CN203796277U - 复合管片螺栓手孔布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合管片螺栓手孔布置结构，所述复合管片为六面包覆有钢板的混凝土复合结构，其特征在于所述复合管片具有环向接头和纵向接头，所述环向接头上的环向螺栓手孔自所述复合管片的内弧面钢板深入至其外弧面钢板，所述纵向接头上的纵向螺栓手孔采用钢质箱式结构，所述箱式结构贯穿所述复合管片的内弧面钢板至所述混凝土结构中。本实用新型的优点是，通过在复合管片的环向接头处设置双排螺栓孔，以提高环向接头的抗剪承载能力，并通过将纵向接头中的螺栓孔布置在管片高度的1/3～1/2处，以使螺栓预紧力作用在复合管片环形心线处附近，使复合管片在环面上受力均匀，提高环向弹性橡胶密封条的防水性能。

Description

复合管片螺栓手孔布置结构

技术领域

本实用新型涉及盾构管片连接结构，具体涉及一种复合管片螺栓手孔布置结构。

背景技术

在目前实施的盾构隧道工程中，盾构管片以钢筋混凝土预制管片为主流，管片之间的连接方式有直螺栓、弯螺栓或斜螺栓。如图1所示，相邻管片之间的螺栓连接通过在混凝土管片1上设置螺栓安装手孔2实现，为了减少螺栓安装手孔2对混凝土管片1的损伤，其螺栓安装手孔2的尺寸以正好能够安装螺栓3为原则。混凝土管片螺栓安装手孔2的平面布置如图2所示，在环向接头4需要承受较大的弯矩与剪力荷载条件下，需布置双排螺栓才能满足荷载要求，为了双排螺栓的安装空间，需要较大的螺栓安装手孔2，但会对混凝土管片1造成较大的损伤，因此双排螺栓结构在混凝土管片1中的应用是难以实现的。

此外，目前在部分盾构隧道中还会采用复合管片结构，即在混凝土的外围六面覆盖钢板，此时复合管片的主要承力构件变为钢结构。如果在其环向接头的手孔内设置一个螺栓孔5，在设置于螺栓孔5内的螺栓承受较大剪力作用的情况下，钢板较易发生如图3所示的剪切破坏。因此，本领域急需一种复合管片螺栓手孔的布置结构，以增加环向螺栓的布置数量，提高管片接头的承载力。

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，提供一种复合管片螺栓手孔布置结构，该布置结构通过在环向接头设置自内弧面钢板直通外弧面钢板的环向螺栓手孔，并在环向螺栓手孔中的端板上布置双排螺栓孔，以提高复合管片环向接头的抗剪承载能力。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种复合管片螺栓手孔布置结构，所述复合管片为六面包覆有钢板的混凝土复合结构，其特征在于所述复合管片具有环向接头和纵向接头，所述环向接头上的环向螺栓手孔自所述复合管片的内弧面钢板深入至其外弧面钢板，所述纵向接头上的纵向螺栓手孔采用钢质箱式结构，所述箱式结构贯穿所述复合管片的内弧面钢板至所述混凝土结构中。

每个所述环向螺栓手孔内的端板上设置有两排共四个螺栓孔。

所述纵向螺栓手孔内的螺栓孔位于所述复合管片环面钢板高度的1/3～1/2处。

本实用新型的优点是，通过在复合管片的环向接头处设置双排螺栓孔，以提高环向接头的抗剪承载能力，并通过将纵向接头中的螺栓孔布置在管片高度的1/3～1/2处，以使螺栓预紧力作用在复合管片环形心线处附近，使复合管片在环面上受力均匀，提高环向弹性橡胶密封条的防水性能。

附图说明

图1为现有技术中管片之间通过直螺栓连接的示意图；

图2为现有技术中混凝土管片上的手孔布置示意图；

图3为剪切状态下钢材可能发生的破坏示意图；

图4为本实用新型中两端具有楔形量的复合管片立面螺栓手孔布置图；

图5为本实用新型中图4的a-a剖面示意图；

图6为本实用新型中图4的b-b剖面示意图；

图7为本实用新型中图4的c-c剖面示意图；

图8为本实用新型中图4的d-d剖面示意图；

图9为本实用新型中一端具有楔形量的复合管片立面螺栓手孔布置图；

图10为本实用新型中图9的e-e剖面示意图；

图11为本实用新型中无楔形量的复合管片立面螺栓手孔布置图。

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1-11，图中标记1-20分别为：混凝土管片1、螺栓安装手孔2、螺栓3、环向接头4、螺栓孔5、纵向螺栓手孔6、纵向接头7、迎千斤顶环面钢板8、环向螺栓手孔9、端板10、环向接头11、螺栓孔12、背千斤顶环面钢板13、侧板14、侧板15、外弧面钢板16、内弧面钢板17、螺栓孔18、混凝土19、盖板20。

