CN113404087B - 地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，子接头通过被外力牵引或顶入承插在母接头中实现连锁，子接头的外壁与母接头的内壁之间形成底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区，所述底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区为中间宽两头小的形状，在底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区中注入灌浆料硬化实现相邻间的连接，锁口受压时底面灌浆料承载区沿水平方向承压，锁口受拉时多个侧面灌浆料承载区沿厚度方向承压。本发明的优点是解决了灌浆料承载区受压侧限小和注浆空隙小的技术问题；灌浆料受拉和受压承载分别集中于底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区内，阻止了灌浆料的横向膨胀，提高承载区灌浆料的轴心抗压强度。

Description

地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置
技术领域
本发明涉及一种非开挖施工拼装式地下钢混组合结构，特别涉及一种地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置。
背景技术
JES（Jointed Element Structure）工法是一种地下结构非开挖施工方法，指的是将预制化的标准方形钢管进行一系列组合，构筑成地下主体结构形状的结构体。相邻方形钢管之间，用一种名为JES接头进行连接，通过向接头之间的空隙里注入水泥浆，作进一步牢固的连接，最后通过向构成构造物的标准方形钢管内部填充混凝土，即可形成地下永久主体结构。
JES接头缝隙呈S形，填缝开口大，灌浆料承载区约束小，灌浆料无侧限抗压强度低，当受压横向膨胀开裂即进入破坏状态。JES接头间隙大，板单元组装尺寸偏差大。整条缝隙宽窄不匀，间隙大则灌浆料抗压强度低，间隙小则难保孔道压浆充盈度好，灌浆料强度受间隙大小影响。
矩形管幕将各单管以榫头于钢管翼缘相接形成管排的CT形锁口，管幕钢管依靠锁口相连，并在锁口处注入止水剂或者砂浆，形成密封的止水管幕。
CT形接头缝隙呈条状分布，也有填缝开口大，灌浆料承载区约束小；接头间隙大，板单元组装尺寸偏差大；整条缝隙宽窄不匀，孔道压浆充盈度欠佳。
以上是本申请需要着重改善的地方。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种提高承载区灌浆料轴心抗压强度的地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，子接头通过被外力牵引或顶入承插在母接头中实现连锁，子接头的外壁与母接头的内壁之间形成底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区，所述底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区为中间宽两头小的形状，在底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区中注入灌浆料硬化实现相邻间的连接，锁口受压时底面灌浆料承载区沿水平方向承压，锁口受拉时多个侧面灌浆料承载区沿厚度方向承压。
所述子接头的外形为非圆形状，为三角形，或为多边形中的任意一种。所述子接头与母接头的接触面之间设有填缝，子接头的接触面为圆弧面，承受灌浆料在界面施加的压力。
所述填缝、底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区同时均衡灌浆，维持子接头的受力平衡，静止不动，保持填缝的厚度均匀。
所述母接头的内壁为型面连接的三边形柱形，外形为夹持物体的爪形，外形设有一锁口，子接头通过所述锁口进入母接头的内壁，保证锁口的拉力传递。所述母接头底面法线在中心，与母接头所在钢板轴线重合，保证锁口的压力传递。
所述底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区为套箍强化，灌浆料采用补偿收缩灌浆料。
本发明的优越功效在于：
1）解决了现有技术中灌浆料承载区受压侧限小和注浆空隙小的问题；
2）本发明将灌浆料受拉和受压承载分别集中于底面灌浆料承载区和多个侧面灌浆料承载区内，阻止了灌浆料的横向膨胀，提高承载区灌浆料的轴心抗压强度；
3）且考虑施工误差，使承载区最小空隙能满足孔道压浆的充盈度要求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明具体实施横截面的示意图；
图2为本发明具体实施例的受压示意图；
图3为本发明具体实施例母接头的示意图；
图中标号说明
1—子接头；
2—母接头；
201—侧面腰长； 202—圆角长；
203—底面底边长；
3—锁口； 4—填缝；
5—侧面灌浆料承载区； 6—底面灌浆料承载区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1示出了本发明实施例的横截面示意图。如图1所示，本发明提供了一种地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，子接头1通过被外力牵引或顶入承插在母接头2中实现连锁，子接头1的外壁与母接头2的内壁之间形成底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5。所述底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5为中间宽两头小的形状，在底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5中注入灌浆料硬化实现相邻间的连接。如图2所示，锁口3受压时底面灌浆料承载区6沿水平方向承压，锁口3受拉时两个侧面灌浆料承载区5沿厚度方向承压。
所述子接头1的外形为非圆形状，在本实施例中为三角稳定形，其与母接头2的接触面之间设有填缝4，其外接触面为圆弧面，承受灌浆料在界面施加的压力。
所述子接头1的外形为多边形中的任意一种，如方形，子接头1所在的钢板对圆角表面与母接头2钢板垂直，对圆角比相邻边更适合扩展为受压核心区。锁口3受压时，对圆角核心区厚度方向与母接头钢板一致，承载区长度小，应力大，受力不利。因此，从压力传递角度看，三边形的子接头更适合钢板锁口灌浆的连接。
所述母接头的内壁为型面连接的三边形柱形，如图3所示，由侧面腰长201与圆角长202和底面底边长203光滑连接形成的三边形柱形，结构对称，非圆表面能抗扭；母接头的整个外形为夹持物体的爪形，子接头1通过锁口3被承插在具有良好机械强度的母接头2中，保证锁口3的拉力传递。所述母接头2底面法线在中心，与母接头2所在钢板轴线重合，保证锁口的压力传递。
所述填缝4、底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5同时均衡灌浆，维持子接头1的受力平衡，静止不动，保持填缝4的厚度均匀。灌浆料采用补偿收缩灌浆料，灌浆料分为锁口3、填缝4、承载区这三部分。
锁口3的灌浆料是为了封闭锁口。
填缝4的灌浆料的空间宽度符合装配方便、灌浆和易要求，填缝4的宽度对灌浆料套箍强化有影响，填缝4的宽度不宜大。若填缝4宽度大，则承载区的灌浆料套箍强化弱，灌浆料性能指标要求高。
底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5是像枣核形状的灌浆料承载区，中间宽两头小，其中灌浆料已套箍强化，具有一般套箍混凝土强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击的优点。横断面结构分析采用平面应变模型，沿纵轴方向无应变。借助子接头1和母接头2的钢材、填缝4的灌浆料对底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5的灌浆料的套箍作用，使底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5的灌浆料处于三向受力状态，承压区空隙中间鼓起，孔道压浆充盈度好，当两边锁口靠拢时，灌浆料受压，使底面灌浆料承载区6和两个侧面灌浆料承载区5的灌浆料具有更高的抗压强度和变形能力。侧面灌浆料承载区5和底面灌浆料承载区6分别是锁口受拉和受压时的灌浆料承载区。
本发明具体实施例应用于非开挖施工拼装式地下钢混组合结构，连接用于对接钢板，将相邻钢管翼缘对接，即连接了相邻钢管。
以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (5)

