了本发明。然而，应当理解，本公开仅是例示性的。提供了结构和功能的各种细节，但是，在由所附权利要求所表述的术语的通常含义所延伸的全部范围内对这些结构和功能所进行的改变应理解为在本发明的原理内。说明书和附图应当用于解释权利要求。权利要求不应解释为将所请求的保护范围理解为由权利要求中使用的措辞的严格字面意义所限定，说明书和附图仅用于解决权利要求中发现的歧义的目的。为了确定权利要求所请求的保护范围，应适当考虑与权利要求中记载的元件等效的任何元件。

Claims (9)

1.一种由模具中的混凝土制造管状隧道元件的方法，所述管状隧道元件用于沉入式隧道，其中，所述管状隧道元件彼此抵靠放置，在它们的外端之间具有防水密封件，所述管状隧道元件在其至少一个外端上设置有防水密封件，
其中，制造环形衬垫，所述衬垫包括由屈服材料制成的变形主体和由相对坚固的材料制成的基座；
其中，所述基座在其一侧上设置有由金属或碳制成的锚固件，将具有所述变形主体的所述基座抵靠所述模具的内侧放置，
其中，将所述混凝土浇筑在所述模具中，以及
所述锚固件在所述混凝土固化时延伸到所述混凝土中，以形成具有所述防水密封件的所述管状隧道元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锚固件自板延伸，该板至少部分地被所述衬垫的所述屈服材料包围以保持所述板。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述板由金属或碳制成。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述锚固件包括螺栓，所述螺栓旋拧到所述板中以自该板延伸。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述锚固件是板形的，其中所述板形的元件在所述固化材料中或在所述固化材料上以平行于所述固化材料的表面的方式延伸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述屈服材料是橡胶。
7.一种根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的管状隧道元件。
8.一种隧道，其中，根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的管状隧道元件彼此抵靠放置，所述密封件位于它们的外端之间。
9.根据权利要求8所述的隧道，其中，抵靠所述隧道的内侧在所述密封件上设置有次级密封件。
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