CN114215534B - 一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒，包括外套筒、内套筒、接头螺栓和垫圈；外套筒和内套筒拧合一起，内套筒的长度短于外套筒；接头螺栓与内套筒拧合在一起；外套筒的外部螺纹及内部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹，外套筒的内部深处部分螺纹为柔性螺纹；内套筒的内部螺纹及外部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹，内套筒的外部后方螺纹为柔性螺纹。本发明在盾构隧道遭遇地震时，内套筒外侧的螺纹与外套筒内侧的柔性螺纹咬合且滑动，滑动摩擦力、螺纹间剪力以及柔性螺纹‑柔性螺纹之间的粘滞力共同抵消地震荷载，使得盾构隧道接头变形减小且平滑；增强了接头的变形性能，具有明显的减震效果。

Description

一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒
技术领域
本发明属于地下工程技术领域，涉及到盾构隧道减震技术，尤其涉及一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒。
背景技术
随着中国城市化的进展，地铁运输、输水隧道及城市综合管廊的应用愈发广泛。盾构隧道作为以上工程的建筑主体，其安全性日益受到重视。我国坐落在环太平洋地震带上，高烈度地震频发。而盾构隧道作为装配式结构的代表，其特殊的接头构造使得其抗震性能与山岭隧道大不相同。
斜螺栓接头的盾构隧道因其对管片损伤小、施工速度快，其应用最为广泛。故需要研究适用于斜螺栓接头盾构隧道的减震技术，以提高工程安全性。
发明内容
为了提高斜螺栓接头盾构隧道的减震性能，本发明提供一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒。
本发明的一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒，包括外套筒、内套筒、接头螺栓和垫圈。外套筒和内套筒拧合一起，内套筒的长度短于外套筒；接头螺栓与内套筒拧合在一起。
外套筒的外部螺纹及内部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹，外套筒的内部深处部分螺纹为柔性螺纹。内套筒的内部螺纹及外部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹，内套筒的外部后方螺纹为柔性螺纹。
进一步的，外套筒浇筑在套筒侧管片中。
本发明的一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒的施工应用方法的步骤如下：
S1、预制手孔侧管片和套筒侧管片，外套筒预先浇筑在套筒侧管片中。
S2、拼装手孔侧管片和套筒侧管片。
S3、将接头螺栓与内套筒拧紧。
S4、垫圈放置在手孔侧管片的螺栓孔处，连接螺栓连同内套筒穿过垫圈插入至螺栓孔中。
S5、将连接螺栓与内套筒插到外套筒中，拧动连接螺栓，将连接螺栓、内套筒与外套筒共同拧紧；此时，内套筒外侧的柔性螺纹与外套筒内侧的柔性螺纹咬合。
S6、复合套筒安装完毕，盾构隧道结构正常运营。
本发明的有益技术效果为：
本发明的复合套筒在正常状态下，内套筒与外套筒组成复合套筒，接头螺栓通过内套筒拧紧在复合套筒中，接头稳定。当盾构隧道遭遇地震时，螺栓与内套筒内侧刚性螺纹拧合、套筒侧管片与外套筒外侧刚性螺纹咬合，连接稳定。同时，内套筒外侧的螺纹(刚性螺纹与柔性螺纹)与外套筒内侧的柔性螺纹咬合且滑动，滑动摩擦力、螺纹间剪力以及柔性螺纹-柔性螺纹之间的粘滞力共同抵消地震荷载，使得盾构隧道接头变形减小且平滑。增强了接头的变形性能，具有明显的减震效果。此外，当接头变形过大时，外套筒内部邻近套筒口的刚性螺纹及内套筒外部邻近套筒口的刚性螺纹相互挤压但不滑脱，可防止接头彻底脱开。
附图说明
图1为盾构隧道接头局部示意图。
图2为本发明具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒半剖图。
图3为本发明外套筒半剖图。
图4为本发明内套筒剖面图。
图中：1-手孔侧管片；2-套筒侧管片；4-接头螺栓；5-垫圈；6-外套筒；7-内套筒；8-刚性螺纹；9-柔性螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒如图1、图2所示，包括外套筒6、内套筒7、接头螺栓4和垫圈5。外套筒6和内套筒7拧合一起，内套筒7的长度短于外套筒6；接头螺栓4与内套筒7拧合在一起。
如图3所示，外套筒6的外部螺纹及内部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹8，外套筒6的内部深处部分螺纹为柔性螺纹9。
如图4所示，内套筒7的内部螺纹及外部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹8，内套筒7的外部后方螺纹为柔性螺纹9。
进一步的，外套筒6浇筑在套筒侧管片2中。
本发明的一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒的施工应用方法的步骤如下：
S1、预制手孔侧管片1和套筒侧管片2，外套筒6预先浇筑在套筒侧管片2中。
S2、拼装手孔侧管片1和套筒侧管片2。
S3、将接头螺栓4与内套筒7拧紧。
S4、垫圈5放置在手孔侧管片1的螺栓孔处，连接螺栓4连同内套筒7穿过垫圈5插入至螺栓孔中。
S5、将连接螺栓4与内套筒7插到外套筒6中，拧动连接螺栓4，将连接螺栓4、内套筒7与外套筒6共同拧紧；此时，内套筒7外侧的柔性螺纹9与外套筒6内侧的柔性螺纹9咬合。
S6、复合套筒安装完毕，盾构隧道结构正常运营。
本发明在正常状态下，内套筒与外套筒组成复合套筒，接头螺栓通过内套筒拧紧在复合套筒中，接头稳定。当盾构隧道遭遇地震时，接头受拉张开，螺栓与内套筒内侧的刚性螺纹咬合，连接稳定。内套筒外侧的柔性螺纹与外套筒内侧的柔性螺纹咬合，在内套筒与外套筒在地震荷载作用下发生错动，滑动摩擦力、螺纹间剪力以及柔性螺纹-柔性螺纹之间的粘滞力共同抵消地震荷载，使得盾构隧道接头变形减小且变形平滑。特别的，内套筒与外套筒之间错动的增大，即接头变形性能增强，使得隧道纵向刚度减小，隧道受荷降低。此外，外套筒内部邻近套筒口的刚性螺纹以及内套筒外部邻近套筒口的刚性螺纹，可以防止内套筒与外套筒完全滑脱。