1.一种地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，其特征在于：子接头通过被外力牵引或顶入承插在母接头中实现连锁，所述母接头的内壁为型面连接的三边形柱形，是由侧面腰长与圆角长和底面底边长光滑连接形成的三边形柱形，结构对称形成非圆表面，所述母接头的外形为夹持物体的爪形，设有一锁口，子接头通过所述锁口进入母接头的内壁；所述子接头的外形为三角形，子接头的外壁与母接头的内壁之间形成底面灌浆料承载区和两个侧面灌浆料承载区，所述底面灌浆料承载区和两个侧面灌浆料承载区是像枣核形状的灌浆料承载区，中间宽两头尖，在底面灌浆料承载区和两个侧面灌浆料承载区中注入灌浆料硬化实现相邻间的连接，其中灌浆料已套箍强化，锁口受压时底面灌浆料承载区沿水平方向承压，锁口受拉时侧面灌浆料承载区沿厚度方向承压，所述底面灌浆料承载区和两个侧面灌浆料承载区为套箍强化，使底面灌浆料承载区和两个侧面灌浆料承载区的灌浆料处于三向受力状态。
2.根据权利要求1所述的地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，其特征在于：所述子接头与母接头的接触面之间设有填缝，子接头的接触面为圆弧面，承受灌浆料在界面施加的压力。
3.根据权利要求2所述的地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，其特征在于：所述填缝、底面灌浆料承载区和两个侧面灌浆料承载区同时均衡灌浆，维持子接头的受力平衡。
4.根据权利要求1所述的地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，其特征在于：所述母接头底面法线在中心，与母接头所在钢板轴线重合，保证锁口的压力传递。
5.根据权利要求1所述的地下结构非开挖的钢板锁口灌浆连接装置，其特征在于：所述灌浆料采用补偿收缩灌浆料。
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