实施例：本实施例具体涉及一种复合管片螺栓手孔布置结构，通过在复合管片中预先制作螺栓手孔的钢质箱式结构，从而实现双排螺栓在复合管片中的应用，可应用于矩形盾构隧道、异形盾构隧道等以承受弯矩、剪力为主的结构中。

如图4-8所示，该复合管片由混凝土19构成，在混凝土19的六面均覆盖有钢板，这六面钢板分别是迎千斤顶环面钢板8、背千斤顶环面钢板13、外弧面钢板16、内弧面钢板17以及两侧的端板10，此外复合管片的两侧具有楔形量。复合管片的两侧为环向接头11，环向接头11负责相邻复合管片之间的拼装成环，在单侧的环向接头11上布置两个环向螺栓手孔9，环向螺栓手孔9采用自内弧面钢板17直通至外弧面钢板16的深手孔形式，如图6所示，具体由倒圆角的侧板15组成，侧板15的两端分别焊接于复合管片的外弧面钢板16和内弧面钢板17上，为了螺栓的安装方便，在带有楔形量的复合管片中，侧板15还垂直于端板10。在环向螺栓手孔9中的端板10上，钻设有双排螺栓孔12，也就是说，在环向螺栓手孔9中能够布置四个环向螺栓。复合管片的前后端为纵向接头7，纵向接头7负责前后衬砌环之间的拼装，在单端的纵向接头7上依据其长度均匀间隔布置若干纵向螺栓手孔6，纵向螺栓手孔6贯穿内弧面钢板17至混凝土19内部中的一定距离，纵向螺栓手孔6是由带倒圆角的侧板14及顶部盖板20组成的钢质箱式结构，在纵向螺栓手孔6中的迎千斤顶环面钢板8或背千斤顶环面钢板13中钻设一个纵向螺栓孔18，螺栓孔18具体设置于环面钢板高度的1/3～1/2处。螺栓手孔的宽度及侧板距螺栓的距离以可满足螺栓扳手的拧紧作业为依据，螺栓之间的距离以钢结构的国家设计标准进行控制，通过这种螺栓手孔布置方式可满足具有较大承载力管片接头的设计要求。

如图4-8所示，在复合管片的制作过程中，首先加工环向螺栓手孔9与纵向螺栓手孔6的侧板15和14，然后根据设计所要求的半径进行钢板的弯曲；对于纵向螺栓手孔6，还需焊接其顶部的盖板20，形成钢钢质箱式结构，如图7所示；之后将倒角后的环向螺栓手孔9的侧板15焊接于端板10，将纵向螺栓手孔6的钢箱结构分别焊接于迎千斤顶环面钢板8和背千斤顶环面钢板13上；在复合管片的这四面钢板（两侧端板10、迎千斤顶环面钢板8和背千斤顶环面钢板13）拼装完成之后，将侧板15和14分别与内弧面钢板17和外弧面钢板16焊接，从而形成复合管片的钢结构箱体，并完成混凝土充填注浆。

需要说明的是，本实施例中螺栓手孔布置结构也可应用于如图9、10所示的单侧具有楔形量的L型复合管片中，或应用于如图11所示的无楔形量的复合管片中，无论是环向螺栓手孔9还是纵向螺栓手孔6的布置结构，均与图4-8中所示的两侧具有楔形量的复合管片相同。

在本实施例中，通过在管片中预先制作环向螺栓手孔的钢箱，从而实现环向双排螺栓在复合管片中的应用，这种承载力较大的环向接头连接构造可应用于矩形盾构隧道、异形盾构隧道等以承受弯矩、剪力为主的结构中，避免发生应力破坏；同样，通过在管片中预先制作纵向螺栓手孔的钢质箱式结构，并将纵向螺栓布置于管片厚度方向1/3～1/2处，可使螺栓预紧力作用在管片环形心线附近处，管片在环面受力均匀，提高了环向接头的抗剪承载能力，环向弹性橡胶密封条的防水性能得到提高。

Claims (3)

1.一种复合管片螺栓手孔布置结构，所述复合管片为六面包覆有钢板的混凝土复合结构，其特征在于所述复合管片具有环向接头和纵向接头，所述环向接头上的环向螺栓手孔自所述复合管片的内弧面钢板深入至其外弧面钢板，所述纵向接头上的纵向螺栓手孔采用钢质箱式结构，所述箱式结构贯穿所述复合管片的内弧面钢板至所述混凝土结构中。

2.根据权利要求1所述的一种复合管片螺栓手孔布置结构，其特征在于每个所述环向螺栓手孔内的端板上设置有两排共四个螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的一种复合管片螺栓手孔布置结构，其特征在于所述纵向螺栓手孔内的螺栓孔位于所述复合管片环面钢板高度的1/3～1/2处。