复合管片制造技术

本发明专利技术提供了一种复合管片，所述复合管片包括沿纵向两侧设置的二混凝土结构和夹设于所述二混凝土结构之间的钢结构，所述钢结构与所述混凝土结构的分界面处固定有连接件连接所述混凝土结构与所述钢结构，所述混凝土结构为所述复合管片的环向接头；所述二混凝土结构均为可切削混凝土结构，所述二混凝土结构中的其一成形为凸榫，所述二混凝土结构的另一成形为凹榫，所述凹榫与所述凸榫的形状和大小相互适配，令相邻的复合管片之间通过所述凹榫与所述凸榫匹配对合。本发明专利技术通过采用混凝土结构代替造价较高的钢管片凹凸榫，既能够保证其良好的受压受弯及抗剪性能，又有效降低生产成本。

Composite pipe

The invention provides a composite segment comprising a two-concrete structure arranged along the longitudinal sides and a steel structure sandwiched between the two-concrete structure. A connecting piece is fixed at the interface between the steel structure and the concrete structure to connect the concrete structure and the steel structure. The structure is an annular joint of the composite segment, the two concrete structures are Machinable concrete structures, one of the two concrete structures is formed into a convex tenon, the other of the two concrete structures is formed into a concave tenon, the concave tenon is matched with the shape and size of the convex tenon, so as to make the adjacent composite segment between. The concave tenon is matched with the tenon. By adopting concrete structure instead of concave-convex tenon of steel tube sheet with high cost, the invention can not only ensure its good compressive bending and shear resistance, but also effectively reduce production cost.

