CN206753614U - 具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，所述隧道预制混凝土管片具有环间拼接端面以及块间拼接端面，其特征在于：两所述块间拼接端面内分别垂直埋设有可相互适配连接的块间公接头以及块间母接头；两所述环间拼接端面内分别垂直埋设有可相互适配连接的环间公接头以及环间母接头。本实用新型的优点是，通过插接式的连接件可以快速地将隧道预制混凝土管片拼装成隧道；且插接的连接结构具有良好的承载弯矩的能力，有利于提高管片环向刚度。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道施工领域，具体涉及一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片。
背景技术
管片接头是盾构隧道装配式衬砌管片的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个衬砌结构的性能发挥和建设成本。目前国内盾构隧道衬砌基本全都使用螺栓作为连接件，包括短直螺栓、长直螺栓、弯螺栓、斜螺栓等。
螺栓作为连接件安装直观可靠，可以保证要求的紧固力，但是也存在着很多问题：1 )使用螺栓作为连接件需要在管片上设置手孔，手孔对混凝土管片造成了削弱，在施工和使用中容易发生管片局部开裂的问题，进而导致渗漏水，影响正常使用和衬砌的耐久性；2)螺栓的紧固基本都是人工作业，耗费大量时间和人力，施工速度慢、工期长。
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，提供一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，该隧道预制混凝土管片通过在其两侧的块间拼接端面上以及其前后两端的环间拼接端面上分别预埋可相互插接锁止式的接头连接结构，从而实现管片之间以及管节之间的快速可靠拼装，解决了使用螺栓作为连接件存在的问题。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，所述隧道预制混凝土管片具有环间拼接端面以及块间拼接端面，两所述块间拼接端面内分别垂直埋设有可相互适配连接的块间公接头以及块间母接头；两所述环间拼接端面内分别垂直埋设有可相互适配连接的环间公接头以及环间母接头。
所述环间公接头的一端为公接头连接件，其另一端为变截面插头；所述环间母接头的一端开设有与所述变截面插头相适配的连接凹槽，其另一端设置有母接头连接件；所述连接凹槽的内壁设置有若干楔形滑块；所述连接凹槽的底部设置有楔形滑块推动机构。
所述变截面插头包括与所述公接头连接件固定连接的柱体部分以及截面自内向外逐渐变大的变截面端头，所述变截面端头呈四棱锥形。
所述连接凹槽自外向内依次包括呈四棱锥形的变截面凹槽以及定截面凹槽，所述变截面凹槽的截面自外向内逐渐扩大，构成滑动斜坡面；所述楔形滑块设置于所述变截面凹槽内壁与所述变截面端头外壁面之间的间隙内，所述楔形滑块的小厚度端朝向所述变截面凹槽的开口，所述楔形滑块的大厚度端抵靠在位于所述定截面凹槽内的所述楔形滑块推动机构上。
所述楔形滑块推动机构包括挡板以及推动弹簧；所述推动弹簧设置在所述挡板以及所述定截面凹槽的底面之间。
所述公接头连接件以及所述母接头连接件分别通过具有内螺纹的螺栓孔连接在所述隧道预制混凝土管片内的结构连接筋。
所述块间公接头的底端垂直埋设在所述隧道预制混凝土管片的块间拼接端面内；所述块间公接头的顶面设置有T型接头；所述块间母接头的顶面开设有与所述T型接头相适配的T型凹槽；所述块间母接头的底端垂直埋设在所述隧道预制混凝土管片的块间拼接端面内。
所述环间拼接端面与所述隧道预制混凝土管片的轴线垂直；所述块间拼接端面与所述隧道预制混凝土管片的轴线平行。
所述隧道预制混凝土管片的单个所述块间拼接端面上垂直埋设有至少一个所述块间公接头以及至少一个所述块间母接头。
本实用新型的优点是，通过插接式的连接件可以快速地将隧道预制混凝土管片拼装成隧道；采用插接的连接结构可以包容一定程度的施工误差，且插接的连接结构具有良好的承载弯矩的能力，有利于提高管片环向刚度。
附图说明
图1为本实用新型具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片的底面视图；
图2为本实用新型具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片的侧视图；
图3为本实用新型中的隧道预制混凝土管节的连接处的局部剖视图；
图4为本实用新型中的隧道预制混凝土管片的连接处的局部剖视图；
图5为本实用新型中的图3中A处的局部放大图；
图6为本实用新型中的图4中B处的局部放大图；
图7为本实用新型中的环间公插头的剖视图；
图8为本实用新型中的环间母插头的剖视图；
图9为本实用新型中的环间装配式快速接头连接过程中的示意图；
图10为本实用新型中的块间公接头的剖视图；
图11为本实用新型中的块间公接头的侧视图；
图12为本实用新型中的块间母接头的剖视图；
图13为本实用新型中的块间母接头的侧视图。
