CN221002768U - 用于隧道管片快接的连接装置及隧道管片 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种用于隧道管片快接的连接装置及隧道管片，连接装置包括：快接母头设置有插接孔及卡接槽，止动组件包括弹性件及至少二块止动块。快接公头包括一体结构的插接部和连接部，插接部设置止动凹槽，连接部的外周壁局部凹陷或凸出形成有加强结构。所述插接部插入所述插接孔，所述止动组件在所述插接部推动下沿所述卡接槽展开，之后弹性复位扣入所述止动凹槽，以阻止所述快接公头自所述快接母头拔出。刚性的止动块可在卡入止动凹槽后，可阻挡快接公头拔出脱离快接母头，从而构成快速插接定位及防止拔出，装配可靠性高。

Description

用于隧道管片快接的连接装置及隧道管片

技术领域

本实用新型涉及隧道管片施工技术领域，尤其涉及一种用于隧道管片快接的连接装置及隧道管片。

背景技术

隧道管片用于隧道内层屏障所用的永久衬砌结构，隧道管片环绕隧道内壁呈环形拼装铺设，以承担抵抗土层压力及其它压力。在施工工程中，相邻两块隧道管片通过连接装置进行连接锁定，以构成整体连接承载结构。如中国公开文件CN106939792公开了一种管片环间连接接头及利用其连接的方法，其中相邻两块管片通过第一插接件和第二插接件的插接配合实现拼装，并且第一插接件上的锁紧机构锁紧第二插接件，以使两块管片锁定成一体。

然而，现有的锁紧机构采用第一插接件所固定的簧片在插入过程中压缩并在插接预设深度后复位卡接于第二插接件的原理进行固定，该插接配合所需空间大，第一插接件和第二插接件之间具有较大配合间隙，导致管片之间的配合精度低，对齐施工难度大的技术问题，因此需要改进。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型实施例提供一种用于隧道管片快接的连接装置及隧道管片，用以解决管片装配精度低，对齐施工难度大的技术问题。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种用于隧道管片快接的连接装置，应用于相邻两块隧道管片之间的插接连接，其特征在于，连接装置包括：

快接母头，设置有插接孔及自所述插接孔的孔壁环形凹陷的至少一个卡接槽；

装配于所述卡接槽的止动组件，所述止动组件包括弹性件和至少二块止动块，所述止动块与所述弹性件相互连接并形成环形结构；

快接公头，所述快接公头包括一体结构的插接部和连接部，所述插接部的外周壁设置适配所述止动组件的止动凹槽，所述连接部的外周壁局部凹陷或凸出形成有加强结构；

其中，所述插接部插入所述插接孔，所述止动组件在所述插接部推动下沿所述卡接槽展开，之后弹性复位扣入所述止动凹槽，以阻止所述快接公头自所述快接母头拔出。

在一实施例中，所述弹性件由刚性材料加工而成，所述弹性件包括交替设置的安装区和形变区，所述止动块设置于所述安装区，所述形变区在展开时伸长。

在一实施例中，所述弹性件包括螺旋状的弹簧圈，所述弹簧圈的两端固连以构成环形结构，所述止动块限定于所述弹簧圈内。

在一实施例中，相邻两块所述止动块通过所述弹性件连接，所有的所述止动块和所述弹性件交替连接呈环形。

在一实施例中，所述止动块的径向宽度尺寸大于所述止动凹槽的深度，所述止动块所处的内圈直径小于所述插接部的外径。

在一实施例中，所述快接母头包括自外周壁环形凹陷形成的拉拔槽，所述拉拔槽远离所述插接孔的开口端。

在一实施例中，所述拉拔槽的一侧槽壁朝向所述插接孔一侧的外周壁倾斜延伸相交。

在一实施例中，所述快接母头设置有间隔分布的两个卡接槽，所述卡接槽沿所述插接孔的轴向间隔分布；所述止动凹槽包括自所述插接部的端面向所述连接部方向间隔设置的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽的中心距和两个卡接槽的中心距相同，所述第一凹槽的一侧凹槽壁朝向所述第二凹槽一侧的插接部外周壁倾斜相交。

