CN108748653B - 一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具 - Google Patents

一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，包括标准块模具、第一邻接块模具和第二邻接块模具以及封顶块模具；标准块模具、第一邻接块模具和第二邻接块模具以及封顶块模具均包括底板、分别配合连接在底板两端的端头板、侧板以及顶板，且底板、端头板、侧板及顶板之间围成有用于浇筑管片的模具型腔；底板设置有纵向接头钢模和环向接头钢模，且纵向接头钢模远离底板的端部与侧板相连，环向接头钢模远离底板的端部与端头板相连；侧板上设置有榫头更换块，端头板上开设有定位孔；该模具可生产不同形式的榫头及不同形式的环向接头和纵向接头，通过几者之间的任意组合，即可形成多种不同形式的管片；可操作性高。

Description

一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具。
背景技术
随着我国经济的发展以及技术的进步，越来越多的城市开始大规模修建地铁隧道。由于盾构法施工效率高，对环境影响小等诸多优点成为各大城市修筑地铁隧道的首选方法。盾构法的主要结构物为钢筋混凝土管片，而管片一般采用模具浇筑的方法进行生产。
不同地区的盾构隧道因地质条件、水文条件、施工条件的不同，其衬砌管片的合理形式会有差异，因此需要选取多种形式管片做实验，以了解盾构隧道管片的受力机理以及力学性能，确定施工时合理的管片类型。为研究管片的受力机理以及力学性能，各大高校以及科研单位通常在管片生产厂预定原型尺寸的管片进行实验，若需研究不同榫头、不同螺栓接头的管片，生产厂商需要使用多套管片模具进行生产，因此导致管片的生产周期长，管片的运输距离远、实验进度慢、实验成本高，使科研投入远高于研究成果，甚至遇到生产厂没有预想的管片模具时，科学研究将难以开展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，以解决现有管片模具只适用于对单一榫头进行制作的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，包括封顶块模具、分别配合连接在封顶块模具两侧的第一邻接块模具和第二邻接块模具以及连接在第一邻接块模具和第二邻接块模具之间的标准块模具；
所述标准块模具、第一邻接块模具和第二邻接块模具以及封顶块模具均包括底板、分别配合连接在底板两端的端头板、分别连接在底板两侧且与端头板配合连接的侧板以及连接在端头板和侧板上的顶板，且所述底板、端头板、侧板及顶板之间围成有用于浇筑管片的模具型腔；
所述底板设置有纵向接头钢模和环向接头钢模，且所述纵向接头钢模远离底板的端部与侧板相连，所述环向接头钢模远离底板的端部与端头板相连；所述侧板上设置有榫头更换块，所述端头板上开设有定位孔。
进一步，所述环向接头钢模与纵向接头钢模均包括连接在底板上的固定板、可拆卸连接在固定板上的连接部以及连接在连接部上的接头，所述接头端部开设有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将接头连接在侧板或端头板上。
进一步，所述侧板包括与底板相连的下侧板以及与下侧板相连接的上侧板，所述顶板与上侧板配合连接，所述榫头更换块设置在下侧板上。
进一步，所述侧板内开设有卡槽，所述榫头更换块可拆卸连接在卡槽内，所述榫头更换块包括榫头块和凹槽块，且所述榫头块与凹槽块分别对称设置在两侧板的卡槽上。
进一步，所述底板与侧板之间、底板与端头板之间、侧板与顶板之间以及端头板与顶板之间均通过螺栓连接。
进一步，所述榫头更换块可为圆形结构、六边形结构、五边形结构、四边形结构。
进一步，所述底板、顶板、端头板、侧板、纵向接头钢模、环向接头钢模以及榫头更换块的材质均为钢材。
进一步，所述底板、端头板及侧板背面均设置有带肋加强板。
本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，该模具可生产不同形式的榫头及不同形式的环向接头和纵向接头，通过几者之间的任意组合，即可形成多种不同形式的管片；缩短了科研周期，节约了科研成本，提高了科研效率；且在不需要生产管片时，可以将模具拆卸后存放，节约占用空间，具有经济，适用，可操作性高的特点。
附图说明
图1为本发明中标准块模具、第一邻接块模具或第二邻接块模具示意图；
图2为本发明中封顶块模具示意图；
图3为本发明中标准块模具、第一邻接块模具或第二邻接块模具顶板结构示意图；
