隧道二次衬砌拱架单元及其所构成的拱架结构及架设方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道二次衬砌拱架单元及其所构成的拱架结构及架设方法，隧道二次衬砌拱架单元包括至少三个相同长度的拱架单元主筋，所有拱架单元框架外部通过若干个箍筋固定连接成拱架单元骨架，拱架单元骨架两端端部分别固定连接有连接角钢；拱架结构包括若干个隧道二次衬砌拱架单元，所有隧道二次衬砌拱架单元按顺序通过螺栓螺母连接成圆弧形拱架；圆弧形拱架外侧焊接固定连接有外层环向主筋，圆弧形拱架内侧焊接固定连接有内层环向主筋，若干个圆弧形拱架平行间隔并排构成拱架组件。本发明专利技术可精确定位二次衬砌双层钢筋网的位置，保证双层钢筋的混凝土保护层厚度达到设计要求，同时可以有效避免防水板被刺破的现象发生。

Two tunnel lining arch arch structure unit and structure and construction method

Frame structure of the invention discloses a tunnel lining arch two unit and a unit of the main arch and erection method, two lining arch tunnel reinforcement unit includes at least three of the same length, all centering unit outside the framework through a plurality of stirrups are fixed with the arch frame unit frame unit frame arch two ends respectively is fixedly connected with a connecting angle; frame structure comprises a plurality of tunnel lining arch unit two, all two tunnel lining arch unit sequentially through bolts and nuts are connected into a circular arc shaped arch arch; lateral welding is fixedly connected with the outer ring to the main bar, circular arch medial welding is fixedly connected with the inner ring to the main bar a plurality of circular arch arch components constitute a parallel spaced side by side. The invention can accurately fix the position of the double lining reinforcing steel net of the two lining, ensure the thickness of the concrete protective layer of the double-layer reinforcing steel bar to meet the design requirements, and effectively prevent the waterproof board from being punctured.

【技术实现步骤摘要】
隧道二次衬砌拱架单元及其所构成的拱架结构及架设方法
本专利技术涉及黄土隧道施工
，尤其涉及一种隧道二次衬砌拱架单元及其所构成的拱架结构及架设方法。
技术介绍
目前隧道二次衬砌施工时存在的一个技术难题就是如何定位二次衬砌的首个环向钢筋。传统的定位方法是将设计选用的钢筋通过焊接至设计长度，通过人工弯曲成型，在成型过程中，钢筋与隧道防水板之间摩擦力较大，导致防水板不同程度的受损，降低了防水板的使用寿命。同时，成型后的外层环向钢筋与防水板紧贴，泵送二次衬砌混凝土时，外层环向钢筋的混凝土保护层厚度明显达不到设计要求，改变了二次衬砌实际的力学行为。尤其是在富水隧道中，防水板破损后大大降低了其防水能力，外层环向钢筋受侵蚀而腐蚀的现象比较严重，在降低二次衬砌的寿命的同时也增大了隧道运营期间的风险。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种隧道二次衬砌拱架单元及其所构成的拱架结构及架设方法，本专利技术可精确定位二次衬砌双层钢筋网的位置，保证双层钢筋的混凝土保护层厚度达到设计要求，同时可以有效避免防水板被刺破的现象发生；尤其是在大断面隧道二次衬砌钢筋布置时，可以起到防止首个二次衬砌环向钢筋布设时钢筋侧翻的作用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种隧道二次衬砌拱架单元，包括至少三个相同长度的拱架单元主筋，所有拱架单元框架外部通过若干个箍筋固定连接成拱架单元骨架，所述拱架单元骨架两端端部分别固定连接有连接角钢，所述连接角钢上开有螺栓孔。