CN113047867A - 一种用于盾构管片的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于盾构管片的连接结构，其包括内筒和外筒，外筒套设于内筒上，内筒和外筒可分别与相邻两个盾构管片连接，内筒和外筒可沿轴向相对运动；弹性耗能机构，设于内筒内，弹性耗能机构包括多个活动件、套设在活动件上的记忆合金外环，相邻两活动件之间设有活动间隙；外筒内设有与活动件配合的压紧件，外筒可带动压紧件向靠近内筒方向运动，压紧件可与内筒配合压缩活动件，使相邻两活动件之间的活动间隙缩小，同时使活动件由内向外挤压记忆合金外环，并使记忆合金外环向外膨胀。本发明可以在两个盾构管片受力发生相对位移时，有效对能量进行耗散，并有效保证连接的稳定性。具有结构合理、耗能效果好、抗震效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种用于盾构管片的连接结构。
背景技术
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
现有的盾构隧道管片拼装一般采用螺栓，此种刚性连接的方式不能起到对能量的耗散作用，导致结构抗震效果差，从而影响工程质量。因此，上述问题亟待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、可以对能量进行耗散、抗震效果好的用于盾构管片的连接结构。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于盾构管片的连接结构，其包括：
内筒和外筒，所述外筒套设于所述内筒上，所述内筒和外筒可分别与相邻两个盾构管片连接，所述内筒和外筒可沿轴向相对运动；
弹性耗能机构，设于所述内筒内，所述弹性耗能机构包括多个活动件、套设在所述活动件上的记忆合金外环，相邻两活动件之间设有活动间隙；
所述外筒内设有与所述活动件配合的压紧件，所述外筒可带动所述压紧件向靠近所述内筒方向运动，所述压紧件可与所述内筒配合压缩所述活动件，使相邻两活动件之间的活动间隙缩小，同时使所述活动件由内向外挤压所述记忆合金外环，并使所述记忆合金外环向外膨胀。
作为本发明的进一步改进，所述活动件的外壁设有第一环状斜面，所述记忆合金外环的内壁设有与所述第一环状斜面贴合的第二环状斜面，所述压紧件与所述内筒配合压缩所述活动件时，所述第一环状斜面与第二环状斜面配合由内向外挤压所述记忆合金外环。
作为本发明的进一步改进，每个记忆合金外环上对称设置有两个第二环状斜面，所述两个第二环状斜面分别与相邻两活动件上的第一环状斜面贴合，并在所述记忆合金外环内形成所述活动间隙。
作为本发明的进一步改进，还包括定位插销，所述内筒上设有与所述定位插销配合的定位孔，所述定位插销可通过所述定位孔插入两个相邻的记忆合金外环之间，以调节所述弹性耗能机构的耗能大小。
作为本发明的进一步改进，所述定位孔的数量为多个，多个定位孔沿所述内筒的轴向排列设置。
作为本发明的进一步改进，所述定位插销为磁性插销。
作为本发明的进一步改进，还包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和第二固定件分别与相邻两个盾构管片上的手孔连接，所述内筒和外筒分别通过连接杆与所述第一固定件和第二固定件连接。
作为本发明的进一步改进，所述压紧件为压紧套筒，所述压紧套筒的一端与所述外筒固定连接，另一端与所述活动件抵接。
作为本发明的进一步改进，还包括第一防水橡胶层，所述第一防水橡胶层设于相邻两个盾构管片的缝隙内。
作为本发明的进一步改进，还包括第二防水橡胶层，所述第二防水橡胶层围设于所述内筒和外筒。
本发明的有益效果：
本发明用于盾构管片的连接结构可以将两个盾构管片连接，在两个盾构管片受力发生相对位移时，该连接结构可以有效对能量进行耗散，并有效保证连接的稳定性。具有结构合理、耗能效果好、抗震效果好的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明优选实施例中用于盾构管片的连接结构的装配示意图；
图2是本发明优选实施例中用于盾构管片的连接结构的结构示意图；
图3是本发明优选实施例中弹性耗能机构的状态一示意图；
图4是本发明优选实施例中弹性耗能机构的状态二示意图；
图5是本发明优选实施例中记忆合金外环结构示意图；