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1-13，图中标记1-27分别为：隧道预制混凝土管片1、环间拼接端面2、块间拼接端面3、隧道预制混凝土管节4、块间公接头5、块间母接头6、环间公接头7、环间母接头8、公接头连接件9、变截面插头10、连接凹槽11、母接头连接件12、楔形滑块13、楔形滑块推动机构14、结构连接筋15、柱体部分16、变截面端头17、变截面凹槽18、定截面凹槽19、挡板20、推动弹簧21、顶面22、T型接头23、顶面24、T型凹槽25、限位挡板26、拼接凹槽27。
实施例：如图1-4所示，本实施例具体涉及一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，在本实施例中，每个隧道预制混凝土管片1均具有两个环间拼接端面2以及两个块间拼接端面3；相邻的隧道预制混凝土管片1的块间拼接端面3贴合拼接在一起，拼接成环状的隧道预制混凝土管节4；相邻的隧道预制混凝土管节4的环间拼接端面2贴合拼接在一起，拼接形成连续的隧道管壁；在本实施例中，块间拼接端面3与隧道预制混凝土管片1的轴线平行；环间拼接端面2与隧道预制混凝土管片1的轴线垂直。
如图1、2、4、6所示，隧道预制混凝土管片1的两侧的块间拼接端面3内分别垂直埋设有块间公接头5以及块间母接头6，从而可使位于相邻隧道预制混凝土管片1之间的块间公接头5与块间母接头6构成相互适配的连接结构；在本实施例中，隧道预制混凝土管片1的各块间拼接端面3均埋设有一个块间公接头5以及一个块间母接头6。
如图1、2、3、5所示，隧道预制混凝土管片1前后两端的环间拼接端面2内分别垂直埋设有环间公接头7以及环间母接头8，位于相邻隧道预制混凝土管片1之间的环间公接头7与环间母接头8构成相互适配的连接结构；在本实施例中，隧道预制混凝土管片1的一个环间拼接端面2设置有三个环间公接头7，另一个环间拼接端面2设置有三个环间母接头8。
如图5、7、8所示，环间公接头7的一端为公接头连接件9，其另一端为变截面插头10；环间母接头8的一端开设有与变截面插头10相适配的连接凹槽11，其另一端设置有母接头连接件12；连接凹槽11的内壁设置有若干楔形滑块13；连接凹槽11的底部设置有楔形滑块推动机构14。
如图7所示，公接头连接件9以及环间母接头8均垂直埋设于隧道预制混凝土管片1的环间拼接端面内，公接头连接件9以及环间母接头8的母接头连接件12的端部均设置有与隧道预制混凝土管片1内的结构连接筋15相适配的内螺纹。在浇筑隧道预制混凝土管片1之前，需要将环间公接头7以及环间母接头8分别通过公接头连接件9以及母接头连接件12与隧道预制混凝土管片1内的结构连接筋15连接；通过与结构连接筋进行连接，可以方便的将环间公接头7以及环间母接头8预埋在隧道预制混凝土管片1的预设位置。
如图7所示，变截面插头10由高强度不锈钢制成，变截面插头10包括与公接头连接件9固定连接的柱体部分16以及截面自内向外逐渐变大的变截面端头17，所述变截面端头17呈四棱锥形。本实施例中，变截面端头17、柱体部分16以及公接头连接件9三者同轴设置。
如图8所示，连接凹槽11自外向内依次包括呈四棱锥形的变截面凹槽18以及定截面凹槽19，变截面凹槽18的截面自外向内逐渐扩大，构成滑动斜坡面；楔形滑块13设置于变截面凹槽18内壁与变截面端头17外壁面之间的间隙内，楔形滑块13的小厚度端朝向变截面凹槽18的开口，楔形滑块13的大厚度端抵靠在位于定截面凹槽19内的楔形滑块推动机构14上。变截面凹槽18的开口的面积大于变截面端头17的端面面积；楔形滑块推动机构14包括设置在定截面凹槽19内的挡板20以及设置在挡板20与定截面凹槽19底面之间的推动弹簧21；推动弹簧21可以通过推动挡板20，进而推动楔形滑块13沿着变截面凹槽18的内壁向变截面凹槽18的开口滑动。
如图7、8、9所示，楔形滑块13的数目为四，四个楔形滑块13分别位于四棱锥形的变截面凹槽18的四个内壁；在环间公接头7的变截面插头10插入环间母接头8的连接凹槽11后，楔形滑块13插入变截面插头10的变截面端头17与变截面凹槽18之间的空隙内，构成锁死结构，使得环间公接头7和环间母接头8之间无法分离。
如图1、10、11、12、13所示，块间公接头5的底端垂直埋设在隧道预制混凝土管片1的块间拼接端面内；块间公接头5的顶面22设置有T型接头23；块间母接头6的顶面24开设有与T型接头23相适配的T型凹槽25；块间母接头6的底端垂直埋设在隧道预制混凝土管片1的块间拼接端面内。
如图10-13所示，在本实施例中，块间公接头5以及块间母接头6的底面均设置有两个具有内螺纹的螺栓孔；螺栓孔用于连接隧道预制混凝土管片1内的结构连接筋15。T型凹槽25的延伸方向与块间母接头6的顶面24平行；在本实施例中，T型凹槽25与T型接头23均为互相适配的楔形结构；T型凹槽25的尖端设置有限位挡板26，T型凹槽25的另一端设置有开口，T型接头23从所述开口插入T型凹槽25内部；在隧道预制混凝土管片1的块间拼接端面3上开设有拼接凹槽27；拼接凹槽27连通连通T型凹槽25的开口，并延伸至块间拼接端面3的边缘，通过拼接凹槽27，在拼接过程中可以方便的将T型接头23插入T型凹槽25中。
