CN220979516U - 一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，所述预制仰拱包括仰拱本体，所述仰拱本体一侧装配面上设置有凸面球形键，另一侧装配面上设置有与所述凸面球形键对应的凹面球形键槽，所述凸面球形键与所述凹面球形键槽相适配，所述仰拱本体顶部中间位置设置有排水沟。本实用新型通过在预制仰拱间的两个装配面上设置三个同规模的凸面球形键和凹面球形键槽，使仰拱在洞轴线方向紧密贴合，并形成一套简易、便捷的预制仰拱安装方法，提高隧洞仰拱施工质量和速度。

Description

一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱

技术领域

本实用新型涉及隧洞工程技术领域，具体涉及一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱。

背景技术

仰拱是设置在隧洞底部的反向拱形结构，与二次衬砌构成隧洞整体，能够增强结构稳定性。仰拱通常采用现浇施工方法，对同步施工的各项洞内作业干扰很大，严重制约施工进度；同时，仰拱采用洞内现浇方式受现场环境的影响较大，致使仰拱结构的强度和质量较差。与洞内现浇相比，洞外预制仰拱较好地解决了洞内施工干扰问题，且具有良好的施工环境和养护条件，不仅能够确保仰拱结构的强度和质量，同时可以大幅提高隧洞仰拱的标准化作业水平和施工速度。而在机械吊装预制仰拱过程中，如何保证仰拱之间能够紧密连接、减小仰拱间的接触缝和错台量，决定了整体隧洞仰拱结构的施工质量。

目前铁路、公路、水工等地下隧洞工程中，仰拱预制块的连接通常采用螺栓结合榫槽的方式，这对预制块结构的精度及刚度提出了更高的要求，增加了预制块制作的成本及难度。因此，为满足预制仰拱施工质量需求，需要对仰拱预制块的连接结构进行优化。

实用新型内容

针对隧洞工程中预制仰拱间接触缝与错台量大、连接结构刚度要求高、机械吊装难度高等特点，本实用新型目的在于提供一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，通过在预制仰拱间的两个装配面上设置三个同规模的凸面球形键和凹面球形键槽，使仰拱在洞轴线方向紧密贴合，并形成一套简易、便捷的预制仰拱安装方法，提高隧洞仰拱施工质量和速度。

一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，所述预制仰拱包括仰拱本体，所述仰拱本体一侧装配面上设置有凸面球形键，另一侧装配面上设置有与所述凸面球形键对应的凹面球形键槽，相对应的所述凸面球形键与所述凹面球形键槽相适配，所述仰拱本体顶部中间位置设置有排水沟。

其中，凸面球形键没有尖锐的棱角，不会产生应力集中的薄弱部位，结构较普通键槽更为稳定安全；安装顶进过程具备自适应就位能力，增加了安装精确度，有利于减少施工错台；且立模与拆模过程操作方便、成本可控。

优选地，所述凸面球形键包括设置于所述排水沟下方的第一凸面球形键、以及对称设置于所述第一凸面球形键左右两侧的第二凸面球形键。

优选地，所述第一凸面球形键的半径小于所述第二凸面球形键的半径。

优选地，所述第一凸面球形键半径为所述第二凸面球形键半径的1/3-1/2。

优选地，所述仰拱本体、凸面球形键、凹面球形键槽以及排水沟设置为一体成型结构。

相比于现有技术，本实用新型主要有如下优点及效果：

本实用新型提出的采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，通过在预制仰拱的两个装配面上分别设置三个凹凸球形键槽，使仰拱在洞轴线方向紧密贴合；形成一套简易、便捷的预制仰拱安装方法，避免仰拱间产生较大的接触缝和错台量，改善施工人员的工作环境，减小机械定点吊装作业的难度，提高隧洞仰拱施工质量和速度，具有可观的经济和环境效益。