为了更好地实现本隧道二次衬砌拱架单元，所述箍筋沿着拱架单元框架外部的长度方向均匀间隔排列设置。本隧道二次衬砌拱架单元进一步的技术方案是：所述连接角钢上开有两个螺栓孔，在螺栓孔中配合安装有螺栓螺母；所述连接角钢与拱架单元主筋端部固定连接。本专利技术隧道二次衬砌拱架单元优选的技术方案是：所述拱架单元主筋由HRB335钢筋材料或HRB400钢筋材料制造，拱架单元主筋的直径为20mm～28mm；所述箍筋由HRB335钢筋材料或HRB400钢筋材料制造，箍筋的直径为10mm～14mm；所述连接角钢由Q235钢材料制造。本专利技术第一种优选的隧道二次衬砌拱架单元实施方式：所述拱架单元主筋的数量为三个，三个拱架单元主筋共同构成一个截面为等边三角形的拱架单元框架。本专利技术第二种优选的隧道二次衬砌拱架单元实施方式：所述拱架单元主筋的数量为四个，四个拱架单元主筋共同构成一个截面为正方形的拱架单元框架，相邻两个拱架单元主筋的净间距为350mm。一种由隧道二次衬砌拱架单元所构成的拱架结构，包括若干个隧道二次衬砌拱架单元，相邻两个隧道二次衬砌拱架单元的连接角钢的螺栓孔中配合安装有螺栓螺母，所有隧道二次衬砌拱架单元依次按顺序通过螺栓螺母连接成圆弧形拱架；所述圆弧形拱架外侧焊接固定连接有若干个外层环向主筋，所述圆弧形拱架内侧焊接固定连接有若干个内层环向主筋；若干个圆弧形拱架平行间隔并排构成拱架组件，所述拱架组件的所有圆弧形拱架外侧通过若干个外层纵向分布筋连接固定，所有外层纵向分布筋分别对应与各个外层环向主筋连接固定；所述拱架组件的所有圆弧形拱架内侧通过若干个内层纵向分布筋连接固定，所有内层纵向分布筋分别对应与各个内层环向主筋连接固定。本专利技术优选的拱架结构技术方案是：所述外层纵向分布筋与内层纵向分布筋一一对应设置，所述外层纵向分布筋与所对应的内层纵向分布筋之间固定连接有拉筋。本专利技术拱架结构优选的技术方案是：所述外层环向主筋与内层环向主筋均由HRB335钢筋材料或HRB400钢筋材料制造，所述外层环向主筋与内层环向主筋的直径均为25mm；所述拉筋由HRB335钢筋材料制造，所述拉筋的直径均为6mm。一种隧道二次衬砌拱架单元构成拱架结构的架设方法，其方法步骤如下：A、制备隧道二次衬砌拱架单元：将三个相同长度的拱架单元主筋相互平行布置共同构成一个截面为等边三角形的拱架单元框架，所述拱架单元框架沿着拱架单元框架的长度方向均匀间隔固定连接有若干个箍筋，所述拱架单元框架通过各个箍筋连接固定成拱架单元骨架；在拱架单元骨架两端端部分别固定连接有连接角钢，每个连接角钢上开有上下两个螺栓孔，即可得到一个隧道二次衬砌拱架单元；B、架设圆弧形拱架：将若干个隧道二次衬砌拱架单元依次连接并架设出圆弧形拱架，相邻两个隧道二次衬砌拱架单元的连接角钢的螺栓孔中配合安装有螺栓螺母，相邻两个隧道二次衬砌拱架单元之间通过在连接角钢螺栓孔中的螺栓螺母固定连接，所有隧道二次衬砌拱架单元依次按顺序通过螺栓螺母连接成圆弧形拱架，所述圆弧形拱架的圆弧形状与隧道拱顶的圆形形状相匹配；C、在隧道拱顶上沿着隧道长度方向依次均匀布置若干个圆弧形拱架并构成拱顶骨架，每个圆弧形拱架外侧焊接固定连接有若干个外层环向主筋，每个圆弧形拱架内侧焊接固定连接有若干个内层环向主筋；所述拱顶骨架外侧沿着隧道长度方向均匀平行固定有若干个外层纵向分布筋，每个外层纵向分布筋依次与所有圆弧形拱架外侧对应焊接固定(即所有外层纵向分布筋分别对应与圆弧形拱架外侧的各个外层环向主筋连接固定)；所述拱顶骨架内侧沿着隧道长度方向均匀平行固定有若干个内层环向主筋，每个内层环向主筋依次与所有圆弧形拱架内侧对应焊接固定(即所有内层纵向分布筋分别对应与圆弧形拱架内侧的各个内层环向主筋连接固定)；D、所述拱顶骨架中的外层纵向分布筋与内层纵向分布筋一一对应设置，所述外层纵向分布筋与所对应的内层纵向分布筋之间固定连接有拉筋，并最终架设出拱架结构。一种隧道二次衬砌拱架单元构成拱架结构的架设方法，其方法步骤如下：A、制备隧道二次衬砌拱架单元：将四个相同长度的拱架单元主筋相互平行布置共同构成一个截面为正方形的拱架单元框架，所述拱架单元框架沿着拱架单元框架的长度方向均匀间隔固定连接有若干个箍筋，所述拱架单元框架通过各个箍筋连接固定成拱架单元骨架；在拱架单元骨架两端端部分别固定连接有连接角钢，每个连接角钢上开有上下两个螺栓孔，即可得到一个隧道二次衬砌拱架单元；B、架设圆弧形拱架：将若干个隧道二次衬砌拱架单元依次连接并架设出圆弧形拱架，相邻两个隧道二次衬砌拱架单元的连接角钢的螺栓孔中配合安装有螺栓螺母，相邻两个隧道二次衬砌拱架单元之间通过在连接角钢螺栓孔中的螺栓螺母固定连接，所有隧道二次衬砌拱架单元依次按顺序通过螺栓螺母连接成圆弧形拱架，所述圆弧形拱架的圆弧形状与隧道拱顶的圆形形状相匹配；C、在隧道拱顶上沿着隧道长度方向依次均匀布置若干个圆弧形拱架并构成拱顶骨架，每个圆弧形拱架外侧焊接固定连接有若干个外层环向主筋，每个圆弧形拱架内侧焊接固定连接有若干个内层环向主筋；所述拱顶骨架外侧沿着隧道长度方向均匀平行固定有若干个外层纵向分布筋，每个外层纵向分布筋依次与所有圆弧形拱架外侧对应焊接固定(即所有外层纵向分布筋分别对应与圆弧形拱架外侧的各个外层环向主筋连接固定)；所述拱顶骨架内侧沿着隧道长度方向均匀平行固定有若干个内层环向主筋，每个内层环向主筋依次与所有圆弧形拱架内侧对应焊接固定(即所有内层纵向分布筋分别对应与圆弧形拱架内侧的各个内层环向主筋连接固定)；D、所述拱顶骨架中的外层纵向分布筋与内层纵向分布筋一一对应设置，所述外层纵向分布筋与所对应的内层纵向分布筋之间固定连接有拉筋，并最终架设出拱架结构。