一种模拟盾构隧道环缝接头的结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，涉及相邻的模型管片环之间的环缝，其特征在于所述结构包括沿所述环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组，所述环间接头弹簧组由固定于所述环缝两侧的纵向肋板以及设置于所述纵向肋板之间的环间接头组成；其中，所述纵向肋板固定于所述模型管片环的内壁上，所述环间接头的两端分别固定于所述纵向肋板的端面上。本实用新型专利技术的优点是：模型盾构隧道的环缝接头力学性能可根据原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度需要进行设计，且其弹性性能良好，且不影响盾构隧道的横向刚度，适用于室内模型试验。

A kind of structure simulating the circular joint of shield tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种模拟盾构隧道环缝接头的结构
本技术属于盾构隧道
，具体涉及一种模拟盾构隧道环缝接头的结构。
技术介绍
盾构隧道是由管片通过螺栓连接而成的管状结构，由于纵缝的存在，盾构隧道的横向刚度比均质无纵缝状态时的横向刚度要小，两者的刚度比即为横向刚度有效率；同理，由于环缝的存在，盾构隧道的纵向刚度比均质无环缝状态时的纵向刚度要小，两者的刚度比即为纵向刚度有效率。盾构隧道横断面变形与纵向挠曲变形过程中，管片纵缝与环缝的受力机制不同，导致横向刚度有效率与纵向刚度有效率相差较大。采用缩小比例的模型试验开展盾构隧道相关研究时，如近距离基坑开挖、近距离桩基施工、局部地表堆载、联络通道施工、列车循环荷载导致盾构隧道纵向不均匀沉降等对盾构隧道的影响研究具有模拟工况多，试验时间省，成本低等优点。而上述研究中，均需要考虑环缝接头刚度的影响，如果直接将螺栓连接管片环，则其环缝接头拉压刚度与剪切刚度难以按需要进行设计；若采用减小壁厚的均质管来考虑模型盾构隧道的纵向刚度折减问题，则无法同时满足盾构隧道管片环的横向刚度。然而，对于模型盾构隧道，在考虑其横向刚度有效率问题时，可以采用减小厚度的均质圆环（无纵缝）来模拟管片环，或在纵缝接头位置采用开槽的方式模拟纵缝接头（专利“一种衬砌结构接头刚度可变的隧道模型试验方法”，申请号：201410175038.2），但当环缝对隧道纵向刚度的减小也采用减小厚度的均质管考虑时，则无法同时满足横向刚度折减与纵向刚度折减。专利“一种用于盾构隧道纵向模型试验的衬砌模型及制作方法”（申请号：201810293105.9）中采用纵缝采用割槽，环缝采用纵向接头片连接，但是当采用纵向接头片连接时，环缝接头的剪切刚度不便控制，甚至难以模拟，而管片环之间的抗剪性性能是盾构隧道纵向刚度的重要性能之一。
技术实现思路
本技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，该结构通过在相邻模型管片环之间的环缝上布置若干环间接头弹簧组，并通过由橡胶剪切弹簧座和拉压钢弹簧座串联组成环间接头，从而模拟原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度，进行室内模型试验。本技术目的实现由以下技术方案完成：一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，涉及相邻的模型管片环之间的环缝，其特征在于所述结构包括沿所述环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组，所述环间接头弹簧组由固定于所述环缝两侧的纵向肋板以及设置于所述纵向肋板之间的环间接头组成；其中，所述纵向肋板固定于所述模型管片环的内壁上，所述环间接头的两端分别固定于所述纵向肋板的端面上。所述纵向肋板在所述模型管片环上的设置位置对应于在原型管片环上环缝连接螺栓的设置位置。所述环间接头包括相互串联的橡胶剪切弹簧座和拉压钢弹簧座，两者分别设置于所述环缝的一侧。所述橡胶剪切弹簧座包括橡胶剪切弹簧以及分别设置在所述橡胶剪切弹簧两端的端板。所述拉压钢弹簧座包括两根相互嵌套的钢管，所述钢管上套装有钢弹簧，各所述钢管的外端分别设置有端板。本技术的优点是：模型盾构隧道的环缝接头力学性能可根据原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度需要进行设计，且其弹性性能良好，且不影响盾构隧道的横向刚度，适用于室内模型试验。