具有抗振性能的水中悬浮隧道接头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，包括对接的两个管段，两个管段之间具有接头空间，两管段之间通过减振结构连接，所述减振结构包括套于相邻两管段外的连接套、将连接套两端与两管段连接的径向预应力拉索、位于两管段内的同轴设置的轴向预应力拉索和位于两管段之间将同轴的轴向预应力拉索拉紧的拉紧装置。本实用新型专利技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，与传统沉管隧道接头相比，设置了轴向和径向预应力拉索，能够满足复杂海洋环境下水中悬浮隧道接头所产生的振动和变形，保证GINA橡胶止水带不会由于错动而发生渗漏。

【技术实现步骤摘要】
具有抗振性能的水中悬浮隧道接头
本技术是一种水中悬浮隧道接头。
技术介绍
水中悬浮隧道，又称阿基米德桥，其利用浮力支撑隧道体和交通荷载重量，是一种新的穿越水域的交通方式。由于亟待解决的问题尚多，所以目前世界上还未建成一座实用的水中悬浮隧道。但水中悬浮隧道本身所具有的经济、环保、便捷、抗震的特性，注定其必将拥有十分广阔的应用前景。管段接头是悬浮隧道乃至所有水下结构中十分关键的环节。目前国内外的水下隧道接头设计主要针对沉管隧道、盾构隧道等，并没有专门设计的悬浮隧道接头结构。沉管隧道的管段接头包括中间接头、岸边接头和最终接头，一般情况下，中间接头广泛采用柔性接头，而岸边接头和最终接头则主要选用刚性接头。在港珠澳大桥的建设中，设计者更是创新性地提出了半刚性接头的概念。然而不同于沉管隧道，水中悬浮隧道通常处于水下十几米至几十米的深度，所处的海洋环境更为复杂。管段的不均匀沉降会导致接头的错动和张开，影响接头受力情况。另外，与陆上交通设施相比，水体作用于悬浮隧道管段所产生的静水压力和附加的动水压力，还会引起结构自振频率与振型的改变并产生附加阻尼。悬浮隧道接头在长期的应力腐蚀和海水化学腐蚀的双重作用下，其关键部件很容易发生损坏，最终威胁整体的安全性能。申请号为201410010771.9的专利公开了一种沉管隧道柔性接头，包括隧道箱体、刚性钢圈、GINA止水带、止水带连接板、Ω型橡胶止水带、连接螺栓、挡板、钢拉索、水平剪切键和垂直剪切键，两段隧道箱体中间连接一个刚性钢圈，刚性钢圈一端与隧道箱体之间设置一个GINA止水带和橡胶止水带以及钢拉索，其中GINA止水带通过止水带连接板和连接螺栓固定于刚性钢圈，型橡胶止水带则通过连接螺栓两端都固定；刚性钢圈另一端与隧道箱体之间设置一个GINA止水带和两个型橡胶止水带，其中GINA止水带通过止水带连接。该接头结构为柔性接头，应用于沉管隧道，以此专利为代表的现有隧道接头基本都是应用于沉管隧道，无法适用于水下悬浮隧道，不能满足水下隧道受力、密封和抗腐蚀要求等。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术要解决的技术问题是提供一种具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，该接头结构具有良好的消能减振特性，能够满足复杂海洋环境下水中悬浮隧道接头所产生的振动和变形。为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：一种具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，包括对接的两个管段，两个管段之间具有接头空间，两管段之间设有减振结构，所述减振结构包括套于相邻两管段外的连接套、将连接套两端与两管段连接的径向预应力拉索、位于两管段内的同轴设置的轴向预应力拉索和位于两管段之间将同轴的轴向预应力拉索拉紧的拉紧装置。进一步地，其中一个管段的端部开有锥孔，另一个管段的端部由其内外壁之间的区域延伸有锥套，所述锥孔与锥套之间呈契合结构，所述锥套以内构成两管段端面之间的接头空间。进一步地，所述锥孔与锥套之间设有减振垫层，所述减振垫层内部设有减振弹簧。进一步地，所述减振结构还包括位于两管段接头空间内的柔性填充层和位于柔性填充层内圈的耐火板。进一步地，所述柔性填充层内设有M型钢桁架结构。本技术的有益效果：1、本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，与传统沉管隧道接头相比，设置了轴向和径向预应力拉索，能够满足复杂海洋环境下水中悬浮隧道接头所产生的振动和变形，并且还可以保证GINA橡胶止水带不会由于错动而发生渗漏。2、本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，采用契合结构使接头具有一定的定位功能，比传统结构更便于安装，同时为径向预应力拉索提供了安装平台，在契合结构中设置减振垫层，不仅可以起到消能减振的目的，通过胶接还能起到一定的防水作用，保护下部的GINA止水带。3、本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，聚氨酯弹性连接套和剪力键共同作用承担接头处的剪力并限制管段之间的相对位移，避免接头发生较大变形时内部的轴向预应力拉索无法满足GINA止水带的最小压缩止水要求而导致接头发生渗漏水。