一种用于板块活动带隧道的韧性结构制造技术

技术编号:24402346 阅读:39 留言:0更新日期:2020-06-06 05:48
本发明专利技术公开了一种用于板块活动带隧道的韧性结构,包括让压式锚杆、初喷混凝土层、钢筋网片、圆孔型蜂窝工字钢拱架、铰链、可滑动钢套筒、防水层、蜂窝状钢箱预制模块节、蜂窝状散热孔、二衬混凝土、橡胶条、钢箱预制模块顶部滑槽、钢箱预制模块顶部旋转盘卡座、多功能结构健康监测感知元件和起吊环,通过让压锚杆的主动支护及释能作用、蜂窝状钢箱预制模块节的可压缩变形吸能作用,共同起到释放部分围岩压力及形变能、吸收地震动荷载作用积聚能量的功能,进而增加了隧道结构的安全系数,在地震发生时可主动响应并方便后期进行恢复,有良好的抗震韧性。

A ductile structure for tunnels in plate active zone

【技术实现步骤摘要】
一种用于板块活动带隧道的韧性结构
本专利技术涉及隧道工程、工程抗震、防灾减灾领域,具体涉及一种用于板块活动带隧道的韧性结构。
技术介绍
目前,众多具有重大战略意义的工程在我国青藏高原边缘及纵深开展,其中,川藏铁路是我国正在规划建设的重要铁路干线之一,该铁路线横跨扬子板块、川滇地块、羌塘地块和拉萨地块等大地构造单元,在复杂的地质构造背景条件下,川藏铁路沿线活动断裂、地震和地质灾害极为发育,严重制约着川藏铁路的规划建设。川藏铁路沿线构造应力场和地热场复杂,深埋隧道工程建设时,高地温高地应力复杂环境已成为当前位于板块活动带的隧道工程的主要特点。在热力耦合作用下,岩体内积聚的高温温降、应变能释放时将导致强烈的围岩破坏,对现场施工人员和设备造成极大的危害,同时,对隧道全寿命期结构安全性产生潜在影响。目前,常用的高地温隧道支护结构体系由“隔热材料+初期支护+防水材料+二次衬砌”等组成,适用于围岩温度80℃,具有减少了围岩传递给支护结构的热量,增大支护结构向隧道内空气热量辐射的优点,但上述隧道结构未考虑地震设防、高地应力的耦合损伤等问题。...

【技术保护点】
1.一种用于板块活动带隧道的韧性结构,包括让压式锚杆(1)、初喷混凝土层(2)、钢筋网片(3)、圆孔型蜂窝工字钢拱架(4)、铰链(5)、可滑动钢套筒(6)、防水层(7)、蜂窝状钢箱预制模块节(8)、蜂窝状散热孔(8.1)、二衬混凝土(9)、橡胶条(10)、钢箱预制模块顶部滑槽(11)、钢箱预制模块顶部旋转盘卡座(12)、多功能结构健康监测感知元件(13)和起吊环(14);/n所述二衬混凝土层(9)位于最外层,所述防水层(7)焊接于二衬混凝土层(9)上表面,所述橡胶条(10)粘结于二衬混凝土层(9)与防水层(7)与蜂窝状钢箱预制模块节(8)之间;所述蜂窝状钢箱预制模块节(8)的顶部固定有钢箱预制...

【技术特征摘要】
1.一种用于板块活动带隧道的韧性结构,包括让压式锚杆(1)、初喷混凝土层(2)、钢筋网片(3)、圆孔型蜂窝工字钢拱架(4)、铰链(5)、可滑动钢套筒(6)、防水层(7)、蜂窝状钢箱预制模块节(8)、蜂窝状散热孔(8.1)、二衬混凝土(9)、橡胶条(10)、钢箱预制模块顶部滑槽(11)、钢箱预制模块顶部旋转盘卡座(12)、多功能结构健康监测感知元件(13)和起吊环(14);
所述二衬混凝土层(9)位于最外层,所述防水层(7)焊接于二衬混凝土层(9)上表面,所述橡胶条(10)粘结于二衬混凝土层(9)与防水层(7)与蜂窝状钢箱预制模块节(8)之间;所述蜂窝状钢箱预制模块节(8)的顶部固定有钢箱预制模块顶部滑槽(11)和钢箱预制模块顶部旋转盘卡座(12);所述蜂窝状钢箱预制模块节(8)与初喷混凝土层(2)之间设置有圆孔型蜂窝工字钢拱架(4),所述圆孔型蜂窝工字钢拱架(4)腹板开孔,开孔为蜂窝圆形开孔(4.1),所述可滑动钢套筒(6)采用金属管材,内有拉力弹簧,两端封闭,端头焊有铰链(5),带铰链可滑动钢套筒(6)穿插于圆孔型蜂窝工字钢拱架(4)腹板蜂窝圆形开孔(4.1)内;
所述初喷混凝土层(2)位于最里层,包裹钢筋网和围岩,紧贴可滑动钢套筒(6),所述圆孔型蜂窝工字钢拱架(4)上翼缘与让压式锚杆(1)的一端、钢筋网片(3)焊接,并包裹于初喷混凝土层(2)内;下翼缘与钢箱预制模块顶部滑槽(11)和顶部旋转盘卡座(12)进行卡扣连接;让压式锚杆(1)的另一端留在通过初喷混凝土层(2)的外面。


2.根据权利要求1所述的用于板块活动带隧道的韧性结构,其特征在于:所述的蜂窝状钢箱预制模块节(8)内部为蜂窝状结构,内部为多块垂直排列的压弯型金属板组成的蜂窝状折板(815),外部左侧板(811)、外部右侧板(812)、前板(813)和后板(814)为具有延展性可弯折的薄金属板焊接组成箱体将蜂窝状折板(815)包围其中,各外侧面设管槽用以插入橡胶条。


3.根据权利要求2所述的用于板块活动带隧道的韧性结构,其特征在于:所述的蜂窝状折板(815)板材为轧制优质低碳钢板或铝合金材料,蜂窝状折板厚度为0.3-1.0cm,保证蜂窝状钢箱预制模块节(8)具有压缩性,所述箱体外部左侧板(811)、外部右侧板(812)、前板(813)和后板(814)的厚度为0.15-0.5cm。


4.根据权利要求1所述的用于板块活动带隧道的韧性结构,其特征在于:所述的蜂窝状钢箱预制模块节(8)外设箱体,箱体外型可为长方体或弧形管片状,通过采用模块化工厂加工预制,箱体尺寸可调,其长度、高度和宽度尺寸根据围岩级别和支护设...

【专利技术属性】
技术研发人员:严健何川董唯杰汪波徐国文
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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