附图说明图1为本技术中模拟盾构隧道环缝接头的结构示意图；图2为本技术中环缝接头的组成示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-2，图中标记1-11分别为：模型管片环1、环间接头弹簧组2、环间接头3、纵向肋板4、橡胶剪切弹簧座5、拉压钢弹簧座6、端板7、钢管8、钢管9、钢弹簧10、橡胶剪切弹簧11。实施例：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，该结构布置在相邻的模型管片环1之间的环缝处，包括沿相邻模型管片环1之间的环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组2，通过环间接头弹簧组2将相邻的模型管片环1进行连接，每组环间接头弹簧组2由两个纵向肋板4以及布置在纵向肋板4之间的环间接头3所组成。如图1所示，在每个环缝的两侧分别布置有纵向肋板4，纵向肋板4与模型管片环4的内壁面之间可以采用诸如焊接等方式进行固定，需要说明的是，纵向肋板4的精确布置位置对应于原型盾构管片环上的环缝连接螺栓的设置位置；环间接头3的两侧同纵向肋板4相连接，环间接头3具体由橡胶剪切弹簧座5和拉压钢弹簧座6组成，如图2所示，橡胶剪切弹簧座5由橡胶剪切弹簧11以及布置在橡胶剪切弹簧11两端的端板7所组成；而拉压钢弹簧座6则包括相互嵌套的钢管8和钢管9，在钢管8和钢管9的外端固定设置端板7，并在钢管8和钢管9的外壁面上套装有钢弹簧10，从而形成拉压钢弹簧座6。如图1、2所示，在安装时，根据原型盾构管片环上的环缝连接螺栓的抗拉与抗剪性能确定环间接头3中的橡胶剪切弹簧座5和拉压钢弹簧座6的剪切刚度和拉压刚度，分别将橡胶剪切弹簧座5上的端板7同拉压钢弹簧座6的端板7相互贴紧抵靠固定，串联构成环间接头3；之后再将整个环间接头3安装在环缝两侧的纵向肋板4之间，形成环间接头弹簧组2。本实施例的有益效果在于：在盾构隧道的相关研究中需要考虑其纵向力学性能时，如近距离基坑开挖、近距离桩基施工、局部地表堆载、联络通道施工、列车循环荷载导致盾构隧道纵向不均匀沉降等对盾构隧道的影响研究，均需要考虑环缝接头刚度的影响，如果直接将螺栓连接管片环，则其环缝接头拉压刚度与剪切刚度难以按需要进行设计；若采用减小壁厚的均质管来考虑模型盾构隧道的纵向刚度折减问题，则无法同时满足盾构隧道管片环的横向刚度（因为纵向刚度有效率与横向刚度有效率相差很大）。本实施例通过在相邻模型管片环之间的环缝上布置若干环间接头弹簧组，并通过由橡胶剪切弹簧座和拉压钢弹簧座串联组成环间接头，从而模拟原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度，进行室内模型试验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，涉及相邻的模型管片环之间的环缝，其特征在于所述结构包括沿所述环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组，所述环间接头弹簧组由固定于所述环缝两侧的纵向肋板以及设置于所述纵向肋板之间的环间接头组成；其中，所述纵向肋板固定于所述模型管片环的内壁上，所述环间接头的两端分别固定于所述纵向肋板的端面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，涉及相邻的模型管片环之间的环缝，其特征在于所述结构包括沿所述环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组，所述环间接头弹簧组由固定于所述环缝两侧的纵向肋板以及设置于所述纵向肋板之间的环间接头组成；其中，所述纵向肋板固定于所述模型管片环的内壁上，所述环间接头的两端分别固定于所述纵向肋板的端面上。


2.根据权利要求1所述的一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，其特征在于所述纵向肋板在所述模型管片环上的设置位置对应于在原型管片环上环缝连接螺栓的设置位置。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄大维，石海斌，冯青松，王威，唐柏赞，涂文博，刘玥，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：江西;36