CN111794768A - 推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头及其使用方法 - Google Patents

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汪俊
孔垂磊
姜景双
丁玉龙
刘海华
卻晓明
张凯
陈云
吴珩
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Beijing Rail Transit Engineering Construction Co Ltd of China Railway 16th Bureau Group Co Ltd
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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

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头及其使用方法。一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头，包括：设置在管片一内弧面的接头手孔，设置在管片二内弧面的接头手孔，与手孔对应的弯螺栓；设置在管片一靠近外弧面的C型构件，以及设置在管片二靠近外弧面的C型构件，两C型构件采用H型构件进行连接。本发明提高刚度，安全可靠。

Description

推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头及其使用方法
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头及其使用方法。
背景技术
盾构隧道由管片采用螺栓连接而成，目前工程中常用的单排螺栓连接方式，螺栓位于管片中线附近，由于接头构造以及螺栓位置的特点，导致管片接头刚度远小于管片本体，荷载作用下管片接头常出现应力集中导致的管片混凝土开裂；同时正负弯矩作用下管片刚度也不一致。本发明提出一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头设计方法，用于解决盾构隧道管片纵缝接头正负弯矩作用下力学行为不一致的问题；提高盾构隧道管片接头刚度，增大受弯时管片接头受压区的面积，减小管片接头局部压裂风险，从而减少外荷载作用下管片接头张开并进而导致接头防水失效、管片接头位置漏水漏沙问题发生的风险。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种减弱应力集中、减小压裂风险的管片接头，本发明公开了一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头及其使用方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头，提高盾构隧道管片接头刚度。其特征是：
设置在管片一内弧面的接头手孔，设置在管片二内弧面的接头手孔，与手孔对应的弯螺栓；
设置在管片一靠近外弧面的C型构件，以及设置在管片二靠近外弧面的C型构件，两C型构件采用H型构件进行连接；
管片预制及运送至现场拼装前H型构件不安装，避免在管片运输过程中产生碰撞损坏。管片拼装前，采用附加支撑件将H型构件定位在其中一个C型构件上，现场拼装过程中，通过管片间的相对位置错动与就位，使得H型构件与两C型构件密贴受力；
安装靠内弧面弯螺栓，完成管片组装。
所述的推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头，其特征是：在管片靠外弧面侧设置水平销式接头；
管片靠外弧面侧的水平销式接头由一组C型构件和附带支撑件的H型构件组成。
所述的推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
管片预制及运送至现场拼装前H型构件不安装，避免在管片运输过程中产生碰撞损坏，管片拼装前，采用附加支撑件将H型构件定位在其中一个C型构件上，现场拼装过程中，通过构件间的相对滑动，使得H型构件与两C型构件密贴受力；
在管片靠内弧面侧设置手孔，对应安装弯螺栓；
正弯矩作用下，弯螺栓受拉，靠外弧面侧混凝土受压，弯螺栓距管片中性轴距离较大，管片接头基本满足平截面假定，管片靠外弧面侧混凝土受压，受压面积较大，受压均匀，可显著减弱管片接头应力集中效应，减小管片接头混凝土压裂风险；
负弯矩作用下，水平销式接头受拉，靠内弧面侧混凝土受压，销式接头距管片中性轴距离较大，管片接头基本满足平截面假定，管片靠内弧面侧混凝土受压，受压面积较大，受压均匀，可显著减弱管片接头应力集中效应，减小管片接头混凝土压裂风险。
本发明提供了一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头设计方法，用于解决盾构隧道管片纵缝接头正负弯矩作用下力学行为不一致的问题；提高盾构隧道管片接头刚度，增大受弯时管片接头受压区的面积，减小管片接头局部压裂风险，从而减少外荷载作用下管片接头张开并进而导致接头防水失效、管片接头位置漏水漏沙问题发生的风险。
附图说明
图1是本发明中管片纵缝接头就位前示意图。
图2是本发明中管片纵缝接头组装前示意图。
图3是本发明中管片纵缝接头对接示意图。
图4是本发明中管片纵缝接头外弧面示意图。
图5是本发明中管片纵缝接头内弧面示意图。
图6是本发明中管片纵缝接头横断面示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头，提高盾构隧道管片接头刚度，具体结构是：
设置在管片一内弧面的接头手孔，设置在管片二内弧面的接头手孔，与手孔对应的弯螺栓；
设置在管片一靠近外弧面的C型构件，以及设置在管片二靠近外弧面的C型构件，两C型构件采用H型构件进行连接；
管片预制及运送至现场拼装前H型构件不安装，避免在管片运输过程中产生碰撞损坏。管片拼装前，采用附加支撑件将H型构件定位在其中一个C型构件上，现场拼装过程中，通过管片间的相对位置错动与就位，使得H型构件与两C型构件密贴受力；
安装靠内弧面弯螺栓，完成管片组装。
本实施例中：在管片靠外弧面侧设置水平销式接头；
管片靠外弧面侧的水平销式接头由一组C型构件和附带支撑件的H型构件组成。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
管片预制及运送至现场拼装前H型构件不安装，避免在管片运输过程中产生碰撞损坏，管片拼装前，采用附加支撑件将H型构件定位在其中一个C型构件上，现场拼装过程中，通过构件间的相对滑动，使得H型构件与两C型构件密贴受力；
在管片靠内弧面侧设置手孔，对应安装弯螺栓；
正弯矩作用下，弯螺栓受拉，靠外弧面侧混凝土受压，弯螺栓距管片中性轴距离较大，管片接头基本满足平截面假定，管片靠外弧面侧混凝土受压，受压面积较大，受压均匀，可显著减弱管片接头应力集中效应，减小管片接头混凝土压裂风险；
负弯矩作用下，水平销式接头受拉，靠内弧面侧混凝土受压，销式接头距管片中性轴距离较大，管片接头基本满足平截面假定，管片靠内弧面侧混凝土受压，受压面积较大，受压均匀，可显著减弱管片接头应力集中效应，减小管片接头混凝土压裂风险。
具体包括如下步骤，如图1～图6所示：
步骤1：定制H型构件1、C型构件2及支撑构件6，组装锚筋3和C型构件2；
步骤2：绑扎钢筋混凝土制成的管片7的钢筋，并定位C型构件2，预留手孔4和螺栓孔；
锚筋3是用来锚固C型构件2于混凝土体中的，与C型构件2一体，绑扎的钢筋是管片7本身的受力钢筋，由浇筑的钢筋混凝土自带，且根据设计配置；
步骤3：浇筑管片7，如图1所示；
步骤4：在一侧接头安装H型构件1，并采用支撑构件6紧固，如图2所示；
步骤5：两管片7错位对接，H型构件1插入另一管片的C型构件2，如图3所示，并沿接头方向即图4中箭头a所示推动就位，完成外弧面推压紧固式接头的安装，如图4所示；
步骤6：安装内弧面的弯螺栓5，如图5和图6所示，最终完成管片7的安装。

