隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，由预制仰拱和布设于预制仰拱上的钢桁架结构组成；预制仰拱由多榀装配式仰拱由后向前拼装而成，钢桁架结构包括多个由后向前布设的竖向钢桁架和水平支撑于多个竖向钢桁架上的钢混组合板；每榀装配式仰拱的中部上方均设置有一个竖向钢桁架，钢混组合板包括固定支撑于钢桁架结构上的水平钢板和铺设于水平钢板上的现浇混凝土层。本实用新型专利技术结构设计合理、施工简便且使用效果好，将现浇隧底衬砌替换为由三个仰拱预制件连接而成的装配式仰拱，并将混凝土填充的仰拱填充层替换为钢桁架结构，现场只需对位拼接即可，能大幅简化隧道仰拱与隧道填充施工过程，提高施工效率，并能确保施工质量。

Replacement of steel concrete composite structure by filling layer of tunnel invert and invert

【技术实现步骤摘要】
隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构
本技术属于隧道施工
，尤其是涉及一种隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构。
技术介绍
目前，我国是一个发展中国家，交通是国民经济的命脉，同时我国也是一个多山国家，因此许多铁路、公路都要通过隧道来克服地形和高程障碍，从而改善路线技术指标，缩短路线里程，加快区域间联系。隧道结构的安全便成为交通行业发展的瓶颈要塞。实际施工时，隧道结构通常由拱圈、边墙、仰拱、仰拱填充、超前支护体系及机电通风照明体系组成。目前，隧道仰拱初支、二衬，以及仰拱回填(也称为仰拱填充或仰拱填充层)都是通过现场绑扎钢筋，然后现浇混凝土的方式施做的，这种方法施工工序多、机械化程度较低、质量不易控制，更重要是现浇仰拱成型及受力滞后，与隧道“早封闭”这一设计施工原则不吻合，不能有效控制已开挖段落的变形沉降，易引发初支开裂、变形、坍塌、下陷、翻浆冒泥等事故。此外，受混凝土拌合、入模、捣固、养护及拆模等影响，现浇混凝土易出现衬砌蜂窝、麻面、拱顶混凝土浇筑不密实等现象，施工质量得不到有效保障。目前，许多国家都把构件预制化作为技术发展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：由布设于所施工隧道(1)内的预制仰拱和布设于所述预制仰拱上的钢桁架结构组成；所述预制仰拱由多榀装配式仰拱拼装而成，多榀所述装配式仰拱的结构和尺寸均相同且其沿所施工隧道(1)的纵向延伸方向由后向前布设；所述钢桁架结构包括多个沿所施工隧道(1)纵向延伸方向由后向前布设的竖向钢桁架和水平支撑于多个所述竖向钢桁架上的钢混组合板，多个所述竖向钢桁架的结构和尺寸均相同；每榀所述装配式仰拱的中部上方均设置有一个所述竖向钢桁架，每个所述竖向钢桁架均支撑于一个所述装配式仰拱上，前后相邻两个所述竖向钢桁架之间的间距与一榀所述装配式仰拱的纵向长度相同，前后相...

【技术特征摘要】
1.一种隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：由布设于所施工隧道(1)内的预制仰拱和布设于所述预制仰拱上的钢桁架结构组成；所述预制仰拱由多榀装配式仰拱拼装而成，多榀所述装配式仰拱的结构和尺寸均相同且其沿所施工隧道(1)的纵向延伸方向由后向前布设；所述钢桁架结构包括多个沿所施工隧道(1)纵向延伸方向由后向前布设的竖向钢桁架和水平支撑于多个所述竖向钢桁架上的钢混组合板，多个所述竖向钢桁架的结构和尺寸均相同；每榀所述装配式仰拱的中部上方均设置有一个所述竖向钢桁架，每个所述竖向钢桁架均支撑于一个所述装配式仰拱上，前后相邻两个所述竖向钢桁架之间的间距与一榀所述装配式仰拱的纵向长度相同，前后相邻两个所述竖向钢桁架之间均通过纵向连接机构进行紧固连接；所述钢混组合板包括固定支撑于所述钢桁架结构上的水平钢板(5)和铺设于水平钢板(5)上的现浇混凝土层(6)；
多榀所述装配式仰拱均呈水平布设，前后相邻两榀所述装配式仰拱之间通过多个纵向连接件紧固连接，每个所述纵向连接件均沿所施工隧道(1)的纵向延伸方向布设，多个所述纵向连接件均布设于同一个隧道横断面上；每榀所述装配式仰拱均包括左右两个对称布设的侧部仰拱预制件(3)和一个连接于两个所述侧部仰拱预制件(3)之间的中部仰拱预制件(4)，所述中部仰拱预制件(4)和两个所述侧部仰拱预制件(3)的纵向长度均相同；所述侧部仰拱预制件(3)和中部仰拱预制件(4)均为混凝土预制件，所述中部仰拱预制件(4)呈水平布设；每榀所述装配式仰拱中两个所述侧部仰拱预制件(3)的外端上表面均为水平面且二者的外端上表面位于同一水平面上；每榀所述装配式仰拱中所述中部仰拱预制件(4)与两个所述侧部仰拱预制件(3)之间均通过横向连接件紧固连接为一体，所述横向连接件与所述纵向连接件呈垂直布设；
每个所述竖向钢桁架均包括多个由左至右布设于同一个隧道横断面上的竖向支撑立柱和多个由左至右布设于同一个隧道横断面上的横向连接钢管，多个所述横向连接钢管和多个所述竖向支撑立柱均布设于同一平面上；每个所述竖向支撑立柱均为钢管混凝土预制件，所述钢管混凝土预制件包括竖向钢管(7-1)和由灌注于竖向钢管(7-1)内的混凝土浇筑成型的管内混凝土结构(7-2)；多个所述竖向支撑立柱中位于最左侧的所述竖向支撑立柱为左侧立柱(12-1)，多个所述竖向支撑立柱中位于最右侧的所述竖向支撑立柱为右侧立柱(12-6)，所述左侧立柱(12-1)与所述装配式仰拱的左端内侧壁之间、右侧立柱(12-6)与所述装配式仰拱的右端内侧壁之间以及所述竖向钢桁架中左右相邻两个所述竖向支撑立柱之间均通过一个所述横向连接钢管进行连接；每榀所述装配式仰拱中所述中部仰拱预制件(4)和两个所述侧部仰拱预制件(3)上均由左至右布设有多个所述竖向支撑立柱，所述中部仰拱预制件(4)和侧部仰拱预制件(3)上均设置有多个供所述竖向支撑立柱底部支撑的水平支撑座(9)；所述水平支撑座(9)为呈竖直向布设的混凝土预制座，所述混凝土预制座与其所处混凝土预制件浇筑为一体；每榀所述装配式仰拱中多个所述竖向支撑立柱的上表面均布设于同一水平面上且其上表面均低于侧部仰拱预制件(3)的外端上表面，多个所述横向连接钢管均位于所述竖向支撑立柱的上表面下方。