在一实施例中，所述加强结构包括自所述连接部凹陷形成的三个及以上的加工槽，相邻两个所述加工槽之间形成加强筋。

在一实施例中，所述插接部的中心线包括直线、弧线或异形曲线。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种隧道管片，包括混凝土主体，所述隧道管片还包括至少两组如上所述的连接装置，相邻两块所述隧道管片相互拼接，其中一块隧道管片的快接公头插接于另一块隧道管片的快接母头。

在一实施例中，所述快接母头浇筑于所述混凝土主体内，所述插接孔所处端面不超出所述混凝土主体的端面，所述快接公头的连接部浇筑于所述混凝土主体内，所述插接部超出所述混凝土主体的端面。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：止动组件预装于快接母头，并沿卡接槽弹性伸缩移动，装配方便。快接公头插入插接孔及止动组件，止动组件在插接部的挤压下沿卡接槽展开，并保持向心收缩的弹性预紧力。当刚性的止动块可在卡入止动凹槽后，可阻挡快接公头拔出脱离快接母头，从而构成快速插接定位及防止拔出，装配可靠性高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的连接装置的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的连接装置的剖视结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的快接公头的结构示意图。

图4是一实施例中一种止动组件的剖视结构示意图。

图5是一实施例中另一种止动组件的剖视结构示意图。

图6是一实施例中止动组件的径向截面示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的隧道管片的通过连接装置连接的放大示意图。

图中，快接母头10；插接孔11；卡接槽12；拉拔槽13；快接公头20；插接部21；止动凹槽211；倒角212；第一凹槽213；第二凹槽214；连接部22；加工槽221；加强筋222；止动组件30；止动块31；弹性件32；安装区321；形变区322；混凝土主体40。

具体实施方式

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，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。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，因此附图中描述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，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。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。

如图1、图2和图7所示，本实用新型提供一种用于隧道管片快接的连接装置，应用于相邻两块隧道管片之间的插接连接。连接装置包括快接母头10、快接公头20及装配于快接母头10的至少一个止动组件30，快接母头10和快接公头20均配置为刚性结构件，快接母头10和快接公头20插接匹配连接。

快接母头10设置有插接孔11及自插接孔11的孔壁环形凹陷的至少一个卡接槽12，插接孔11自快接母头10的端面沿中心线方向凹陷形成沉孔结构。卡接槽12设为与插接孔11相交的环形凹槽结构，当卡接槽12设置为多个时，卡接槽12沿插接孔11的轴线方向间隔分布。插接孔11可设为沉孔、台阶孔、或异形孔结构，优选地，插接孔11设为沉孔，以方便插接孔11加工及快接公头20的插接深度限定。

止动组件30对应设于卡接槽12，以构成预装结构。止动组件30预装于快接母头10，并沿卡接槽12弹性伸缩移动，装配方便。止动组件30组装后整体装配至卡接槽12内，止动组件30的最小内圈直径小于插接孔11的内径，卡接槽12的深度大于止动组件30的径向宽度。止动组件30包括弹性件32和至少二块止动块31，止动块31与弹性件32相互连接并形成环形结构，弹性件32用于带动止动块31弹性展开或收缩运动。可选地，弹性件32可采用金属材料或者橡胶材料制成。

可选地，弹性件32呈环形结构，止动块31限定于弹性件32内并呈环形分布，弹性件32将多个止动块31进行限定，止动块31为刚性的扁平扇形结构件或圆板结构。弹性件32可在外力作用下沿卡接槽12展开，并在外力消失后弹性复位。例如，弹性件32配置为包裹于止动块31外的胶环、盘绕呈环形的弹簧圈、成型于止动块31外的橡胶环或其他它的环形弹性结构，止动块31位于弹性件32内并被弹性件32所包裹或环绕。

可选地，如图4所示，相邻两块止动块31通过弹性件32连接，所有的止动块31和弹性件32交替连接呈环形。止动块31相对的两侧边通过弹性件32与相邻的止动块31相连，止动块31为刚性块结构，弹性件32为弹性结构，以使止动块31可通过弹性件32展开或收缩，弹性运动效果好。

