CN107724427B - 一种沉管隧道节段接头的连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节段式沉管法施工技术领域，尤其是一种沉管隧道节段接头的连接方法，其特征在于：所述连接方法至少包括以下步骤：在所述先浇端钢模板上设置第一钢套筒，之后浇筑先浇端混凝土；在所述钢套筒内安装剪力杆，并在所述剪力杆的另一侧安装第二钢套筒，所述第二钢套筒通过螺栓连接固定，所述剪力杆置于所述第一钢套筒和第二钢套筒的内部；浇筑所述匹配端混凝土。本发明的优点是：可大幅度提高沉管隧道节段接头施工效率，避免沉管隧道节段接头混凝土剪力键凹凸榫槽浇筑质量缺陷的发生，优化了沉管隧道节段接头的受力，同时释放了因浇筑混凝土剪力键而占用的断面有限空间，间接增加了中埋式止水带的防水效果。
Description
技术领域
本发明涉及节段式沉管法施工技术领域，尤其是一种沉管隧道节段接头的连接方法。
背景技术
目前，在沉管隧道节段接头处的各组剪力键一般均为凹凸榫槽构造，包括剪力键榫和剪力键槽，按节段浇注顺序和所处位置，分别位于先浇端和匹配端，如竖向剪力键凸榫浇筑于先浇端，而与其配套的凹槽则形成于匹配端。
上述设置剪力键的构造存在问题主要有以下几点：1）竖向剪力键的匹配端的凹槽的下端由于浇筑时先浇端凸榫及混凝土浆液的自重作用，很难振捣密实；2）根据受力要求，节段接头混凝土剪力键尺寸较大，每个节段接头布设多组剪力键占用了大量的接头端面空间，为中埋式止水带的安装制造了较大障碍；3）为了保证剪力键受力和主筋的锚固要求，在剪力键端面设置了数块大尺寸锚板，单块锚板附带数根大直径锚固钢筋，自重较大，安装难度大且耗时较长。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种沉管隧道节段接头的连接方法，通过在剪力杆外围设置钢套筒，使剪力杆可以适应一定的错动变形，还能适应节段接头轻松张开变形的要求。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种沉管隧道节段接头的连接方法，沉管隧道接头分为先浇端和匹配端，其特征在于：所述连接方法至少包括以下步骤：在所述先浇端钢模板上设置第一钢套筒，之后浇筑先浇端混凝土；在所述钢套筒内安装剪力杆，并在所述剪力杆的另一侧安装第二钢套筒，所述第二钢套筒通过螺栓连接固定，所述剪力杆置于所述第一钢套筒和第二钢套筒的内部；浇筑所述匹配端混凝土。
所述第一钢套筒和第二钢套筒之间的螺栓连接强度满足于在所述隧道沉管接头运营期间可被拉断的要求，即所述螺栓连接强度小于所述先浇端和所述匹配端之间的变形应力计算值。
在所述第一钢套筒和所述第二钢套筒的尾部分别焊接有钢封板，所述钢封板与对应的所述第一钢套筒或第二钢套筒之间的焊缝强度大于所述第一钢套筒和所述第二钢套筒之间的螺栓连接强度。
在所述剪力杆与所述第一钢套筒和所述第二钢套筒之间预留有间隙。
在所述剪力杆的两端分别设置塑料套筒，以使所述剪力杆固定在所述第一钢套筒和所述第二钢套筒时对中。
在所述第一钢套筒和所述第二钢套筒的周围布置有抗剪箍筋。
本发明的优点是：可大幅度提高沉管隧道节段接头施工效率，避免沉管隧道节段接头混凝土剪力键凹凸榫槽浇筑质量缺陷的发生，优化了沉管隧道节段接头的受力，同时释放了因浇筑混凝土剪力键而占用的断面有限空间，间接增加了中埋式止水带的防水效果；单体自重轻，安装方便快捷，质量易于保证，且允许节段接头沿纵向自由变形，每个剪力杆均可承受来自水平向和竖向的剪力，结构受力整体效应明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明的第一、第二钢套筒之间的连接结构示意图；