图6是本发明优选实施例中定位插销的结构示意图；
图7是本发明优选实施例中定位孔的结构示意图。
标记说明：1、盾构管片；2、手孔；3、缝隙；10、内筒；11、定位孔；20、外筒；21、压紧件；31、活动件；32、记忆合金外环；321、第二环状斜面；33、间隙；40、定位插销；50、第一固定件；60、第二固定件；70、连接杆；80、第一防水橡胶层；90、第二防水橡胶层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-2所示，为本发明优选实施例中的用于盾构管片的连接结构，其包括内筒10、外筒20和弹性耗能机构。
所述外筒20套设于所述内筒10上，所述内筒10和外筒20可分别与相邻两个盾构管片1连接，所述内筒10和外筒20可沿轴向相对运动；弹性耗能机构设于所述内筒10内。
如图3所示，所述弹性耗能机构包括多个活动件31、套设在所述活动件31上的记忆合金外环32，相邻两活动件31之间设有活动间隙33；所述外筒20内设有与所述活动件31配合的压紧件21，所述外筒20可带动所述压紧件21向靠近所述内筒10方向运动，所述压紧件21可与所述内筒10配合压缩所述活动件31，使相邻两活动件31之间的活动间隙33缩小，同时使所述活动件31由内向外挤压所述记忆合金外环32，并使所述记忆合金外环32向外膨胀，参照图4。实现对能量的耗散。
本发明用于盾构管片的连接结构可以将两个盾构管片1连接，在两个盾构管片1受力发生相对位移时，该连接结构可以有效对能量进行耗散，并有效保证连接的稳定性。具有结构合理、耗能效果好、抗震效果好的优点。
在一些实施例中，所述活动件31的外壁设有第一环状斜面，所述记忆合金外环32的内壁设有与所述第一环状斜面贴合的第二环状斜面321，参照图5。当所述压紧件21与所述内筒10配合压缩所述活动件31时，所述第一环状斜面与第二环状斜面321配合由内向外挤压所述记忆合金外环32。可选的，可通过调节记忆合金外环32的尺寸(厚度T、倾角α)控制耗能的大小。
可选的，每个记忆合金外环32上对称设置有两个第二环状斜面321，所述两个第二环状斜面321分别与相邻两活动件31上的第一环状斜面贴合，并在所述记忆合金外环32内形成所述活动间隙33。
在一些实施例中，连接结构还包括定位插销40，参照图6，所述内筒10上设有与所述定位插销40配合的定位孔11，参照图7。所述定位插销40可通过所述定位孔11插入两个相邻的记忆合金外环32之间，以调节所述弹性耗能机构的耗能大小。因为，在施工时，需要弹性耗能机构实现的耗能越大，两个盾构管片1之间需要预留的缝隙越大，同时两个盾构管片1之间的防水难度越大。在防水要求高的施工区域，即可通过定位插销40可以将部分活动件31和记忆合金外环32锁定，使该部分活动件31不能实现压缩，在施工时，即可在两个盾构管片1间预留的较小缝隙3，从而降低两个盾构管片1之间的防水施工难度。
在一些实施例中，所述定位孔11的数量为多个，多个定位孔11沿所述内筒10的轴向排列设置，可以根据不同的防水要求进行调节，从而降低施工难度，保证防水效果。
可选的，所述定位插销40为磁性插销，定位插销40可吸附在活动件31上，保证连接稳定性。
在一些实施例中，所述定位插销40前端设有与活动件31上的第一环状斜面配合的V型槽41，进一步保证连接的稳定性。
在一些实施例中，连接结构还包括第一固定件50和第二固定件60，所述第一固定件50和第二固定件60分别与相邻两个盾构管片1上的手孔2连接，所述内筒10和外筒20分别通过连接杆70与所述第一固定件50和第二固定件60连接。
在一些实施例中，所述压紧件21为压紧套筒，所述压紧套筒的一端与所述外筒20固定连接，另一端与所述活动件31抵接，保证结构在压缩时的稳定性。
可选的，连接结构还包括第一防水橡胶层80，所述第一防水橡胶层80设于相邻两个盾构管片1的缝隙3内，用于实现盾构管片1之间的防水。进一步的，连接结构还包括第二防水橡胶层90，所述第二防水橡胶层90围设于所述内筒10和外筒20，用于对内筒10、外筒20以及内部的弹性耗能机构进行保护，进一步保证防水性能。