本实施例中具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片的应用方法包括以下步骤：
1）如图1、2所示，在制作隧道预制混凝土管片1的过程中，分别将块间公接头5、块间母接头6设置在各隧道预制混凝土管片1的块间拼接端面3内；同时分别将环间公接头7以及环间母接头8设置在各隧道预制混凝土管片1的环间拼接端面2内；具体的在浇筑隧道预制混凝土管片1之前，分别将环间公接头7、环间母接头8、块间公接头5以及块间母接头6连接在隧道预制混凝土管片1的结构连接筋15的端部，随后浇筑混凝土，将上述各接头预埋在隧道预制混凝土管片1内部。
2）如图4、6、10、12所示，将相邻的各隧道预制混凝土管片1的块间公接头5以及块间母接头6连接在一起；在连接过程中，依次将T型接头23插入相对应的T型凹槽25内部，各隧道预制混凝土管片1可通过块间公接头5以及块间母接头6连接成环状的隧道预制混凝土管节4。
3）如图3、5、7、8所示，将相邻的隧道预制混凝土管节4之间的环间公接头7以及环间母接头8连接在一起，在连接过程中将相应的变截面插头10插入连接凹槽11内部。
如图7-9所示，变截面插头10插入连接凹槽11的过程中，变截面插头10的端面将楔形滑块13以及楔形滑块推动机构14向连接凹槽11的底部推动；当变截面插头10插设至指定位置的过程中，变截面插头10的变截面端头17与连接凹槽11内的变截面凹槽18的内壁之间的间隙逐渐增大，楔形滑块推动机构14的挡板20在其所抵靠的推动弹簧21的回弹力作用下推动各楔形滑块13插入变截面端头17的侧面和连接凹槽11内壁之间的空隙内，并形成锁死结构；在变截面端头17的端面边缘设置有倒角结构，倒角结构可以起到导向作用，便于楔形滑块13插入变截面端头17与连接凹槽11内壁之间的空隙。
本实施例的有益技术效果为：通过插接式的连接件可以快速地将隧道预制混凝土管片拼装成隧道；采用插接的连接结构可以包容一定程度的施工误差，且插接的连接结构具有良好的承载弯矩的能力，有利于提高管片环向刚度。
Claims (9)
1.一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，所述隧道预制混凝土管片具有环间拼接端面以及块间拼接端面，其特征在于：两所述块间拼接端面内分别垂直埋设有可相互适配连接的块间公接头以及块间母接头；两所述环间拼接端面内分别垂直埋设有可相互适配连接的环间公接头以及环间母接头。
2.根据权利要求1所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述环间公接头的一端为公接头连接件，其另一端为变截面插头；所述环间母接头的一端开设有与所述变截面插头相适配的连接凹槽，其另一端设置有母接头连接件；所述连接凹槽的内壁设置有若干楔形滑块；所述连接凹槽的底部设置有楔形滑块推动机构。
3.根据权利要求2所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述变截面插头包括与所述公接头连接件固定连接的柱体部分以及截面自内向外逐渐变大的变截面端头，所述变截面端头呈四棱锥形。
4.根据权利要求3所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述连接凹槽自外向内依次包括呈四棱锥形的变截面凹槽以及定截面凹槽，所述变截面凹槽的截面自外向内逐渐扩大，构成滑动斜坡面；所述楔形滑块设置于所述变截面凹槽内壁与所述变截面端头外壁面之间的间隙内，所述楔形滑块的小厚度端朝向所述变截面凹槽的开口，所述楔形滑块的大厚度端抵靠在位于所述定截面凹槽内的所述楔形滑块推动机构上。
5.根据权利要求4所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述楔形滑块推动机构包括挡板以及推动弹簧；所述推动弹簧设置在所述挡板以及所述定截面凹槽的底面之间。
6.根据权利要求2所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述公接头连接件以及所述母接头连接件分别通过具有内螺纹的螺栓孔连接在所述隧道预制混凝土管片内的结构连接筋。
7.根据权利要求1所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述块间公接头的底端垂直埋设在所述隧道预制混凝土管片的块间拼接端面内；所述块间公接头的顶面设置有T型接头；所述块间母接头的顶面开设有与所述T型接头相适配的T型凹槽；所述块间母接头的底端垂直埋设在所述隧道预制混凝土管片的块间拼接端面内。
8.根据权利要求1所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述环间拼接端面与所述隧道预制混凝土管片的轴线垂直；所述块间拼接端面与所述隧道预制混凝土管片的轴线平行。
9.根据权利要求1所述的一种具有装配式快速接头的隧道预制混凝土管片，其特征在于：所述隧道预制混凝土管片的单个所述块间拼接端面上垂直埋设有至少一个所述块间公接头以及至少一个所述块间母接头。
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