快接公头20为柱状结构，快接公头20包括一体结构的插接部21和连接部22，插接部21用于插接配合插接孔11，插接部21的外周壁设置适配止动组件30的止动凹槽211，止动凹槽211的位置与卡接槽12的位置相匹配。插接部21插入插接孔11和止动组件30的中心，止动组件30在插接部21的推动下沿卡接槽12展开。当插接部21的止动凹槽211移动至止动组件30位置时，止动组件30沿卡接槽12弹性复位并扣入止动凹槽211。其中，止动块31的径向宽度尺寸大于止动凹槽211的深度，弹性件32的内圈直径小于插接部21的外径。止动组件30自止动凹槽211向卡接槽12一侧凸出，从而使止动凹槽211能够同时限定快接公头20和快接母头10，避免快接公头20和快接母头10相对滑动及反向拔出，提高装配的准确性。止动凹槽211适配止动组件30，即为止动组件30能够扣入止动凹槽211，止动凹槽211满足止动组件30的活动及锁止。

快接公头20插入插接孔11及止动组件30，止动组件30在插接部21的挤压推动下沿卡接槽12展开，并保持向心收缩的弹性预紧力。当刚性的止动块31在卡入止动凹槽211后，可阻挡快接公头20拔出脱离快接母头10，从而构成快速插接定位及防止拔出，装配可靠性高。

插接部21与插接孔11插接配合，可选地，插接部21设为实心柱状结构或者空心管状结构。止动凹槽211沿插接部21的中心线方向间隔设置。优选地，插接部21的中心设置为直线，即，插接部21构成直线柱状结构，方便插接部21与插接孔11插接配合。可选地，插接部21的中心设置为弧线或异形曲线，相应地，插接部21的整体形状根据中心线的曲率设置成弧形或异形柱状结构。插接孔11适配插接柱，在实现快速插接配合的基础上，可避免插接部21和插接孔11在直线方向上的分离，进一步提高相邻隧道管片的配合连接紧密性。

连接部22用于被混凝土主体40所浇筑固定，相应地，连接部22的外周壁局部凹陷或凸出形成有加强结构，该加强结构可增大混凝土主体40与连接部22的结合强度。

如图2和图3所示，在一实施例中，加强结构包括自连接部22凹陷形成的三个及以上的加工槽221，相邻两个加工槽221之间形成加强筋222。加工槽221自连接部22的表面凹陷，既能不增加快接公头20的材料成本，又能提高连接部22与混凝土的结合面积。其中，加强筋222沿连接部22的轴向间隔分布，从而构成多道凸筋连接加强结构，能够使快接公头20与连接部22多道连接，提高连接强度。

连接部22位于混凝土主体40内，插接部21自混凝土主体40的端面凸出，连接部22与混凝土主体40的结合面积大，以满足快接公头20的拉拔连接强度。进一步地，连接部22和插接部21的比例为K，其中，1.5≤K≤5。比例K设置为1.5、2、2.5、3、4、5。例如，插接部21的长度设置为20厘米，连接部22的长度设置为30cm~80cm。

如图2、图5和图6所示，止动组件30沿卡接槽12弹性伸缩移动，从而实现止动块31的移动方向及活动范围受到弹性件32的限定，止动块31的活动范围可控。优选地，弹性件32由刚性丝状材料加工而成，以提高弹性件32在快接母头10的冲击下保持结构的稳定性，又能保持结构的稳定，又能具有良好的弹性延展性。

其中，弹性件32包括交替设置的安装区321和形变区322，止动块31设置于安装区321，形变区322在展开时伸长。安装区321用于容纳止动块31，而形变区322连接相邻两个安装区321。例如，止动块31嵌入或成型于安装区321内，形变区322采用波纹机构，扭簧结构或弹簧结构，以构成弹性形变。

在一实施例中，弹性件32呈螺旋状的弹簧圈，弹簧圈的两端固连以构成环形结构，止动块31限定于弹簧圈内。优选地，弹性件32采用金属丝卷绕加工而成，既能具有良好的结构稳定性和结构强度，又能具有良好的延展性和形变性能。在止动组件30与快接公头20的连接过程中保持配合尺寸稳定且轴向形变量小，插接配合精度高。并且，弹簧圈的两端固定，以构成闭环结构，多块止动块31限定于弹簧圈的圈内空间并围绕弹性件32的中心成环形分布。