图4为本发明的布置结构示意图；
图5为图4中的A-A剖面图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-5所示，图中标号1-14分别表示为：剪力杆1、第一钢套筒2、第二钢套筒3、塑料套筒4、钢封板5、螺栓6、垫圈7、盖型螺母8、中埋式止水带9、OMEGA止水带及预埋件10、剪力杆构造11、先浇端12、匹配端13、挡砂橡胶条14。
实施例：如图1所示，本实施例中的用于沉管隧道节段接头处的剪力杆构造11包括剪力杆1、左右对称的第一钢套筒2和第二钢套筒3及连接件组成，其中剪力杆1承受沉管隧道节段接头处水平向和竖向的剪力。
结合图1和图3所示，在第一钢套筒2和第二钢套筒3的对接位置的上，即图1中第一钢套筒2和第二钢套筒3的贴合面上设置有用于将两者相连接固定的连接件。连接件包括螺栓6、垫圈7及盖型螺母8，螺栓6穿过第一钢套筒2和第二钢套筒3上的连接孔并通过盖型螺母旋紧。垫圈7设置在螺栓6的下方，用于保护第一钢套筒2的表面，避免其表面擦伤。第一钢套筒2和第二钢套筒3通过这些连接件固定连接构成一体。第一钢套筒2和第二钢套筒3之间的螺栓连接强度不宜太高，两者间的螺栓连接主要用于第一钢套筒2和第二钢套筒3的定位安装，在运营期间可被拉断，以达到适应沉管隧道节段接头轻松张开变形的要求。
结合图1和图2所示，剪力杆1设置在由第一钢套筒2和第二钢套筒3所连接构成的一体结构内部。剪力杆1与第一钢套筒2和第二钢套筒3之间预留有间隙以适应一定的错动变形，也方便安装。在剪力杆1的两侧端部还设置有一定长度的塑料套筒4，以保证剪力杆1固定安装时在左、右钢套筒2、3中严格对中。
如图1所示，在第一钢套筒2和第二钢套筒3的尾部分别焊接有钢封板5，钢封板5的外轮廓尺寸略大于第一钢套筒2和第二钢套筒3的外径，钢封板5的作用在于，防止混凝土浇筑过程中浆液进入套筒中堵塞套筒。第一钢套筒2和第二钢套筒3与各自的钢封板5之间的焊缝强度满足于螺栓6拉断时钢套筒不会从钢封板5上拉下的要求，也就是说，在运营期间第一钢套筒2和第二钢套筒3之间可分离以适应节段接头轻松张开变形的要求，与此同时，第一钢套筒2和第二钢套筒3与各自的钢封板5始终连接在一起。
结合图4和图5所示，沉管隧道沿其延伸方向分为先浇端12和匹配端13，剪力杆构造11设置在先浇端12和匹配端13之间，用于承受两者之间水平向和竖向的剪力。沿沉管隧道的截面方向，在剪力杆构造11的上、下两侧分别设置有用于止水的中埋式止水带9、OMEGA止水带及预埋件10。如图5所示，在中埋式止水带9的上方还设置有挡砂橡胶条14，用于阻挡砂进入先浇端12和匹配端13之间的接缝之中。
本实施例在连接先浇端12和匹配端13时，包括以下步骤：
1）由于第一钢套筒2和第二钢套筒3结构对称，因此可选择两个钢套筒中的任意一个，将其通过螺栓连接精确定位在先浇端12的钢模板上。本实施例以选择第一钢套筒2为例，将第一钢套筒2通过螺栓连接精确定位在先浇端12的钢模板上且第一钢套筒2的筒口朝向匹配端13。先浇端12的钢模板上课预留剪力杆构件定位用螺栓孔，以便于第一钢套筒2的螺栓连接。
2）浇筑先浇端12的混凝土。此时，由于第一钢套筒2的尾部设置有钢封板5，因此在混凝土浇筑过程中浆液不会进入第一钢套筒2的内部从而堵塞套筒。钢封板5与对应的第一钢套筒2或第二钢套筒3之间的焊缝强度大于第一钢套筒2和第二钢套筒3之间的螺栓连接强度，保证当第一钢套筒2和第二钢套筒3受力拉断时，钢封板5与第一钢套筒2或第二钢套筒3始终连接在一起，避免第一钢套筒2从先浇端12中被拉出或第二钢套筒3从匹配端13中被拉出而导致的剪力杆构件11失效。
3）卸下第一钢套筒2与先浇端12的钢模板之间的连接螺栓，拆除钢模板，此时第一个钢套筒2已埋入先浇端12之中。