【技术实现步骤摘要】
复合管片
本专利技术涉及盾构管片
，具体来说涉及一种复合管片。
技术介绍
盾构法管片拼装隧道施工工艺已经被大量应用于国内、外的地铁、公路、排水等隧道工程中。钢筋混凝土管片由于其受力性能好，造价低廉，被广泛应用于盾构法隧道中，并在绝大多数的工况中能够满足工程要求，但是区间隧道中有时会出现需要在管片的部分截面甚至全截面开洞，例如地铁隧道和公路隧道的联络通道的设置，此时钢筋混凝土管片将无法满足设计要求，设计者在该种情况下往往会采用受力性能更为优良的钢管片。但是钢管片加工精度较高(特别是边缘的凹凸榫部分)，造价不菲，在一定程度上限制了钢管片的应用。另外，如果在价格低廉的混凝土管片的部分截面甚至全截面开洞，由于混凝土在成型之后强度较高，形状难以改变，可加工性能较差，极大的限制了其在复杂工况条件下的应用。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供一种具有可切削性能的复合管片，既能保证复合管片的易加工性及强度要求，又可以大幅降低管片生产成本。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种复合管片，所述复合管片包括沿纵向两侧设置的二混凝土结构和夹设于所述二混凝土结构之间的钢结构，所述钢结构与所述混凝土结构的分界面处固定有连接件连接所述混凝土结构与所述钢结构，所述混凝土结构为所述复合管片的环向接头；所述二混凝土结构均为可切削混凝土结构，所述二混凝土结构中的其一成形为凸榫，所述二混凝土结构的另一成形为凹榫，所述凹榫与所述凸榫的形状和大小相互适配，令相邻的复合管片之间通过所述凹榫与所述凸榫匹配对合。本专利技术实施例中，所述连接件为钢筋和栓钉。本专利技术实施例中，所述可切削混凝土结构由可切削混凝土制备而成，所述可切削混凝土包括聚酰胺树脂骨料、砂、水泥、水、石灰石粉及外加剂，各组分按质量百分数计为：聚酰胺树脂骨料32～42wt％、砂34～44wt％、水泥12～22wt％、水6.5～8.5wt％、石灰石粉2.1～3.2wt％及外加剂0.12～0.22wt％。本专利技术实施例中，所述砂为天然河砂，所述天然河砂的含泥量小于3％，所述天然河砂的细度模数为2.2～2.6。本专利技术实施例中，所述聚酰胺树脂骨料的密度为600～780kg/m3，所述砂的密度为640～830kg/m3，所述水泥的密度为260～420kg/m3，所述水的密度为115～160kg/m3，所述石灰石粉的密度为40～60kg/m3，所述外加剂的密度为2.2～4.2kg/m3。本专利技术实施例中，所述外加剂为高性能聚羧酸外加剂，所述外加剂的组成材料均为粉状材料。本专利技术实施例中，所述可切削混凝土各组分的质量百分数为：聚酰胺树脂骨料32％、砂41.18％、石灰石2.2％、水泥18％、水6.5％、外加剂0.12％。本专利技术实施例中，所述可切削混凝土各组分的质量百分数为：聚酰胺树脂骨料40％、砂34.1％、石灰石3.2％、水泥14％、水14％、外加剂0.2％。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：(1)本专利技术复合管片是采用造价低廉的混凝土结构代替钢管片中造价较高的凹凸榫部分，能在保证其具备钢管片高强度的前提下大幅降低管片的生产成本，能在大多数工况下取代传统钢管片的应用。(2)此外复合管片可利用现有钢模进行加工，可最大程度实现钢模价值，不增加额外费用。(3)本专利技术钢结构部分用来满足复合管片环向的压弯设计要求，两侧的混凝土结构与钢结构采用钢筋或栓钉可靠连接满足纵向抗剪的设计要求，保证钢结构与混凝土结构的协同受力，使得复合管片在环向、纵向的受力情况下保持完整，不会发生开裂等影响受力性能的行为。(4)本专利技术复合管片可以根据盾构隧道的具体需要制作不同形状的钢、砼组合，在一般位置采用砼边钢结构材料，在管片其它位置采用混凝土或特殊材料，根据工程需要采用不同特性的混凝土等材料制作成不同特性的管片。附图说明图1是本专利技术开洞处复合管片立面示意图。图2是本专利技术图1中A-A剖线的剖视示意图。图3是本专利技术开洞处边缘复合管片立面示意图。图4是本专利技术图3中B-B剖线的剖视示意图。附图标记与部件的对应关系如下：复合管片1；混凝土结构11；钢结构12；连接件2；钢筋21；栓钉22。具体实施方式为利于对本专利技术的了解，以下结合附图及实施例进行说明。请参阅图1至4所示，本专利技术提供一种复合管片1，所述复合管片包括沿纵向两侧设置的二混凝土结构11和夹设于所述二混凝土结构11之间的钢结构12，所述钢结构12与所述混凝土结构11的分界面处固定有连接件2连接所述混凝土结构11与所述钢结构12，所述混凝土结构11为所述复合管片1的环向接头，用以和相邻复合管片1的拼装连接；所述二混凝土结构11均为可切削混凝土结构，所述二混凝土结构11中的其一成形为凸榫(图未示)，所述二混凝土结构11的另一成形为凹榫(图未示)，所述凹榫与所述凸榫的形状和大小相互适配，令相邻的复合管片1之间通过所述凹榫与所述凸榫匹配对合。较优地，所述连接件2为钢筋21和栓钉22，所述钢筋31包括相互垂直设置的纵向钢筋和横向钢筋，所述纵向钢筋沿着所述复合管片的长度方向设置，所述横向钢筋连接各所述纵向钢筋，所述钢筋31预埋于所述混凝土结构11内；所述栓钉32沿着所述复合管片1的长度方向排列，所述栓钉32的一端垂直固定于所述钢结构12的外表面，另一端固定于所述混凝土结构11内。如图1、2所示为复合管片1左部整体开洞，位于右侧的复合管片1保持完整，图3、4所示为复合管片1左上部局部开洞，所述复合管片2位于洞开边缘的部分与所述局部开洞的边缘形状相匹配。较优地，本专利技术钢结构12部分需保证有效的截面面积和截面刚度以满足复合管片1环向的压弯设计要求；本专利技术混凝土结构11的宽度应根据复合管片1的宽度、钢结构宽度、手孔位置等多种要素综合判定，混凝土结构11的强度应根据计算确定；所述钢结构12与混凝土结构11的分界面上的钢筋21的直径、强度、构造等以及栓钉22型号需经过设计分析后确定。所述可切削混凝土结构由可切削混凝土制备而成，所述可切削混凝土包括聚酰胺树脂骨料、砂、水泥、水、石灰石粉及外加剂，各组分按质量百分数计为：聚酰胺树脂骨料32～42wt％、砂34～44wt％、水泥12～22wt％、水6.5～8.5wt％、石灰石粉2.1～3.2wt％及外加剂0.12～0.22wt％。其中，所述砂为天然河砂，所述天然河砂的含泥量小于3％，所述天然河砂的细度模数为2.2～2.6。所述聚酰胺树脂骨料的密度为600～780kg/m3，所述砂的密度为640～830kg/m3，所述水泥的密度为260～420kg/m3，所述水的密度为115～160kg/m3，所述石灰石粉的密度为40～60kg/m3，所述外加剂的密度为2.2～4.2kg/m3。所述外加剂为高性能聚羧酸外加剂，所述外加剂的组成材料均为粉状材料。可以通过调整本专利技术可切削混凝土的各组分含量以适应不同的强度要求，以保证复合管片1的抗剪性能及易加工性能。具体地，以下说明本专利技术可切削混凝土各组分的具体实施例：所述可切削混凝土各组分的质量百分数为：聚酰胺树脂骨料32％、砂41.18％、石灰石2.2％、水泥18％、水6.5％、外加剂0.12％；所述可切削混凝土各组分的质量百分数为：聚酰胺树脂骨料40％、砂34.1％、石灰石3.2％、水泥14％、水14％、外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合管片，其特征在于，所述复合管片包括沿纵向两侧设置的二混凝土结构和夹设于所述二混凝土结构之间的钢结构，所述钢结构与所述混凝土结构的分界面处固定有连接件连接所述混凝土结构与所述钢结构，所述混凝土结构为所述复合管片的环向接头；所述二混凝土结构均为可切削混凝土结构，所述二混凝土结构中的其一成形为凸榫，所述二混凝土结构的另一成形为凹榫，所述凹榫与所述凸榫的形状和大小相互适配，令相邻的复合管片之间通过所述凹榫与所述凸榫匹配对合。

