CN214196330U - 适用于断裂带的管片连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及隧道管片连接领域，特别是一种适用于断裂带的管片连接结构。包括环向连接相邻管片的通用螺栓，相邻管片环形连接后形成管片环，其中，还包括纵向连接相邻管片环的管片连接螺栓，管片连接螺栓包括螺杆、螺母和弹簧，螺杆包括螺杆中间部位和位于中间部位两侧的螺杆端部，螺杆中间部位的尺寸小于螺杆端部的尺寸，且螺杆中间部位的尺寸小于通用螺栓的尺寸，螺杆端部和螺杆中间部位之间通过光滑的过渡段连接，螺杆端部设有外螺纹，外螺纹与螺母的内螺纹紧密咬合，弹簧套在螺杆的中间部位。其结构简单，安装方便，能够提升结构抗震性能，有效地避免管片发生大规模破坏，保证了管片的完整性。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道管片连接领域，特别是一种适用于断裂带的管片连接结构。
背景技术
盾构(或TBM)法施工是利用螺栓将预制好的管片连接成管片环，再通过螺栓将管片环连接起来形成完整的隧道，具有施工速度快、节省人力、对地表影响小等优点，被广泛应用于隧道建设中。
目前隧道穿越断裂带时，一般采用加固地层、减震消震等措施，但对于长大断裂带，若断层量较大，在管片螺栓孔处容易出现应力集中现象，造成管片开裂等破坏，影响管片的完整性。因此亟需一种能够适应断裂带变形的管片连接螺栓。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种适用于断裂带的管片连接结构，其结构简单，安装方便，能够提升结构抗震性能，有效地避免管片发生大规模破坏，保证了管片的完整性。
本实用新型的技术方案是：一种适用于断裂带的管片连接结构，包括环向连接相邻管片的通用螺栓，相邻管片环形连接后形成管片环，其中，还包括纵向连接相邻管片环的管片连接螺栓，管片连接螺栓包括螺杆、螺母和弹簧，螺杆包括螺杆中间部位和位于中间部位两侧的螺杆端部，螺杆中间部位的尺寸小于螺杆端部的尺寸，且螺杆中间部位的尺寸小于通用螺栓的尺寸，螺杆端部和螺杆中间部位之间通过光滑的过渡段连接，螺杆端部设有外螺纹，外螺纹与螺母的内螺纹紧密咬合；
所述弹簧套在螺杆的中间部位，弹簧的外径大于螺杆端部的尺寸，弹簧的内径大于螺杆中间部位的尺寸、且小于螺杆端部的螺纹内径，弹簧的两端分别与两侧的螺杆端部固定连接，弹簧处于拉伸状态；
所述螺杆端部分别穿过相邻两管片环的对应的纵向螺栓连接孔，旋紧两端的螺母，通过管片连接螺栓实现相邻两管片环之间的纵向固定连接。
本实用新型中，所述螺杆呈弧形，其螺杆中间部位呈弧形。
所述螺杆中间部位的表面呈光滑状。
所述螺杆端部、过渡段和中间部位呈一体式结构。
本实用新型的有益效果是：
(1)在断层错动量较小、剪力较小的情况下，该连接结构能够维持隧道整体稳定，保证隧道的安全；
(2)在断层错动量较大、剪力较大的情况下，管片连接螺栓中螺杆的中间部位受剪破坏后，弹簧可通过变形来适应断层的错动，以此保证管片环的完整性，避免管片发生大规模破坏，同时也保证了设防范围外管片的完整性。
(3)在隧道穿越粘滑活动断层或蠕滑活动断层时均可保证其使用效果，能够提升结构抗震性能，扩大盾构(TBM)法施工的适用范围，适合广泛推广。
附图说明
图1是管片连接螺栓的结构示意图；
图2是管片连接螺栓中螺杆的剖视图；
图3是管片连接螺栓端部的结构示意图；
图4是实施例1中弧形管片连接螺栓的结构示意图；
图5是盾构/TBM管片的结构示意图；
图6是实施例1中弧形管片连接螺栓的实施效果图。
图中：1螺杆；101螺杆端部；102螺杆中间部位；103过渡段；2螺母；3弹簧；4管片；4-1环向螺栓连接孔；4-2纵向螺栓连接孔；5通用环向连接螺栓；6弧形管片连接螺栓。
具体实施方式
为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
本实用新型所述的适用于断裂带的管片连接结构，包括环向连接相邻管片的通用螺栓和纵向连接相邻管片环的管片连接螺栓，相邻管片环形连接后形成管片环。