图4为本发明中封顶块模具顶板结构示意图；
图5为通过本发明模具制得的隧道管片示意图；
图6为图1中A处榫头块结构示意图；
图7为图1中B处凹槽块结构示意图；
图8为本发明中环向接头钢模或纵向接头钢模结构示意图；
图9为本发明中无接头的环向接头钢模或无接头的纵向接头钢模示意图；
图1至图9中所示附图标记分别表示为：1-底板，2-端头板，3-侧板，4-顶板，5-纵向接头钢模，6-环向接头钢模，7-榫头更换块，301-下侧板，302-上侧板，13-定位孔，8-榫头块，9-凹槽块，10-固定板，11-接头，12-带肋加强板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，封顶块模具、分别配合连接在封顶块模具两侧的第一邻接块模具和第二邻接块模具以及连接在第一邻接块模具和第二邻接块模具之间的标准块模具。
标准块模具为多个；标准块模具、第一邻接块模具和第二邻接块模具以及封顶块模具均为弧形结构，各模具之间相互配合构成一套管片模具，一套管片模具可以生产一整环管片。各模具内部具有用于管片浇筑的浇筑腔，浇筑后最终形成如图5所示的整环管片结构。
如图1至图4所示，标准块模具、第一邻接块模具和第二邻接块模具以及封顶块模具均包括底板1、分别配合连接在底板1两端的端头板2、分别连接在底板1两侧且与端头板2配合连接的侧板3以及连接在端头板2和侧板3上的顶板4，且底板1、端头板2、侧板3及顶板4之间围成有用于浇筑管片的模具型腔。
各板件之间均通过螺栓连接，可方便的进行拆卸和组装。标准块模具和邻接块模具中，底板1与端头板2通过四颗螺栓连接，底板1与侧板3通过八颗螺栓连接。顶板4与端头板2通过两颗螺栓连接，端头板2与侧板3由一颗螺栓连接。在封顶块模具中，底板1与端头板2通过四颗螺栓连接，底板1与侧板3通过两颗螺栓连接，端头板2与侧板3通过一颗螺栓连接，从而保证一套管片模具的完整性，在使用管片模具生产管片是不产生变形。
底板1设置有纵向接头钢模5和环向接头钢模6，且纵向接头钢模5远离底板1的端部与侧板3相连，环向接头钢模6远离底板1的端部与端头板2相连；侧板3上设置有榫头更换块7，端头板2上开设有定位孔13。纵向接头钢模5和环向接头钢模6有两种形式，一种具有接头11，另一种不具有接头11。在模具中，通过更换不同形式的纵向接头钢模5和环向接头钢模6，实现制作不同形式的管片。当需要生产具有接头11的管片时，选用具有接头的环向接头钢模6和纵向接头钢模5。当不需要生产管片接头11时，则采用不具有接头11的环向接头钢模6和纵向接头钢模5。榫头更换块7为多个，且相邻的榫头更换块7之间的中心圆心角为22.5°，在管片进行错缝安装时，只需将环管片的角度旋转为22.5°的整数倍即可对接。榫头更换块7可拆卸连接在侧板3上，榫头更换块7包括具有榫头的榫头更换块7和无榫头的榫头更换块7，两者可相互更换。其中有榫头的榫头更换块7具有多种形式，如圆形结构、六边形结构、五边形结构、四边形结构、圆形+矩形结构，根据实际工况需求，选择适当结构的榫头更换块7进行管片榫头的浇筑生产。且当需要更换榫头的制作形式时，只需将榫头更换块7与侧板3之间的连接松脱即可，避免了更换整个模具所带来的复杂操作。该模具可生产不同形式的榫头及不同形式的环向接头和纵向接头，通过几者之间的任意组合，即可形成多种不同形式的管片。在不需要生产管片时，可以将模具拆卸后存放，节约占用空间，具有经济，适用，可操作性高的特点。
为了加强侧板3的结构强度以及与其他板件之间的连接可靠性，本发明中，侧板3包括与底板1相连的下侧板301以及与下侧板301相连接的上侧板302，顶板4与上侧板302配合连接，榫头更换块7设置在下侧板301上。
为了便于榫头更换块7的稳定安装及可拆卸操作，如图6、图7所示，本发明中，侧板3内开设有卡槽，榫头更换块7可拆卸连接在卡槽内，榫头更换块7包括榫头块8和凹槽块9，且榫头块8与凹槽块9分别对称设置在两侧板3的卡槽上。榫头更换块7的尺寸大小与卡槽的尺寸大小相适配，榫头块8与凹槽块9相适配，在进行更换时，榫头块8与凹槽块9分别通过螺栓连接在卡槽内实现可拆卸连接且连接稳定。
环向接头钢模6与纵向接头钢模5均包括连接在底板1上的固定板10、可拆卸连接在固定板10上的连接部20以及连接在连接部20上的接头11，接头11端部开设有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将接头11连接在侧板3或端头板2上。当需要制作环向接头11或纵向接头11时，将接头11的一端通过螺栓连接在端头板2或侧板3上，将接头11通过连接部20连接在固定板10上，即可。当不需要制作环向接头11或纵向接头11时，将接头11从固定板10上拆卸，再将固定板10安装在底板上即可。其操作方便，切换迅速，可有效地实现对有无接头11的制作。
