CN212744012U - 一种隧道拱脚减震结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种隧道拱脚减震结构，属于隧道减震技术领域。解决了在发生地震时现有隧道会在拱脚、拱肩和仰拱处产生较大的应力和位移，导致隧道结构损伤的问题。它包括二次衬砌、仰拱、薄弱层、橡胶板和梯形挡墙，所述薄弱层设置在二次衬砌的拱脚处，所述二次衬砌底部与仰拱相连，所述二次衬砌内侧对称设置有橡胶板，所述橡胶板与薄弱层相连，所述梯形挡墙设置在橡胶板的内侧。它主要用于隧道的减震设计。
Description
技术领域
本实用新型属于隧道减震技术领域，特别是涉及一种隧道拱脚减震结构。
背景技术
隧道作为一种地下结构，在围岩约束和自身的抗震能力条件下一般很少受到地震破坏。但是隧道在强震作用下的震害依然比较突出，且隧道破坏后修复比较困难，对震后的交通运输和抗震救灾造成了极大影响。因此，对隧道进行有效的减震设计是十分必要的。
目前，隧道减震方法主要包括纵向设置减震缝和环向设置减震层，分别从横向和纵向保护隧道免受地震损伤。然而，隧道作为一个整体式圆环结构，在外力作用下往往会在拱脚、拱肩和仰拱处产生较大的应力和位移，导致隧道产生不同程度的破坏。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的问题，提出一种隧道拱脚减震结构。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种隧道拱脚减震结构，它包括二次衬砌、仰拱、薄弱层、橡胶板和梯形挡墙，所述薄弱层设置在二次衬砌的拱脚处，所述二次衬砌底部与仰拱相连，所述二次衬砌内侧对称设置有橡胶板，所述橡胶板与薄弱层相连，所述梯形挡墙设置在橡胶板的内侧。
更进一步的，所述二次衬砌外侧设置有初期支护，所述二次衬砌与初期支护之间设置有减震层。
更进一步的，所述减震层为低模量材料，弹性模量200-500MPa。
更进一步的，所述橡胶板之间设置有路基路面，所述路基路面与仰拱之间填充有回填土。
更进一步的，所述薄弱层为低模量混凝土或橡胶材料，所述低模量混凝土的弹性模量200-500MPa。
更进一步的，所述薄弱层中设置有用于竖向限位的钢材。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型解决了在发生地震时现有隧道会在拱脚、拱肩和仰拱处产生较大的应力和位移，导致隧道结构损伤的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型在隧道的拱脚处设置薄弱层，将整体式隧道切分为分段式隧道。分段式隧道主要由上部结构、薄弱层和下部结构组成，上部结构作为一个完整的二次衬砌结构，不会影响隧道的正常使用，薄弱层可以吸收地震能量，减少上、下部结构的地震损伤。
本实用新型隧道结构减震原理清晰，易于设计，隧道结构构造简单，易于施工，隧道结构既能保证隧道正常运营使用，又能减少隧道在地震作用下的损伤，隧道结构具有一定的韧性，在震后不会影响基本使用功能，减少修复时间和成本，对现有的隧道减震设计具有借鉴意义。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种隧道拱脚减震结构平面结构示意图；
图2为本实用新型所述的一种隧道拱脚减震结构立体结构示意图。
1-初期支护，2-减震层，3-二次衬砌，4-仰拱，5-薄弱层，6-橡胶板，7-梯形挡墙，8-路基路面，9-回填土。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-2说明本实施方式，一种隧道拱脚减震结构，它包括二次衬砌3、仰拱4、薄弱层5、橡胶板6和梯形挡墙7，所述薄弱层5设置在二次衬砌3的拱脚处，所述二次衬砌3底部与仰拱4相连，所述二次衬砌3内侧对称设置有橡胶板6，所述橡胶板6与薄弱层5相连，所述梯形挡墙7设置在橡胶板6的内侧。
本实施例通过在二次衬砌3拱脚处设置薄弱层5，使二次衬砌3拱脚处最先产生横截面内和纵向面内的位移，确保二次衬砌3上部结构的完整。在横截面内，二次衬砌3的位移导致薄弱层5材料失效，二次衬砌3可以自由移动，由于梯形挡墙7的限位作用，使二次衬砌3无法产生过大的位移，避免结构的整体损坏。同理，在纵向面内，二次衬砌3在隧道纵向产生位移时，薄弱层5材料失效，二次衬砌3可以在纵向自由移动，由于两段隧道之间存在减震缝，在减震缝的限位作用下，使二次衬砌3的位移保持在安全范围内。
二次衬砌3外侧设置有初期支护1，二次衬砌3与初期支护1之间设置有减震层2，减震层2为低模量材料，弹性模量200-500MPa，发生地震时，在横截面内，二次衬砌3可以在减震层2和橡胶板6之间自由移动，橡胶板6之间设置有路基路面8，路基路面8与仰拱4之间填充有回填土9。薄弱层5为低模量混凝土或橡胶材料，低模量混凝土的弹性模量200-500MPa，薄弱层5的材料和尺寸可以根据具体的隧道结构进行优化设计。为了防止薄弱层5材料失效后，二次衬砌3上部与下部脱离而产生过大的竖向位移，可以在薄弱层5中设置有用于竖向限位的钢材，避免二次衬3砌整体产生过大位移和变形。
以上对本实用新型所提供的一种隧道拱脚减震结构，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种隧道拱脚减震结构，其特征在于：它包括二次衬砌(3)、仰拱(4)、薄弱层(5)、橡胶板(6)和梯形挡墙(7)，所述薄弱层(5)设置在二次衬砌(3)的拱脚处，所述二次衬砌(3)底部与仰拱(4)相连，所述二次衬砌(3)内侧对称设置有橡胶板(6)，所述橡胶板(6)与薄弱层(5)相连，所述梯形挡墙(7)设置在橡胶板(6)的内侧。
2.根据权利要求1所述的一种隧道拱脚减震结构，其特征在于：所述二次衬砌(3)外侧设置有初期支护(1)，所述二次衬砌(3)与初期支护(1)之间设置有减震层(2)。
3.根据权利要求2所述的一种隧道拱脚减震结构，其特征在于：所述减震层(2)为低模量材料，弹性模量200-500MPa。
4.根据权利要求1所述的一种隧道拱脚减震结构，其特征在于：所述橡胶板(6)之间设置有路基路面(8)，所述路基路面(8)与仰拱(4)之间填充有回填土(9)。
5.根据权利要求1所述的一种隧道拱脚减震结构，其特征在于：所述薄弱层(5)为低模量混凝土或橡胶材料，所述低模量混凝土的弹性模量200-500MPa。
6.根据权利要求1所述的一种隧道拱脚减震结构，其特征在于：所述薄弱层(5)中设置有用于竖向限位的钢材。
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Cited By (1)
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| CN114575877A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种隧道隔震结构的施工方法 |
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2020
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