Claims (2)

1.一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒，其特征在于，包括外套筒（6）、内套筒（7）、接头螺栓（4）和垫圈（5）；
所述外套筒（6）和内套筒（7）拧合一起，内套筒（7）的长度短于外套筒（6）；接头螺栓（4）与内套筒（7）拧合在一起；
所述外套筒（6）的外部螺纹及内部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹（8），外套筒（6）的内部深处部分螺纹为柔性螺纹（9）；
所述内套筒（7）的内部螺纹及外部邻近套筒口的部分螺纹均为刚性螺纹（8），内套筒（7）的外部后方螺纹为柔性螺纹（9）；
所述外套筒（6）浇筑在套筒侧管片（2）中。
2.根据权利要求1所述的一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒的施工应用方法，其特征在于，步骤如下：
S1、预制手孔侧管片（1）和套筒侧管片（2），外套筒（6）预先浇筑在套筒侧管片（2）中；
S2、拼装手孔侧管片（1）和套筒侧管片（2）；
S3、将接头螺栓（4）与内套筒（7）拧紧；
S4、垫圈（5）放置在手孔侧管片（1）的螺栓孔处，接头螺栓（4）连同内套筒（7）穿过垫圈（5）插入至螺栓孔中；
S5、将接头螺栓（4）与内套筒（7）插到外套筒（6）中，拧动接头螺栓（4），将接头螺栓（4）、内套筒（7）与外套筒（6）共同拧紧；此时，内套筒（7）外侧的柔性螺纹（9）与外套筒（6）内侧的柔性螺纹（9）咬合；
S6、复合套筒安装完毕，盾构隧道结构正常运营。
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