为了加强模具整体结构的结构强度，本发明中，底板1、顶板4、端头板2、侧板3、纵向接头钢模5、环向接头钢模6以及榫头更换块7的材质均为钢材。钢材具高硬度、强度及抗拉强度，可有效的保证整体模具的结构特性，延长模具的使用寿命，提高使用性能。
为了提高各板件的结构强度及可靠性，本发明中，底板1、顶板4、端头板2及侧板3背面均设置有带肋加强板12。带肋加强板12为三角形结构，三角形具有优良的稳定性，可有效地提高各板件自身的结构强度以及浇筑模板的稳定性。
以上为本发明的具体实施方式，从实施过程可以看出，本发明所提供的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，该模具可生产不同形式的榫头及不同形式的环向接头和纵向接头，通过几者之间的任意组合，即可形成多种不同形式的管片；缩短了科研周期，节约了科研成本，提高了科研效率；且在不需要生产管片时，可以将模具拆卸后存放，节约占用空间，具有经济，适用，可操作性高的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (6)

1.一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，其特征在于，包括封顶块模具、分别配合连接在封顶块模具两侧的第一邻接块模具和第二邻接块模具以及连接在第一邻接块模具和第二邻接块模具之间的标准块模具；
所述标准块模具、第一邻接块模具和第二邻接块模具以及封顶块模具均包括底板（1）、分别配合连接在底板（1）两端的端头板（2）、分别连接在底板（1）两侧且与端头板（2）配合连接的侧板（3）以及连接在端头板（2）和侧板（3）上的顶板（4），且所述底板（1）、端头板（2）、侧板（3）及顶板（4）围成用于浇筑管片的模具型腔；
所述底板（1）面向侧板（3）和端头板（2）的一侧分别设置有纵向接头钢模（5）和环向接头钢模（6），且所述纵向接头钢模（5）远离底板（1）的端部与侧板（3）相连，所述环向接头钢模（6）远离底板（1）的端部与端头板（2）相连；所述侧板（3）上设置有榫头更换块（7），所述端头板（2）上开设有定位孔（13）；
所述环向接头钢模（6）与纵向接头钢模（5）均包括连接在底板（1）上的固定板（10）、可拆卸连接在固定板（10）上的连接部（20）以及连接在连接部（20）上的接头（11），所述接头（11）端部开设有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将接头（11）连接在侧板（3）或端头板（2）上；
所述侧板（3）包括与底板（1）相连的下侧板（301）以及与下侧板（301）相连接的上侧板（302），所述顶板（4）与上侧板（302）配合连接，所述榫头更换块（7）设置在下侧板（301）上。
2.根据权利要求1所述的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，其特征在于，所述侧板（3）内开设有卡槽，所述榫头更换块（7）可拆卸连接在卡槽内，所述榫头更换块（7）包括榫头块（8）和凹槽块（9），且所述榫头块（8）与凹槽块（9）分别对称设置在两侧板（3）的卡槽上。
3.根据权利要求2所述的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，其特征在于，所述榫头更换块（7）可为圆形结构、六边形结构、五边形结构、四边形结构。
4.根据权利要求2所述的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，其特征在于，所述底板（1）与侧板（3）之间、底板（1）与端头板（2）之间、侧板（3）与顶板（4）之间以及端头板（2）与顶板（4）之间均通过螺栓连接。
5.根据权利要求4所述的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，其特征在于，所述底板（1）、顶板（4）、端头板（2）、侧板（3）、纵向接头钢模（5）、环向接头钢模（6）以及榫头更换块（7）的材质均为钢材。
6.根据权利要求5所述的一种可制作多形式榫头的盾构隧道管片模具，其特征在于，所述底板（1）、端头板（2）及侧板（3）背面均设置有带肋加强板（12）。
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