Claims (3)

1.一种推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头，其特征是：
设置在管片一内弧面的接头手孔，设置在管片二内弧面的接头手孔，与手孔对应的弯螺栓；
设置在管片一靠近外弧面的C型构件，以及设置在管片二靠近外弧面的C型构件，两C型构件采用H型构件进行连接；
管片预制及运送至现场拼装前H型构件不安装，管片拼装前，采用附加支撑件将H型构件定位在其中一个C型构件上，现场拼装过程中，通过管片间的相对位置错动与就位，使得H型构件与两C型构件密贴受力；
安装靠内弧面弯螺栓，完成管片组装。
2.如权利要求1所述的推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头，其特征是：在管片靠外弧面侧设置水平销式接头；
管片靠外弧面侧的水平销式接头由一组C型构件和附带支撑件的H型构件组成。
3.如权利要求1或2所述的推压紧固与弯螺栓组合的盾构管片接头的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
管片预制及运送至现场拼装前H型构件不安装，管片拼装前，采用附加支撑件将H型构件定位在其中一个C型构件上，现场拼装过程中，通过构件间的相对滑动，使得H型构件与两C型构件密贴受力；
在管片靠内弧面侧设置手孔，对应安装弯螺栓；
正弯矩作用下，弯螺栓受拉，靠外弧面侧混凝土受压，弯螺栓距管片中性轴距离较大，管片接头满足平截面假定，管片靠外弧面侧混凝土受压；
负弯矩作用下，水平销式接头受拉，靠内弧面侧混凝土受压，销式接头距管片中性轴距离较大，管片接头满足平截面假定，管片靠内弧面侧混凝土受压。
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