【技术特征摘要】
1.一种复合管片，其特征在于，所述复合管片包括沿纵向两侧设置的二混凝土结构和夹设于所述二混凝土结构之间的钢结构，所述钢结构与所述混凝土结构的分界面处固定有连接件连接所述混凝土结构与所述钢结构，所述混凝土结构为所述复合管片的环向接头；所述二混凝土结构均为可切削混凝土结构，所述二混凝土结构中的其一成形为凸榫，所述二混凝土结构的另一成形为凹榫，所述凹榫与所述凸榫的形状和大小相互适配，令相邻的复合管片之间通过所述凹榫与所述凸榫匹配对合。2.根据权利要求1所述的复合管片，其特征在于，所述连接件为钢筋和栓钉。3.根据权利要求1所述的复合管片，其特征在于，所述可切削混凝土结构由可切削混凝土制备而成，所述可切削混凝土包括聚酰胺树脂骨料、砂、水泥、水、石灰石粉及外加剂，各组分按质量百分数计为：聚酰胺树脂骨料32～42wt％、砂34～44wt％、水泥12～22wt％、水6.5～8.5wt％、石灰石粉2.1～3.2wt％及外加剂0.12～0.22wt％。4.根据权利要求3所述的复合管片，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张衍，宿文德，翟一欣，朱雁飞，朱卫杰，杨燕，熊胜，庄欠伟，孙皓，万敏，赵玉同，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31