CN203796276U - 复合管片的接头板加强结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合管片的接头板加强结构，该复合管片由六面覆盖有钢板的混凝土管片组成，六面覆盖的钢板由依次连接的内弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、外弧面钢板、背千斤顶环面钢板，以及两侧端板构成，所述复合管片之间的连接是由相邻位置的端板与端板通过环向接头连接，其特征在于所述环向接头上布置有至少两个环向螺栓手孔，所述环向螺栓手孔由手孔侧板同所述端板围合而成，在所述侧板与所述端板之间焊接有连接两者的端板加劲板；分别在所述外弧面钢板与所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板之间焊接有环板加劲板。本实用新型的优点是，可有效降低复合管片的加工成本，其整体刚度得以提高，减小了荷载作用下衬砌环的变形可能。

Description

复合管片的接头板加强结构

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道管片，具体涉及一种复合管片的接头板加强结构。

背景技术

复合管片是六面覆盖有钢板的混凝土管片，由于复合管片具有刚度大、厚度小的优点，因此在圆形隧道的特殊区间以及非圆形断面的隧道中得到广泛应用。相邻复合管片之间通常采用直螺栓连接的形式，复合管片的环向螺栓接头板1在初始状态，在螺栓2预紧力的作用下，相互之间被压紧，如图1所示；而当复合管片承受外部荷载作用后，环向螺栓接头板1之间将发生分离变形，如图2所示。发生上述分离变形的原因在于，在这些应用复合管片的特殊区间，管片主断面及管片接头要承受较大的弯矩与轴力，为了使复合管片具有足够的承载力去抵御这些弯矩和轴力，在复合管片的环向螺栓接头板处有时会采用双排螺栓的结构。

此外，环向螺栓接头的端板3在螺栓2拉力的作用下，端板也会发生变形，如图3所示，这种变形显然对控制隧道的变形是不利的。因此在复合管片的设计中，通常是通过加厚端板厚度来提高复合管片端板的刚度，但是加厚端板的方法将会大大提高隧道的工程造价，并不是一个合理的解决方法。

如图4所示，为了实现盾构隧道的防水目的，通常在管节的迎千斤顶或背千斤顶环面钢板6上布置防水槽5，通过在防水槽5中设置橡胶弹性密封垫以实现隧道内外环境的相互隔绝。根据防水要求的不同，防水槽5的深度一般为10mm－12mm左右，防水槽在各复合管片的环面钢板6上呈圆弧形布置，需要采用机加工的手段进行加工，在复合管片中由于防水槽的设置导致环面钢板的刚度减小，且防水槽通常位于管片的外弧面钢板4边缘处，受力复杂，应力较大。

因此如何经济合理地增大复合管片端板及环板的刚度成为复合管片设计中的难点。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种复合管片的接头板加强结构，该接头板加强结构通过在端板与环向螺栓手孔侧板之间设置端板加劲板以及在外弧面钢板与环面钢板之间设置环板加劲板，以提高复合管片的整体刚度，减小荷载作用下衬砌环的变形。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种复合管片的接头板加强结构，该复合管片由六面覆盖有钢板的混凝土管片组成，六面覆盖的钢板由依次连接的内弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、外弧面钢板、背千斤顶环面钢板，以及两侧端板构成，所述复合管片之间的连接是由相邻位置的端板与端板通过环向接头连接，其特征在于所述环向接头上布置有至少两个环向螺栓手孔，所述环向螺栓手孔由手孔侧板同所述端板围合而成，在所述侧板与所述端板之间焊接有连接两者的端板加劲板；分别在所述外弧面钢板与所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板之间焊接有环板加劲板。

位于两个所述环向螺栓手孔的侧板之间的所述端板加劲板为矩形钢板，所述矩形钢板分别垂直焊接于所述端板和两所述环向螺栓手孔侧板；位于所述环向螺栓手孔侧板的另一侧的所述端板加劲板为三角形钢板，所述三角形钢板分别垂直焊接于所述端板和所述环向螺栓手孔侧板。

所述端板加劲板沿端板高度方向设置上、下两排，两排所述端板加劲板分别与所述环向螺栓手孔中的双排螺栓孔中心线处于同一水平位置。

所述环板加劲板呈三角形，其两直角边分别垂直焊接于所述外弧面钢板和所述迎千斤顶环面钢板、所述背千斤顶环面钢板上。

所述环板加劲板与所述环面钢板相贴合的边长大于所述外弧面钢板至开设于所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板上的防水槽距离。

本实用新型的优点是，通过在端板与环向螺栓手孔侧板之间设置端板加劲板以及在外弧面钢板与环面钢板之间设置环板加劲板，可有效降低复合管片的加工成本，其整体刚度得以有效提高，减小了荷载作用下衬砌环的变形可能。

附图说明

图1为普通接头板之间拧紧时的受力状态示意图；

图2为普通接头板之间分离变形示意图；

图3为双排螺栓拉力作用下普通接头端板的变形示意图；

图4为防水槽对普通环面钢板的刚度削弱示意图；

图5为本实用新型中加劲板在复合管片上的平面布置示意图；

图6为本实用新型中图5的A向视图；

图7为本实用新型中图5的B-B剖面视图；

图8为本实用新型中图5的C向视图；

图9为本实用新型中图5的D-D剖面视图；

图10为本实用新型中图5的E处局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-9，图中标记1-20分别为：接头板1、螺栓2、端板3、外弧面钢板4、防水槽5、环面钢板6、端板7、环向螺栓手孔8、侧板9、端板加劲板10、端板加劲板11、环板加劲板12、纵向螺栓手孔13、环面钢板14、纵向接头15、环向接头16、螺栓孔17、外弧面钢板18、内弧面钢板19、防水槽20。