2.按照权利要求1所述的隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：所述钢混组合板上铺装有一层混凝土调平层(2)，所述混凝土调平层(2)位于现浇混凝土层(6)上。


3.按照权利要求1或2所述的隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：每个所述竖向钢桁架均包括M个由左至右布设于同一个隧道横断面上的竖向支撑立柱，其中M为正整数且M≥4；
所述钢桁架结构中的所有竖向支撑立柱由左至右分M列布设，每列所述竖向支撑立柱均包括多个沿所施工隧道(1)纵向延伸方向由后向前布设的所述竖向支撑立柱，每列所述竖向支撑立柱中前后相邻两个所述竖向支撑立柱之间均通过一个纵向连接钢管(28)进行连接，所述纵向连接钢管(28)呈水平布设且其沿所施工隧道(1)的纵向延伸方向布设；
连接于前后相邻两个所述竖向钢桁架之间的M个所述纵向连接钢管(28)组成所述纵向连接机构。


4.按照权利要求1或2所述的隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：每榀所述装配式仰拱中两个所述侧部仰拱预制件(3)的外端内侧均设置有对所述钢混组合板进行支撑的水平支撑台(10)，所述水平支撑台(10)为混凝土预制台，所述混凝土预制台与其所处混凝土预制件浇筑为一体；
所述水平支撑台(10)的上表面与所述竖向支撑立柱的上表面相平齐。


5.按照权利要求4所述的隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：所施工隧道(1)的隧道二次衬砌为对所施工隧道(1)的隧道洞进行全断面支护的二次衬砌；所述隧道二次衬砌由对所施工隧道(1)的拱墙进行支护的拱墙衬砌(11)和位于拱墙衬砌(11)正下方且对所施工隧道(1)底部进行支护的隧底衬砌拼接而成，所述拱墙衬砌(11)和所述隧底衬砌的横截面均为拱形；所述隧底衬砌为所述预制仰拱；
所述拱墙衬砌(11)为采用成型模板浇筑成型的现浇混凝土衬砌，所述成型模板底部支撑于水平支撑台(10)上，所述水平支撑台(10)为对所述成型模板进行支撑的模板支撑台，所述侧部仰拱预制件(3)中位于水平支撑台(10)上方的仰拱预制件节段为所述隧道二次衬砌的矮边墙；所述钢混组合板位于左右两个对称布设的所述矮边墙之间，所述钢混组合板与两个所述矮边墙之间的空腔均为供所述成型模板放置的模板放置腔。


6.按照权利要求1或2所述的隧道仰拱与仰拱填充层替代钢混组合结构，其特征在于：每个所述竖向钢桁架均包括6个所述竖向支撑立柱，每榀所述装配式仰拱中所述中部仰拱预制件(4)和两个所述侧部仰拱预制件(3)上均布设有左右两个所述竖向支撑立柱；
6个所述竖向支撑立柱由左至右分别为左侧立柱(12-1)、左侧中立柱(12-2)、中部左立柱(12-3)、中部右立柱(12-4)、右侧中立柱(12-5)和右侧立柱(12-6)，所述中部左立柱(12-3)和中部右立柱(12-4)均布设于中部仰拱预制件(4)上；所述装配式仰拱中位于中部仰拱预制件(4)左侧的侧部仰拱预制件(3)为左侧仰拱预制件，所述装配式仰...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾杰，李玉平，胡玉琨，袁永新，陈栋梁，唐强，段晓伟，焦秦州，
申请(专利权)人：甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62