一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构，属于隧道工程及地下工程技术领域，解决了现有防护结构存在的稳定性差、施工难度大、施工进度缓慢、施工安全风险的问题。本实用新型专利技术包括两个承台梁和多个钢混单元，每个钢混单元包括钢波纹板、多个劲性钢筋骨架和钢筋混凝土衬砌，钢波纹板的两个脚部分别连接在两个承台梁上，钢波纹板上设有剪力钉，劲性钢筋骨架设在钢波纹板外围，多个劲性钢筋骨架沿纵向间隔排布，劲性钢筋骨架和钢波纹板之间通过U型锁扣连接，钢筋混凝土衬砌浇筑在劲性钢筋骨架上，剪力钉包裹在钢筋混凝土衬砌内。本实用新型专利技术结构强度大、握裹力强、整体性好、抵抗大规模崩塌及落石冲击荷载能力强。抵抗大规模崩塌及落石冲击荷载能力强。抵抗大规模崩塌及落石冲击荷载能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构


[0001]本技术属于隧道工程及地下工程
，具体涉及一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构。

技术介绍

[0002]目前运营铁路防范危岩落石、崩塌等地质灾害的结构形式主要有钢筋混凝土棚洞、柔性钢棚洞、拱形钢筋混凝土明洞、钢波纹管明洞等。而当危岩落石严重、崩塌规模较大，同时运营铁路繁忙、施工“天窗”时间短（2～3小时）、行车道床不得扰动、结构跨度较大时，以上结构缺点显著，主要表现为：
[0003]1、钢筋混凝土棚洞：
[0004]钢筋混凝土棚洞为现浇梁、板、柱结构，当结构跨度较大时，承载能力低，抗震性能差，难以抵抗大规模崩塌、落石等荷载冲击；梁、板等跨铁路线构件模板架立、混凝土浇筑困难，异物坠落风险较大，整个施工期只允许“天窗”期施工，施工进度缓慢，对铁路运营有一定干扰。
[0005]2、柔性钢棚洞：
[0006]柔性钢棚洞为轻型型钢及钢绞线环形网组成柔性结构，在大规模外荷载冲击时，承重骨架易扭曲弯折，产生大变形，造成结构侵限，影响列车通行安全；由于柔性钢棚洞连接件较多，铺挂拉结不牢靠，易坠落或悬空，引发接触网导电事故；钢结构长期暴露易锈蚀，耐久性差；整个施工期只允许“天窗”期施工，施工进度较慢。
[0007]3、拱形钢筋混凝土明洞：
[0008]拱形钢筋混凝土明洞为拱形无仰拱现浇混凝土结构，跨度较大时，内模制作要求强度高、变形小，立模时，搭设的脚手架跨度大，高度高，支撑构件数量庞杂，易与接触网发生干扰，铁路线潜在异物坠落风险极高，整个施工期只允许“天窗”期施工，施工进度极为缓慢，对铁路运营干扰较大。
[0009]4、波纹管明洞：
[0010]钢波纹管明洞为以钢波纹管为主体，外覆混凝土保护层，该结构整体性较差，在大规模崩塌、落石荷载冲击下，外覆混凝土易与钢波纹结构剥离滑移，产生开裂变形；钢波纹板环向、纵向接缝众多，施工期外覆混凝土浇筑振捣不当，可导致钢波纹板局部变形，严重时，会造成板片接缝螺栓失效，引起垮落，造成行车事故，同时，混凝土浇筑时，泥浆渗漏将腐蚀洞内接触网线，影响行车安全。