耗能时，相邻两个盾构管片1相向运动，两个盾构管片1分别带动内筒10和外筒20，所述压紧件21与所述内筒10配合压缩所述活动件31，使相邻两活动件31之间的活动间隙33缩小，同时使所述活动件31由内向外挤压所述记忆合金外环32，并使所述记忆合金外环32向外膨胀，实现对能量的耗散，当相邻两个盾构管片1回复时，两个盾构管片1分别带动内筒10和外筒20，所述记忆合金外环32缩小并将所述活动件31压至原位。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种用于盾构管片的连接结构，其特征在于，包括：
内筒和外筒，所述外筒套设于所述内筒上，所述内筒和外筒可分别与相邻两个盾构管片连接，所述内筒和外筒可沿轴向相对运动；
弹性耗能机构，设于所述内筒内，所述弹性耗能机构包括多个活动件、套设在所述活动件上的记忆合金外环，相邻两活动件之间设有活动间隙；
所述外筒内设有与所述活动件配合的压紧件，所述外筒可带动所述压紧件向靠近所述内筒方向运动，所述压紧件可与所述内筒配合压缩所述活动件，使相邻两活动件之间的活动间隙缩小，同时使所述活动件由内向外挤压所述记忆合金外环，并使所述记忆合金外环向外膨胀。
2.如权利要求1所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，所述活动件的外壁设有第一环状斜面，所述记忆合金外环的内壁设有与所述第一环状斜面贴合的第二环状斜面，所述压紧件与所述内筒配合压缩所述活动件时，所述第一环状斜面与第二环状斜面配合由内向外挤压所述记忆合金外环。
3.如权利要求2所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，每个记忆合金外环上对称设置有两个第二环状斜面，所述两个第二环状斜面分别与相邻两活动件上的第一环状斜面贴合，并在所述记忆合金外环内形成所述活动间隙。
4.如权利要求1所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，还包括定位插销，所述内筒上设有与所述定位插销配合的定位孔，所述定位插销可通过所述定位孔插入两个相邻的记忆合金外环之间，以调节所述弹性耗能机构的耗能大小。
5.如权利要求4所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，所述定位孔的数量为多个，多个定位孔沿所述内筒的轴向排列设置。
6.如权利要求4所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，所述定位插销为磁性插销。
7.如权利要求1所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，还包括第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和第二固定件分别与相邻两个盾构管片上的手孔连接，所述内筒和外筒分别通过连接杆与所述第一固定件和第二固定件连接。
8.如权利要求1所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，所述压紧件为压紧套筒，所述压紧套筒的一端与所述外筒固定连接，另一端与所述活动件抵接。
9.如权利要求1所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，还包括第一防水橡胶层，所述第一防水橡胶层设于相邻两个盾构管片的缝隙内。
10.如权利要求9所述的用于盾构管片的连接结构，其特征在于，还包括第二防水橡胶层，所述第二防水橡胶层围设于所述内筒和外筒。
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| CN115450653A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-12-09 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种阻尼器及盾构隧道 |
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| CN111853039A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-30 | 华中科技大学 | 一种用于盾构隧道减震的自复位耗能装置 |
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