4）在剪力杆1的两端套装塑料套筒4，将其从第一钢套筒2的筒口置入其内部。在剪力杆1到位后，在第一钢套筒2的筒口一侧对接第二钢套筒3，通过螺栓6、垫圈7、盖型螺母8将第一钢套筒2和第二钢套筒3连接固定构成一体，从而构成如图1结合图3所示的剪力杆构造11。套装有塑料套筒4的剪力杆1与第一钢套筒2和第二钢套筒3之间依旧留有间隙，以适应一定的错动变形，也方便安装。
第一钢套筒2和第二钢套筒3之间的螺栓6的连接强度满足于在隧道沉管接头运营期间可被拉断的要求，即螺栓6的连接强度小于先浇端12和匹配端13之间的变形应力计算值，当先浇端12和匹配端13变形应力较大时，第一钢套筒2和第二钢套筒3可拉断，从而适应其变形，使结构受力整体效应明显。
5）在剪力杆构造11安装完成后，浇筑匹配端13的混凝土。
6）在第一钢套筒2和第二钢套筒3的周围可布置一定数量的抗剪箍筋来防止混凝土过早拉裂。
按照本实施例中的连接方法连接先浇端12和匹配端13的主要优势在于：1）单个剪力杆及钢套筒质量均在5kg左右，施工人员单手即可安装，且由于布置分散，可多个工人同时进行安装，以多人力换取短施工时间；2）安装步骤简单，首先将钢套筒固定于模板上，待先浇端混凝土浇筑完成后，依次安装剪力杆及另一侧钢套筒，即可完成剪力杆构造的安装；3）传统的混凝土剪力键由于单个凹凸榫槽大小限制，导致中埋式止水带9安装时必须在沉管隧道的断面上绕过混凝土剪力键位置进行安装，使得中埋式止水带9出现很多折角，且中埋式止水带9安装位置空间小，混凝土厚度较小，浇筑较难密实，止水效果较差。而如图4所示，本实施例中的剪力杆构造11使中埋式止水带安装较平顺，折角较少，且节段接头位置混凝土浇筑质量易于保证，间接增加了中埋式止水带9的防水效果。
本实施例在具体实施时：本实施例中的剪力杆构造采用装配式结构，剪力杆1、第一钢套筒2、第二钢套筒3及对应的连接件均可在工厂预制加工后运至现场直接进行安装。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
Claims (6)
1.一种沉管隧道节段接头的连接方法，沉管隧道接头分为先浇端和匹配端，其特征在于：所述连接方法至少包括以下步骤：在所述先浇端钢模板上设置第一钢套筒，之后浇筑先浇端混凝土；在所述钢套筒内安装剪力杆，并在所述剪力杆的另一侧安装第二钢套筒，所述第二钢套筒通过螺栓连接固定，所述剪力杆置于所述第一钢套筒和第二钢套筒的内部；浇筑所述匹配端混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种沉管隧道节段接头的连接方法，其特征在于：所述第一钢套筒和第二钢套筒之间的螺栓连接强度满足于在所述隧道沉管接头运营期间可被拉断的要求，即所述螺栓连接强度小于所述先浇端和所述匹配端之间的变形应力计算值。
3.根据权利要求2所述的一种沉管隧道节段接头的连接方法，其特征在于：在所述第一钢套筒和所述第二钢套筒的尾部分别焊接有钢封板，所述钢封板与对应的所述第一钢套筒或第二钢套筒之间的焊缝强度大于所述第一钢套筒和所述第二钢套筒之间的螺栓连接强度。
4.根据权利要求1所述的一种沉管隧道节段接头的连接方法，其特征在于：在所述剪力杆与所述第一钢套筒和所述第二钢套筒之间预留有间隙。
5.根据权利要求1或4所述的一种沉管隧道节段接头的连接方法，其特征在于：在所述剪力杆的两端分别设置塑料套筒，以使所述剪力杆固定在所述第一钢套筒和所述第二钢套筒时对中。
6.根据权利要求1所述的一种沉管隧道节段接头的连接方法，其特征在于：在所述第一钢套筒和所述第二钢套筒的周围布置有抗剪箍筋。
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