一种混凝土夹芯壳结构及其设计、制备方法技术

本发明专利技术提供了一种混凝土夹芯壳结构及其设计、制备方法。上述混凝土夹芯壳结构包括：外层混凝土壳、功能夹芯层和内层混凝土壳；外层混凝土壳包裹功能夹芯层，功能夹芯层包裹内层混凝土壳。通过连接件将外层混凝土管片和内层混凝土管片进行连接形成夹芯管片；通过环向接头将夹芯管片进行连接形成管片环；通过纵向接头将管片环进行连接形成夹芯壳。本发明专利技术的混凝土夹芯壳结构中的内外层管片之间连接件及夹芯管片、管片环之间的接头可以确保内外两层壳体之间协同工作承受外荷载。功能夹芯层可以起到减振降噪等功能性作用，它的材料比混凝土轻，可以极大地减少夹芯壳结构的自重。本发明专利技术的结构可以广泛应用于地铁、公路、海底隧道等结构中。结构中。结构中。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土夹芯壳结构及其设计、制备方法


[0001]本专利技术涉及盾构隧道衬砌管片及混凝土
，尤其涉及一种混凝土夹芯壳结构及其设计、制备方法。

技术介绍

[0002]国内外研究者已经分别从功能层、盾构隧道衬砌管片、混凝土夹芯板等方面进行了相关研究。在减振降噪方面，现阶段国内外采取的减振降噪措施主要分为在振动源方面减振和在传播过程中减振两类，设置功能层的方法属于第二类。国内外相关既有研究表明，在隧道结构中增加功能层能实现减振、降噪等功能，这一方法具有可行性。但目前这一领域研究主要集中在开发新材料、优化功能层厚度和位置等方面，而且功能层是放置在管片之外。
[0003]国内外研究者对衬砌管片和接头也进行了大量的研究，目前集中在开发新结构和接头形式，进一步改进现有模型，以便更好地模拟管片和接头在复杂应力下的响应。
[0004]在混凝土夹芯板结构的研究方面，国外学者的相关研究起步相对较早，取得一定的研究成果。该领域的研究目前还是比较侧重于板结构的新型连接件、新理论模型和优化等。
[0005]综上，传统结构中功能层和承重层是分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土夹芯壳结构，其特征在于，包括：外层混凝土壳、减振降噪夹芯层和内层混凝土壳；所述外层混凝土壳包裹所述功能夹芯层，所述功能夹芯层包裹所述内层混凝土壳，通过连接件将所述外层混凝土管片和所述内层混凝土管片进行连接。2.根据权利要求1所述的混凝土夹芯壳结构，其特征在于，包括：将曲线网格型连接件或曲线型板连接件的上下两端分别嵌入外层混凝土管片和内层混凝土管片，通过曲线网格型连接件或曲线型板连接件将外层混凝土壳和内层混凝土壳连接成为一个夹芯管片。3.根据权利要求2所述的混凝土夹芯壳结构，其特征在于，所述夹芯管片通过具有一定刚度的环向接头连接在一起，形成夹芯管片环。4.根据权利要求3所述的混凝土夹芯壳结构，其特征在于，在隧道纵向设置纵向接头，该纵向接头连接夹芯管片环，形成夹芯壳。5.根据权利要求3或者4所述的混凝土夹芯壳结构，其特征在于，带有连接件的夹芯管片在预制厂中预制，安装时，各夹芯管片在环向上通过环向接头连接在一起形成管片环，在纵向上管片环通过纵向接头连接在一起形成夹芯壳。6.根据权利要求5所述的混凝土夹芯壳结构，其特征在于，整个混凝土夹芯壳结构是通过夹芯管片内部的连接件，夹芯管片之间的环向接头、以及管片环之间的纵向接头连接形成的壳结构。7.一种混凝土夹芯壳结构的设计方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的混凝土夹芯壳结构，所述方法包括：基于曲线型层间连接件产生的剪力滞和复合效应，根据柱形壳体理论建立混凝土夹芯管片模型；根据所述混凝土夹芯管片模型计算出混凝土夹芯管片的刚度和强度，预测出混凝土夹芯管片的变形和最大承载力。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的基于曲线型层间连接件产生的剪力滞和复合效应，根据柱形壳体理论建立混凝土夹芯管片模型，包括：混凝土夹芯管片结构的复合效应取决于所述外层混凝土管片和所述内层混凝土管片之间曲线型连接件传递的内力，若连接件的刚度足够大，能传递100％的内力，则复合效应为100％，两面层之间滑移为零；若连接件刚度为零，则无法传递内力，其复合效应为零，两面层之间无联系；若连接件为有限刚度，两面层之间将产生有限滑移，称之为部分复合效应，其数值取决于连接件刚度的大小；设外层混凝土管片、内层混凝土管片半径分别为R1和R2，宽度为b，假设管片在x＝0和x＝b处内、外层管片通过连接件相连，作用在外层管片微元上的外载荷和内力分量组成平衡力系，根据平衡条件所述平衡力系的关系式为力系，根据平衡条件所述平衡力系的关系式为T2＝R2q3ꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安，傅宇方，孙静，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：