技术实现思路

[0011]本技术的目的是提供一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构，以解决现有防护结构存在的稳定性差、施工难度大、施工进度缓慢、施工安全风险的问题。
[0012]本技术的技术方案是：一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构，包括两个承台梁，还包括多个钢混单元，多个钢混单元依次连接在承台梁上，每个钢混单元包
括钢波纹板、多个劲性钢筋骨架和钢筋混凝土衬砌，钢波纹板的两个脚部分别连接在两个承台梁上，钢波纹板上设有剪力钉，劲性钢筋骨架设在钢波纹板外围，多个劲性钢筋骨架沿纵向间隔排布，劲性钢筋骨架和钢波纹板之间通过U型锁扣连接，钢筋混凝土衬砌浇筑在劲性钢筋骨架上，剪力钉包裹在钢筋混凝土衬砌内。
[0013]作为本技术的进一步改进，剪力钉包括锚杆体和垫板，锚杆体上端呈折弯状，锚杆体与垫板相连，锚杆体与垫板之间通过加强肋板加固连接，锚杆体下端穿过垫板，锚杆体下端通过螺纹连接有第一紧固螺母和第一防倒退螺母，锚杆体下端设有垂直于轴线的螺纹孔，螺纹孔中设有防脱落销钉，防脱落销钉位于第一防倒退螺母下方，垫板呈弯曲状，其弯曲程度与钢波纹板相配合。
[0014]作为本技术的进一步改进，劲性钢筋骨架由多个骨架单元依次连接组成，骨架单元包括4根骨架主筋、多个矩形圈加强筋和多个空间对角加强筋，多个矩形圈加强筋沿骨架主筋长度方向排布，4根骨架主筋分别位于矩形圈加强筋的4个角内侧，空间对角加强筋倾斜连接在对角位置的一对骨架主筋之间且沿骨架主筋长度方向排布，在间距较长的一对骨架主筋之间设有回旋加强筋，在间距较短的一对骨架主筋之间设有多个U型加强筋。
[0015]作为本技术的进一步改进，在每个承台梁顶部设有沿纵向的角钢组，每组角钢组由两个背靠背设置的通长L型角钢组成且两个L型角钢之间留有空隙，钢波纹板的脚部插在两个L型角钢的空隙之间且与L型角钢栓接。
[0016]作为本技术的进一步改进，L型角钢通过地脚螺栓与承台梁连接。
[0017]作为本技术的进一步改进，U型锁扣由U型杆、端头连接片和第二紧固螺母组成，端头连接片连接在U型杆的开口端并通过第二紧固螺母紧固连接在U型杆上，第二紧固螺母外端设有第二防倒退螺母。
[0018]作为本技术的进一步改进，钢波纹板由多个波纹板片相互搭接组成。
[0019]作为本技术的进一步改进，相邻的钢混单元之间形成变形缝，在每一处变形缝的钢波纹板脚部焊接有接地钢筋，接地钢筋插入承台梁中，防止杂散电流引起事故。
[0020]作为本技术的进一步改进，为防止混凝土浇筑时泥浆渗漏，在钢波纹板的纵向接缝和环向接缝以及变形缝处设有止水带。
[0021]作为本技术的进一步改进，相邻劲性钢筋骨架的间距不大于1.5m。
[0022]为了不破坏道床，并确保本技术结构稳定，本技术在钢混组合结构下部设置承台梁基础，承台梁顶面背靠背设置一对L型角钢，通过预埋地脚螺栓固定。为控制钢波纹板变形，提高钢波纹板与混凝土间的握裹力，增加钢混组合结构的整体性，本技术在波纹板上设置剪力钉和U型锁扣，钢波纹板外围设置劲性钢筋骨架，剪力钉将波纹板与混凝土连接，U型锁扣将钢波纹板与劲性钢筋骨架连接，混凝土与劲性钢筋骨架握裹，稳定性大幅增强。
[0023]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0024]1、本技术钢混组合结构强度大、握裹力强、整体性好、抵抗大规模崩塌及落石冲击荷载能力强；
[0025]2、可有效解决运营线大跨结构内模制作困难，强度无法保证，脚手架有失稳、异物坠落等风险的问题；
[0026]3、钢波纹板内模可工厂化制作，“天窗”点内吊装，在钢波纹板的保护下，“天窗”点
外进行钢筋绑扎，混凝土浇筑，不影响列车运营，施工效率高，进度快，工期短；
[0027]4、钢波纹板内模不拆除，与混凝土形成整体受力结构，消除了模板拆除过程中，异物坠落的风险；
[0028]5、该结构接缝处防水效果良好，施工期无泥浆渗漏，腐蚀接触的风险。
附图说明
[0029]图1是本技术用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构的结构示意图；
[0030]图2是图1中的A部放大图；
[0031]图3是本技术中波纹板片的搭接示意图；
[0032]图4是本技术中钢波纹板与钢筋混凝土衬砌的连接示意图；
[0033]图5是本技术中剪力钉的结构示意图；
[0034]图6是本技术中劲性钢筋骨架的立面结构示意图；
[0035]图7是本技术中劲性钢筋骨架的侧面结构示意图；
[0036]图8是图6中的B
‑
B视图；
[0037]图9是本技术中U型锁扣的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构，包括两个承台梁，其特征在于：还包括多个钢混单元（13），多个钢混单元（13）依次连接在承台梁（1）上，每个钢混单元包括钢波纹板（4）、多个劲性钢筋骨架（8）和钢筋混凝土衬砌（10），所述钢波纹板（4）的两个脚部分别连接在两个承台梁（1）上，钢波纹板（4）上设有剪力钉（6），所述劲性钢筋骨架（8）设在钢波纹板（4）外围，多个劲性钢筋骨架（8）沿纵向间隔排布，劲性钢筋骨架（8）和钢波纹板（4）之间通过U型锁扣（7）连接，所述钢筋混凝土衬砌（10）浇筑在劲性钢筋骨架（8）上，所述剪力钉（6）包裹在钢筋混凝土衬砌（10）内。2.根据权利要求1所述的一种用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构，其特征在于：所述剪力钉（6）包括锚杆体（61）和垫板（63），所述锚杆体（61）上端呈折弯状，锚杆体（61）与垫板（63）相连，锚杆体（61）与垫板（63）之间通过加强肋板（62）加固连接，锚杆体（61）下端穿过垫板（63），锚杆体（61）下端通过螺纹连接有第一紧固螺母（64）和第一防倒退螺母（65），锚杆体（61）下端设有垂直于轴线的螺纹孔，螺纹孔中设有防脱落销钉（66），防脱落销钉（66）位于第一防倒退螺母（65）下方，所述垫板（63）呈弯曲状，其弯曲程度与钢波纹板（4）相配合。3.根据权利要求1所述的用于运营铁路隧道洞口防护的钢混组合结构，其特征在于：所述劲性钢筋骨架（8）由多个骨架单元依次连接组成，所述骨架单元包括4根骨架主筋（81）、多个矩形圈加强筋（83）和多个空间对角加强筋（86），多个矩形圈加强筋（83）沿骨架主筋（81）长度方向排布，4根骨架主筋（81）分别位于矩形圈加强筋（83）的4个角内侧，空间对角加强筋（86）倾斜连接在对角位置的一对骨架主筋（81）之间且沿骨架主筋（81）长度方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，姬云平，赵录学，李守刚，马玉春，李明，祁卫华，王伯龙，兰建，刘志诚，徐同启，霍春辉，崔建龙，王杰，白卓，李延贵，张建设，
申请(专利权)人：兰州铁道设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：