4、本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，接头内部采用钢筋混凝土键并填充有柔性填充物，使接头呈刚性的同时具备一定的柔性，且结合轴向预应力限位拉索，保证了接头强度。附图说明图1为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头的径向截面视图；图2为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头的轴向局部截面视图；图3为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头中的连接套的立体示意图；图4为图1中的减振垫层的放大示意图；图5为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头中的减振垫层的截面立体示意图；图6为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头中的磁流变弹性支座的结构示意图；图7为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头中的防水带的立体示意图；图8为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头中的接头内部的密封结构；图9为本技术的具有抗振性能的水中悬浮隧道接头中用以连接两个M型钢桁架结构的连接板的径向投影视图；图中：1-左管段：101-锥套、102-锥套底面、103-锥套顶面；2-右管段：201-锥孔、202-锥孔底面；3-减振结构：301-连接套、302-径向预应力拉索、303-固定端锚环、304-轴向预应力拉索、305-拉紧装置、306-减振垫层、307-减振弹簧、308-耐火板、309-柔性填充层、310-M型钢桁架结构、311-剪力键、312-连接板、313-凹槽；320-磁流变弹性支座、321-金属压板、322-励磁线圈、323-弹性层、324-滑动层、325-金属板、326-绝缘保护罩、327-振动传感器；4-密封结构：401-端钢壳、402-GINA止水带、403-防水带、404-凸环、405-OMEGA止水带、406-钢罩壳。具体实施方式如图1所示，水中悬浮隧道位于水面10以下，隧道下方连接有张力腿11，张力腿11通过锚固结构12锚固在水域底部，隧道内铺设路面13，以供车辆和行人通过。隧道由若干同轴设置的管段相互对接而成，相邻两管段之间的对接部位称为接头。以相邻的左、右管段1、2的接头结构为例来对本专利技术的水中悬浮隧道接头结构进行阐述。图2示出了左、右管段1、2接头部位的轴向局部剖视图。左、右管段1、2同轴并具有相同的内外径，左管段1的右端为外表面呈锥面的锥套101，锥套101的内外表面径向位于左管段1的内外壁之间，右管段2的左端开有与锥套101外壁相适应的锥孔201，锥孔201与右管段2的内壁呈阶梯孔，即锥孔201的右端没有径向延伸至与右管段2内壁。左、右管段1、2之间通过锥套101与锥孔201之间锥面的契合结构来对接，便于安装时左、右管段之间的定位。锥套底面102与锥孔底面202之间具有轴向间隙，该轴向间隙与锥套101内表面及左、右管段1、2内壁所在圆周面之间构成左、右管段1、2之间的环形接头空间。当然左、右管段之间也可以采用位于各自端部的竖直平面来直接对接，由竖直平面上的凹面来形成接头空间。一对同轴设置的轴向预应力拉索304于接头空间内分别向左、向右穿入至左、右管段1、2内，位于左、右管段1、2之间的拉紧装置305将该对轴向预应力拉索304拉紧，拉紧装置305与两侧的轴向预应力拉索304采用花篮螺丝的方式连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，包括对接的两个管段，两个管段之间具有接头空间，两管段之间设有减振结构，其特征在于：所述减振结构包括套于相邻两管段外的连接套、将连接套两端与两管段连接的径向预应力拉索、位于两管段内的同轴设置的轴向预应力拉索和位于两管段之间将同轴的轴向预应力拉索拉紧的拉紧装置；其中一个管段的端部开有锥孔，另一个管段的端部由其内外壁之间的区域延伸有锥套，所述锥孔与锥套之间呈契合结构，所述锥套以内构成两管段端面之间的接头空间。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗振性能的水中悬浮隧道接头，包括对接的两个管段，两个管段之间具有接头空间，两管段之间设有减振结构，其特征在于：所述减振结构包括套于相邻两管段外的连接套、将连接套两端与两管段连接的径向预应力拉索、位于两管段内的同轴设置的轴向预应力拉索和位于两管段之间将同轴的轴向预应力拉索拉紧的拉紧装置；其中一个管段的端部开有锥孔，另一个管段的端部由其内外壁之间的区域延伸有锥套，所述锥孔与锥套之间呈契合结构，所述锥套以...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁浩，李科，董满生，张嫄，蒋树屏，吴胜忠，陈建忠，吴梦军，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50