进一步地，止动块31设置有四块及以上，以构成多点分别沿各自的径向延伸，止动块31的数量多，可降低弹性件32连接形变部分的形变量，降低插接部21的插接阻力。优选地，插接部21的端面设置有倒角212，该倒角212设置为斜面或曲面倒角212。插接部21的端面轴径小于弹性件32的最小内径，设置有止动凹槽211部位的插接部21的外径大于弹性件32的最小内径，插接部21的倒角212既能引导弹性件32沿卡接槽逐渐展开形变，又能提高装配的准确性。

止动块31的径向截面呈扁平结构，止动块31呈扇形的扁平块状结构，其中，径向截面为垂直于止动块31扇形弧线的截面形状。止动块31呈扇形以适配圆弧形的弹性件32，止动块31的径向截面的两端呈弧形面，弹簧圈卷绕贴合于止动块31的表面。

止动块31的径向截面设置，可方便插接部21的插接及导向。优选地，弹簧圈贴合于止动块31的表面，相应地，弹簧圈的径向截面近似于环形扁平结构，弹簧圈相对两侧的金属丝构成间隔的支撑平面，该支撑平面抵接限定于止动凹槽211，以构成刚性支撑。

如图2和图3所示，快接母头10被混凝土浇筑于隧道管片，并且，快接母头10的端面与隧道管片的端面基本平齐。优选地，快接母头10的外周壁设置有加强结构，以提高快接母头10与混凝土的结合面积，提高结合强度。例如，快接母头10的外周壁设置有至少一道法兰凸筋，法兰凸筋远离插接孔11的开口一端。或者，快接母头10的外周壁设置有凹槽结构，以使混凝土填充该凹槽结构，增大结合面积。

优选地，快接母头10包括自外周壁环形凹陷形成的拉拔槽13，拉拔槽13远离插接孔11的开口端。拉拔槽13自快接母头10的外周壁凹陷形成，既能减小快接母头10的尺寸规格要求，降低成本，又能提高快接母头10与混凝土的结合强度。

进一步地，拉拔槽13的一侧槽壁朝向插接孔11一侧的外周壁倾斜延伸相交。拉拔槽13的一侧槽壁自槽底向插接孔11的开口方向倾斜设置，拉拔槽13的槽壁可设置为曲面结构，既能保持拉拔槽13与插接孔11之间的槽壁厚度大，又能增大拉拔槽13的空间尺寸，混凝土与快接母头10的结合部位成逐渐增大的嵌入式卡接结构，以提高结合强度，抗拉拔效果好。

在一实施例中，快接母头10设置有间隔分布的两个卡接槽12，卡接槽12沿插接孔11的轴向间隔分布。卡接槽12设置有两个，每个卡接槽12均安装有一个止动组件30。

止动凹槽211包括自插接部21的端面向连接部22方向间隔设置的第一凹槽213和第二凹槽214，第一凹槽213与第二凹槽214的中心距和两个卡接槽12的中心距相同，第一凹槽213的一侧凹槽壁朝向第二凹槽214一侧的插接部21外周壁倾斜相交。第一凹槽213的一侧槽壁自槽底向第二凹槽214的方向倾斜设置，以构成滑动导向面，使得第一个止动组件30在该滑动导向面的导向下越过第一凹槽213并继续卡接槽弹性展开，并第一个止动组件30卡接至第二凹槽214。与此同时，第二个止动组件30同时卡接至第一凹槽213，从而实现双重锁定，提高相邻两块隧道管片的结合紧密度。

如图2和图7所示，将上述实施例所公开的连接装置应用于隧道管片，隧道管片包括混凝土主体40，隧道管片还包括至少两组连接装置，相邻两块隧道管片相互拼接，其中一块隧道管片的快接公头20插接于另一块隧道管片的快接母头10。可选地，隧道管片的一端浇筑固定有连接装置的快接母头10，隧道管片的另一端浇筑固定有连接装置的快接公头20，相邻两块隧道管片通过连接装置快插连接。快接公头20超出隧道管片的端面，并能够插入到另一隧道管片的快接母头10，从而被止动组件30锁止，避免两块隧道管片反向分离。