实施例：如图5-10所示，本实施例具体涉及一种复合管片的接头板加强结构，该复合管片由六面覆盖有钢板的混凝土管片组成，所述的钢板具体为内弧面钢板19、外弧面钢板18、迎千斤顶和背千斤顶环面钢板14以及两侧的端板7。在需要减小隧道外径或局部扩大隧道内径的部位及在有内水压作用及非圆形断面的隧道中，常常采用复合管片，在这类使用条件下复合管片需要承受较大的弯矩与剪力，为了提高复合管片环向接头16和纵向接头15的刚度，在其各接头板上设置有加劲板结构。

首先对上述出现的各钢板作如下约定：两侧端板7具体是指相邻的复合管片之间的拼装接触面；迎千斤顶和背千斤顶环面钢板14具体是指前、后管节之间的拼装接触面，且其中迎千斤顶环面钢板是受千斤顶的顶推力作用的，而背千斤顶环面钢板则为与千斤顶相对的一面，不受其顶推力作用，此外，内弧面钢板19和外弧面钢板18具体是指盾构隧道的内、外壁面。

如图5-7所示，复合管片的两侧为环向接头16，在环向接头上布置有两个环向螺栓手孔8，环向螺栓手孔8由弯折的侧板9和端板7共同焊接围合构成，侧板9同外弧面钢板18和内弧面钢板19相垂直，并自外弧面钢板18深入至内弧面钢板19，在各环向螺栓手孔8中的端板7上开设有上、下两排螺栓孔17；在两环向螺栓手孔8的侧板9之间焊接有呈矩形状的端板加劲板10，端板加劲板10的三条边分别同两侧板9和端板7相垂直焊接，此外，在环向螺栓手孔8的侧板9的另一侧还布置有呈三角形状的端板加劲板11，其两直角边分别同侧板9和端板7相垂直焊接，端板加劲板10和端板加劲板11在端板7的高度方向上共具有上、下两排，并与环向螺栓手孔8中的上、下两排螺栓孔17处于同一水平位置；此外，端板7在复合管片内的混凝土浇筑时作为模板，其上的侧板9可作为端板7在复合管片厚度方向上的加劲板，从而使侧板9、端板加劲板10以及端板加劲板11共同组成一个空间体系从而显著增大端板7的刚度，减小端板7在拉力作用下的变形量。

如图5、8、9所示，复合管片的前、后端为纵向接头15，在纵向接头15上沿环向布置有若干个纵向螺栓手孔13，同样的，纵向螺栓手孔13是由弯折的侧板与环面钢板14共同焊接围合而成；在纵向接头15上的外弧面钢板18和环面钢板14之间焊接有呈三角形状的环板加劲板12，环板加劲板12沿复合管片的环面间隔分布，其两直角边分别垂直焊接于外弧面钢板18和环面钢板14上，环向加劲板12与外弧面钢板18即环面钢板14之间采用角焊缝进行连接，为了避免外弧面钢板18和环面钢板14之间的焊缝交叉，对环板加劲板12的90°角进行了倒角，以方便安装，且环板加劲板12的长边长度以覆盖防水槽20为宜，从而减少开设防水槽20对于环面钢板14刚度的影响，提高环面钢板14与外弧面钢板18之间的连接可靠程度。

在本实施例中，复合管片环向接头上的端板以及纵向接头上的环面钢板需要承受较大的弯矩与剪力，通过在环向接头上设置呈矩形状和三角形状的端板加劲板以及环向螺栓手孔的侧板共同成一个空间体系从而显著增大端板7的刚度，减小端板7在拉力作用下的变形量；同时，通过在纵向接头上的环面钢板和外弧面钢板之间设置呈三角形状的环板加劲板，以提高迎千斤顶和背千斤顶环面钢板的刚度，在降低加工成本的条件下，减小了荷载作用下衬砌环的变形可能。

Claims (5)

1.一种复合管片的接头板加强结构，该复合管片由六面覆盖有钢板的混凝土管片组成，六面覆盖的钢板由依次连接的内弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、外弧面钢板、背千斤顶环面钢板，以及两侧端板构成，所述复合管片之间的连接是由相邻位置的端板与端板通过环向接头连接，其特征在于所述环向接头上布置有至少两个环向螺栓手孔，所述环向螺栓手孔由手孔侧板同所述端板围合而成，在所述侧板与所述端板之间焊接有连接两者的端板加劲板；分别在所述外弧面钢板与所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板之间焊接有环板加劲板。

2.根据权利要求1所述的一种复合管片的接头板加强结构，其特征在于位于两个所述环向螺栓手孔的侧板之间的所述端板加劲板为矩形钢板，所述矩形钢板分别垂直焊接于所述端板和两所述环向螺栓手孔侧板；位于所述环向螺栓手孔侧板的另一侧的所述端板加劲板为三角形钢板，所述三角形钢板分别垂直焊接于所述端板和所述环向螺栓手孔侧板。

3.根据权利要求1或2所述的一种复合管片的接头板加强结构，其特征在于所述端板加劲板沿端板高度方向设置上、下两排，两排所述端板加劲板分别与所述环向螺栓手孔中的双排螺栓孔中心线处于同一水平位置。

4.根据权利要求1所述的一种复合管片的接头板加强结构，其特征在于所述环板加劲板呈三角形，其两直角边分别垂直焊接于所述外弧面钢板和所述迎千斤顶环面钢板、所述背千斤顶环面钢板上。

5.根据权利要求1或4所述的一种复合管片的接头板加强结构，其特征在于所述环板加劲板与所述环面钢板相贴合的边长大于所述外弧面钢板至开设于所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板上的防水槽距离。