本专利技术较现有技术相比，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：包括至少三个相同长度的拱架单元主筋（1），所有拱架单元框架外部通过若干个箍筋（2）固定连接成拱架单元骨架，所述拱架单元骨架两端端部分别固定连接有连接角钢（3），所述连接角钢（3）上开有螺栓孔（4）。

【技术特征摘要】
1.一种隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：包括至少三个相同长度的拱架单元主筋（1），所有拱架单元框架外部通过若干个箍筋（2）固定连接成拱架单元骨架，所述拱架单元骨架两端端部分别固定连接有连接角钢（3），所述连接角钢（3）上开有螺栓孔（4）。2.按照权利要求1所述的隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：所述箍筋（2）沿着拱架单元框架外部的长度方向均匀间隔排列设置。3.按照权利要求2所述的隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：所述连接角钢（3）上开有两个螺栓孔（4），在螺栓孔（4）中配合安装有螺栓螺母（5）。4.按照权利要求3所述的隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：所述拱架单元主筋（1）由HRB335钢筋材料或HRB400钢筋材料制造，拱架单元主筋（1）的直径为20mm～28mm；所述箍筋（2）由HRB335钢筋材料或HRB400钢筋材料制造，箍筋（2）的直径为10mm～14mm；所述连接角钢（3）由Q235钢材料制造。5.按照权利要求4所述的隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：所述拱架单元主筋（1）的数量为三个，三个拱架单元主筋（1）共同构成一个截面为等边三角形的拱架单元框架。6.按照权利要求4所述的隧道二次衬砌拱架单元，其特征在于：所述拱架单元主筋（1）的数量为四个，四个拱架单元主筋（1）共同构成一个截面为正方形的拱架单元框架，相邻两个拱架单元主筋（1）的净间距为350mm。7.一种由权利要求1～6任一项所述的隧道二次衬砌拱架单元所构成的拱架结构，其特征在于：包括若干个隧道二次衬砌拱架单元，相邻两个隧道二次衬砌拱架单元的连接角钢（3）的螺栓孔（4）中配合安装有螺栓螺母（5），所有隧道二次衬砌拱架单元依次按顺序通过螺栓螺母（5）连接成圆弧形拱架；所述圆弧形拱架外侧焊接固定连接有若干个外层环向主筋（6），所述圆弧形拱架内侧焊接固定连接有若干个内层环向主筋（7）；若干个圆弧形拱架平行间隔并排构成拱架组件，所述拱架组件的所有圆弧形拱架外侧通过若干个外层纵向分布筋（8）连接固定，所有外层纵向分布筋（8）分别对应与各个外层环向主筋（6）连接固定；所述拱架组件的所有圆弧形拱架内侧通过若干个内层纵向分布筋（9）连接固定，所有内层纵向分布筋（9）分别对应与各个内层环向主筋（7）连接固定。8.按照权利要求7所述的拱架结构，其特征在于：所述外层纵向分布筋（8）与内层纵向分布筋（9）一一对应设置，所述外层纵向分布筋（8）与所对应的内层纵向分布筋（9）之间固定连接有拉筋（10）；所述外层环向主筋（6）与内层环向主筋（7）均由HRB335钢筋材料或HRB400钢筋材料制造，所述外层环向主筋（6）与内层环向主筋（7）的直径均为25mm；所述拉筋（10）由HRB335钢筋材料制造，所述拉筋（10）的直径均为6mm。9.一种由权利要求5所述的隧道二次衬砌拱架单元所构成的拱架结构的架设方法，其特征在于：其方法步骤如下：A、制备隧道二次衬砌拱架单元：将三个相同长度的拱架单元主筋（1）相互平行布置共同构成一个截面为等边三角形的拱架单元框架，所述拱架单元框架沿着拱架单元框架的长度方向均匀间隔固定连接有若干个箍筋（2），所述拱架单元框架通过各个箍...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿钟鸣，高一杰，姚广，何信，薛晓辉，庞新刚，
申请(专利权)人：长安大学，山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：发明
国别省市：陕西,61