CN110608050A - 盾构隧道管片轴向自锁式连接组件 - Google Patents

盾构隧道管片轴向自锁式连接组件 Download PDF

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朱义芳
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
    • E21D11/083—Methods or devices for joining adjacent concrete segments

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Abstract

本发明公开了盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，包括纵向插入式接头，所述的纵向插入式接头包括球形插头和预埋钢杆；所述球形插头的两端均为半球状；所述的预埋钢杆穿过球形插头中心处的通孔，预埋钢杆的表面套设有弹性外壳；所述弹性外壳的两端外表面上均设有若干段螺纹；预埋管片的端面上设有与球形插头相配的半球形凹槽，所述半球形凹槽的末端连有纵向接头预埋件，所述纵向接头预埋件的内表面与弹性外壳的外表面相配，通过若干根纵向插入式接头将相邻的两个预埋管片进行连接，可以有效的提升连接效率并提升连接强度，据测量，一根长280mm，最大直径为φ84的纵向插入式接头至少可抗击180KN的剪切力以及90KN的拉伸力。

Description

盾构隧道管片轴向自锁式连接组件
技术领域
本发明涉及盾构隧道管片轴向自锁式连接组件。
背景技术
目前，现有的盾构隧道一般都是由预制的若干规格管片拼接而成，此种管片在预制时，需要提前在模板上定位连接螺栓孔，以便将预制好的管片在盾构隧道时通过特制的连接螺栓进行环向和纵向连接拼装紧固，从而形成一个完整的混凝土管道。但在具体使用过程中需要解决管片之间的环向和纵向拼接问题,本发明是解决沿纵向相邻的管片之间的连接问题，现有的管片拼装存在施工速度慢、劳动强度大，连接强度不高、抗剪切能力不强等等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了盾构隧道管片轴向自锁式连接组件。
盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，包括纵向插入式接头和纵向接头预埋件，所述的纵向插入式接头包括球形插头和预埋钢杆；所述球形插头的两端均为半球状；所述的预埋钢杆穿过球形插头中心处的通孔，预埋钢杆的表面套设有弹性外壳；所述弹性外壳的两端外表面上均设有若干段螺纹，所述的若干段螺纹呈阶梯状，且直径向端部依次减小；所述纵向接头预埋件预设在管片的两侧端部，且纵向接头预埋件的内表面与弹性外壳的外表面相配。
优选地，所述预埋钢杆的两端均为阶梯轴，所述弹性外壳的内表面设有与阶梯轴相配的阶梯孔。
优选地，所述弹性外壳表面的螺纹为锯齿形螺纹。
优选地，所述弹性外壳的材质为增韧改性聚酰胺工程塑料。
优选地，所述的弹性外壳包裹在预埋钢杆的外表面上。
优选地，所述纵向接头预埋件外表面的两端均设有环形凹槽。
工作原理：
1、将纵向插入式接头的一端旋入到某个管片侧面的纵向接头预埋件中，并保证球形插头的一侧完全嵌入在管片侧面的环形凹槽中；
2、将待拼装的管片，与之前的已经旋有纵向插入式接头对齐，其中保证待拼装管片中的纵向接头预埋件对准纵向插入式接头的另一端；
3、用力挤压，使得锯齿形螺纹的斜面受力并产生一定的弹性受压变形，并最终至弹性外壳上的若干段螺纹均陷入到纵向接头预埋件中，此时锯齿形螺纹的另一侧的直角可以实现纵向插入式接头自锁，且不会后退。
有益效果：
通过若干根纵向插入式接头将相邻的两个预埋好纵向接头预埋件的管片进行连接，可以有效的提升连接效率并提升连接强度，据测量，一根长280mm，最大直径为φ84的纵向插入式接头至少可抗击180KN的剪切力以及90KN的拉伸力。
附图说明
图1是纵向插入式接头的总体结构示意图；
图2是纵向插入式接头的爆炸图；
图3是隧道管片拼装后的端面示意图；
图4是一种特制螺母的示意图；
1.球形插头 2.预埋钢杆 3.弹性外壳 4.拼装后的隧道管片 41.半球形凹槽 5.特制螺母。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1-3所示，盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，包括纵向插入式接头，所述的纵向插入式接头包括球形插头1和预埋钢杆2；所述球形插头1的两端均为半球状；所述的预埋钢杆2穿过球形插头1中心处的通孔，预埋钢杆2的表面套设有弹性外壳3；所述弹性外壳3的两端外表面上均设有若干段螺纹，所述的若干段螺纹呈阶梯状，且直径依次减小；拼装后的隧道管片4的端面上设有与球形插头1相配的半球形凹槽41，所述半球形凹槽41的末端连有纵向接头预埋件，所述纵向接头预埋件的内表面与弹性外壳3的外表面相配。
所述预埋钢杆2的两端均为阶梯轴，所述弹性外壳3的内表面设有与阶梯轴相配的阶梯孔，所述纵向接头预埋件外表面的两端均设有环形凹槽，通过环形凹槽可以提升纵向接头预埋件与管片之间的连接强度。
所述的弹性外壳3包裹在预埋钢杆2的外表面上，所述弹性外壳3的材质为增韧改性聚酰胺工程塑料。
所述的纵向接头预埋件为特制螺母5，其中特制螺母的内螺纹与弹性外壳3外表面的阶梯状螺纹相配。
如图4所示，特制螺母5的表面设有花纹及加强筋，内表面的内螺纹与性外壳3外表面的阶梯状螺纹相配。其中通过花纹可以加强特制螺母5与管片之间的连接强度，通过加强筋可以保证预制螺母5的强度。
使用方法：
1、在管片生产时，在混凝土中预先埋入特制螺母5，并通过模具将预埋管片端面上的半球形凹槽41成型完成；
2、在预埋钢杆2的两端均套设上弹性外壳3；
3、将若干个纵向插入式接头一端的弹性外壳通过螺纹旋入到同一个管片中，直至球形插头1的一侧完成陷入在半球形凹槽41中；
4、将另一个管片的端面靠近纵向插入式接头的另一端，并依靠挤压使得弹性外壳3的表面发生变形，并最终至弹性外壳3上的若干段螺纹均陷入到纵向接头预埋件中，此时锯齿形螺纹的后侧的直角部分可以实现纵向插入式接头的自锁。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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.盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，其特征在于，包括纵向插入式接头和纵向接头预埋件，所述的纵向插入式接头包括球形插头和预埋钢杆；所述球形插头的两端均为半球状；所述的预埋钢杆穿过球形插头中心处的通孔，预埋钢杆的表面套设有弹性外壳；所述弹性外壳的两端外表面上均设有若干段螺纹，所述的若干段螺纹呈阶梯状，且直径向外依次减小；所述纵向接头预埋件预设在预埋管片的端部，且纵向接头预埋件的内表面与弹性外壳的外表面相配。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，其特征在于，所述预埋钢杆的两端均为阶梯轴，所述弹性外壳的内表面设有与阶梯轴相配的阶梯孔。
3.根据权利要求1所述的盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，其特征在于，所述弹性外壳表面的螺纹为锯齿形螺纹。
4.根据权利要求1所述的盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，其特征在于，所述弹性外壳的材质为增韧改性聚酰胺工程塑料。
5.根据权利要求1所述的盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，其特征在于，所述的弹性外壳包裹在预埋钢杆的外表面上。
6.根据权利要求1所述的盾构隧道管片轴向自锁式连接组件，其特征在于，所述纵向接头预埋件外表面的两端均设有环形凹槽。
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