进一步地，快接母头10浇筑于混凝土主体40内，插接孔11所处端面不超出混凝土主体40的端面，即为，快接母头10的端面与混凝土主体40的端面平齐，或者，快接母头10的端面自混凝土主体40的端面略微下凹，以使快接母头10不会影响隧道管片之间端面配合。快接公头20的连接部22浇筑于混凝土主体40内，插接部21超出混凝土主体40的端面。

混凝土主体40呈扇形结构，快接母头10被混凝土主体40所包裹，以使混凝土主体40与快接母头10的外周壁完全包裹，以使快接母头10与混凝土主体40呈一体结构。基于同样的原理，快接公头20的连接部22被混凝土主体40所包裹，插接部21超出混凝土主体40，以构成凸出插接部21位。优选地，二个及以上的快接母头10沿混凝土主体40的均匀分布，以实现相邻两个隧道管片多点插接定位，提高结合的紧密性和连接的准确性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种用于隧道管片快接的连接装置，应用于相邻两块隧道管片之间的插接连接，其特征在于，连接装置包括：

快接母头，设置有插接孔及自所述插接孔的孔壁环形凹陷的至少一个卡接槽；

装配于所述卡接槽的止动组件，所述止动组件包括弹性件和至少二块止动块，所述止动块与所述弹性件相互连接并形成环形结构；

快接公头，所述快接公头包括一体结构的插接部和连接部，所述插接部的外周壁设置适配所述止动组件的止动凹槽，所述连接部的外周壁局部凹陷或凸出形成有加强结构；

其中，所述插接部插入所述插接孔，所述止动组件在所述插接部推动下沿所述卡接槽展开，之后弹性复位扣入所述止动凹槽，以阻止所述快接公头自所述快接母头拔出。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述弹性件由刚性材料加工而成，所述弹性件包括交替设置的安装区和形变区，所述止动块设置于所述安装区，所述形变区在展开时伸长。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，所述弹性件包括螺旋状的弹簧圈，所述弹簧圈的两端固连以构成环形结构，所述止动块限定于所述弹簧圈内。

4.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，相邻两块所述止动块通过所述弹性件连接，所有的所述止动块和所述弹性件交替连接呈环形。

5.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述止动块的径向宽度尺寸大于所述止动凹槽的深度，所述止动块所处的内圈直径小于所述插接部的外径。

6.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述快接母头包括自外周壁环形凹陷形成的拉拔槽，所述拉拔槽远离所述插接孔的开口端。

7.根据权利要求6所述的连接装置，其特征在于，所述拉拔槽的一侧槽壁朝向所述插接孔一侧的外周壁倾斜延伸相交。

8.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述快接母头设置有间隔分布的两个卡接槽，所述卡接槽沿所述插接孔的轴向间隔分布；所述止动凹槽包括自所述插接部的端面向所述连接部方向间隔设置的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽的中心距和两个卡接槽的中心距相同，所述第一凹槽的一侧凹槽壁朝向所述第二凹槽一侧的插接部外周壁倾斜相交。

9.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述加强结构包括自所述连接部凹陷形成的三个及以上的加工槽，相邻两个所述加工槽之间形成加强筋。

10.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述插接部的中心线包括直线、弧线或异形曲线。

11.一种隧道管片，包括混凝土主体，其特征在于，所述隧道管片还包括至少两组如权利要求1至10任一项所述的连接装置，相邻两块所述隧道管片相互拼接，其中一块隧道管片的快接公头插接于另一块隧道管片的快接母头。

12.根据权利要求11所述的隧道管片，其特征在于，所述快接母头浇筑于所述混凝土主体内，所述插接孔所处端面不超出所述混凝土主体的端面，所述快接公头的连接部浇筑于所述混凝土主体内，所述插接部超出所述混凝土主体的端面。