附图说明

图1为本实用新型预制仰拱的正侧视图。

图2为本实用新型预制仰拱的正视图。

图3为本实用新型预制仰拱的俯视图。

图4为本实用新型预制仰拱的后视图。

图5为本实用新型预制仰拱连接效果图。

图中：1.仰拱本体，2.排水沟，3.凸面球形键，31.第一凸面球形键，32.第二凸面球形键，4.凹面球形键槽，5.装配面。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，阐明采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱及其安装方法。本例中的预制仰拱尺寸、球形键槽尺寸等，可依据实际工程条件及相关工程规范进行调整和确定。

如图1-4所示，一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，预制仰拱包括仰拱本体1，仰拱本体1一侧装配面5上设置有凸面球形键3，另一侧装配面5上设置有与凸面球形键3对应的凹面球形键槽4，凸面球形键3与凹面球形键槽4相适配，仰拱本体1顶部中间位置设置有排水沟2。

凸面球形键3没有尖锐的棱角，不会产生应力集中的薄弱部位，结构较普通键槽更为稳定安全；安装顶进过程具备自适应就位能力，增加了安装精确度，有利于减少施工错台；且立模与拆模过程操作方便、成本可控。

进一步地，凸面球形键3包括设置于排水沟下方的第一凸面球形键31、以及对称设置于第一凸面球形键31左右两侧的第二凸面球形键32。其中，第一凸面球形键31半径为第二凸面球形键32半径的1/3-1/2。相应地，仰拱本体1另一侧装配面5上设置有与第一凸面球形键31、第二凸面球形键32规模相同的凹面球形键槽4。

第一凸面球形键31半径小于两侧第二凸面球形键32半径，中心球形键尺寸不同于两侧球形键尺寸，有助于识别仰拱块中心与两侧位置，能作为参考定位点，提高仰拱之间的贴合顶进作业效率。

进一步地，仰拱本体1、凸面球形键3、凹面球形键槽4以及排水沟5设置为一体成型结构。

如图5所示，基于上述结构设计，本实用新型还提供一种预制仰拱的安装方法，包括如下步骤：

(1)预制仰拱制作

构建具有整体式球形键槽结构的预制仰拱模板。混凝土按要求浇筑、养护及拆模后，检查排水沟2以及凸面球形键槽3和凹面球形键槽4的成形质量，每个装配面5有三个对称分布的凸面球形键槽3和凹面球形键槽4，中心球形结构的半径小于两侧的球形结构，经过最终养护阶段后再次检验确认仰拱预制块体的可利用性。

(2)预制仰拱安装

在安装预制仰拱前，清理隧道底部。在步骤1完成后，利用机械装备吊装预制仰拱，相邻的预制仰拱通过装配面5的凸面球形键3和凹面球形键槽4紧密吻合，并利用水平道尺等设备确保仰拱道路面保持水平，初步完成预制仰拱的安装。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅仅是本实用新型的优选实施方案，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案。在本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干修改、补充或改用类似的方法替代，这些也应视作本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，所述预制仰拱包括仰拱本体(1)，其特征在于：所述仰拱本体(1)一侧装配面(5)上设置有凸面球形键(3)，另一侧装配面(5)上设置有与所述凸面球形键(3)对应的凹面球形键槽(4)，相对应的所述凸面球形键(3)与所述凹面球形键槽(4)相适配，所述仰拱本体(1)顶部中间位置设置有排水沟(2)；

所述凸面球形键(3)包括设置于所述排水沟(2)下方的第一凸面球形键(31)、以及对称设置于所述第一凸面球形键(31)左右两侧的第二凸面球形键(32)，所述第一凸面球形键(31)的半径小于所述第二凸面球形键(32)的半径。

2.根据权利要求1所述的采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，其特征在于：所述第一凸面球形键(31)半径为所述第二凸面球形键(32)半径的1/3-1/2。

3.根据权利要求1所述的采用球形键槽结构的隧洞预制仰拱，其特征在于：所述仰拱本体(1)、凸面球形键(3)、凹面球形键槽(4)以及排水沟(2)设置为一体成型结构。