如图1至图3所示，管片连接螺栓包括螺杆1、螺母2和弹簧3，螺杆中间部位102的尺寸小于螺杆端部101的尺寸，且螺杆中间部位101的尺寸小于通用螺栓的尺寸，即管片连接螺栓的抗剪强度小于设防范围外通用螺栓螺杆的抗剪强度。螺杆端部101与螺杆中间部位102之间通过光滑的过渡段103连接，避免螺杆的截面发生突变，防止应力集中等现象的发生。过渡段103的截面呈梯形，过渡段103的外端与螺杆端部101固定连接，过渡段103的内端与螺杆中间部位102连接，本实施例中，螺杆端部101、过渡段103和螺杆中间部位102呈一体式结构。螺杆端部101设有外螺纹，螺母3的内螺纹与螺栓端部101的外螺纹紧密咬合。弹簧3套在螺杆中间部位102的外侧，弹簧3的外径大于螺杆端部101的尺寸，弹簧3的内径大于螺杆中间部位102的尺寸，且小于螺杆端部101的螺纹内径，弹簧3的两端分别与螺杆端部101固定连接，且弹簧始终处于弹性范围内的拉伸状态。
实施例1
如图4所示，本实施例中的管片连接螺栓为弧形管片连接螺栓，包括螺杆1、螺母2和弹簧3，螺杆1呈弧形。螺杆1包括螺杆中间部位102和位于中间部位两侧的螺杆端部101，螺杆端部101的直径大于螺杆中间部位102的直径，螺杆端部101和螺杆中间部位102之间通过光滑的过渡段103连接，螺杆的中间部位102呈弧形，且表面是光滑的，螺杆端部101设有外螺纹，外螺纹与螺母2的内螺纹紧密咬合。在使用过程中，管片上预留有环向螺栓连接孔和纵向螺栓连接孔，首先相邻两管片的环向螺栓连接孔之间通过通用螺栓连接，将管片沿环向连接成管片环，然后将本实施例中螺杆端部101分别穿过相邻两管片环的对应的纵向螺栓连接孔，利用扳手等工具旋紧两端的螺母2，通过管片连接螺栓实现了相邻两管片环之间的纵向固定连接。弹簧3套在螺杆的中间部位101，弹簧3的两端分别与两侧的螺杆端部102固定连接，弹簧3处于拉伸状态。
本实用新型的工作原理如下所述。在盾构(TBM)隧道穿越断裂带时，管片环拼接完成后，在设防范围内通过本实施例所述的管片连接螺栓进行管片环之间的纵向连接，从而形成一条完整的隧道。在断层未错动或错动量较小时，该管片连接螺栓与设防范围外的通用螺栓有同样的作用效果，此时管片连接螺栓保持其原有状态，可继续维持管片环之间的相对稳定，保证隧道的运营安全。当发生断层错动量较大或地震时，在较大剪力作用下，管片连接螺栓的螺杆中间部位断开，弹簧3发生变形以适应断层错动，此时管片环可在纵向和环向方向上发生位移，从而保证设防范围内的各个管片环可以保持其完整性，同时设防范围外隧道不受设防段的影响，避免了断层错动时管片预留螺栓孔处由于应力集中造成管片破损的现象，便于强震或大变形后的隧道维修，从而提升隧道的整体抗震性能。
如图5和图6所示，每个盾构/TBM管片4上均预留有环向螺栓连接孔4-1和纵向螺栓连接孔4-2，相邻两管片4之间的环向螺栓连接孔4-1之间通过通用螺栓连接，从而管片沿环向连接成管片环，然后将本实施例所述的弧形管片连接螺杆6端部分别穿过相邻两管片上对应设置的纵向螺栓连接孔4-2，将螺母2分别套在螺杆1的两侧端部，并用扳手等工具对螺母2进行紧固，从而实现了管片环之间的连接。
以上对本实用新型所提供的适用于断裂带的管片连接螺栓进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种适用于断裂带的管片连接结构，包括环向连接相邻管片的通用螺栓，相邻管片环形连接后形成管片环，其特征在于：还包括纵向连接相邻管片环的管片连接螺栓，管片连接螺栓包括螺杆、螺母和弹簧，螺杆包括螺杆中间部位和位于中间部位两侧的螺杆端部，螺杆中间部位的尺寸小于螺杆端部的尺寸，且螺杆中间部位的尺寸小于通用螺栓的尺寸，螺杆端部和螺杆中间部位之间通过光滑的过渡段连接，螺杆端部设有外螺纹，外螺纹与螺母的内螺纹紧密咬合；
所述弹簧套在螺杆的中间部位，弹簧的外径大于螺杆端部的尺寸，弹簧的内径大于螺杆中间部位的尺寸、且小于螺杆端部的螺纹内径，弹簧的两端分别与两侧的螺杆端部固定连接，弹簧处于拉伸状态；
所述螺杆端部分别穿过相邻两管片环的对应的纵向螺栓连接孔，旋紧两端的螺母，通过管片连接螺栓实现相邻两管片环之间的纵向固定连接。
2.根据权利要求1所述的适用于断裂带的管片连接结构，其特征在于：所述螺杆呈弧形，其螺杆中间部位呈弧形。
3.根据权利要求1所述的适用于断裂带的管片连接结构，其特征在于：所述螺杆中间部位的表面呈光滑状。
4.根据权利要求1所述的适用于断裂带的管片连接结构，其特征在于：所述螺杆端部、过渡段和中间部位呈一体式结构。
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