盾构隧道及其预制减振型封底管片制造技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道及其预制减振型封底管片。预制减振型封底管片位于圆环状隧道的底部，用于支撑道床，包括圆弧状封底管片本体，封底管片本体的内弧面在两侧对称地设置有拼缝安装部，道床沿着封底管片本体的弦线布置，所述封底管片本体在与道床正对的内弧面设有减振槽，减振槽内部设有减振垫，减振垫的厚度大于减振槽的槽深；所述道床为预制结构，且道床的下表面通过减振垫直接支撑在封底管片本体的上部。由此可知，本发明专利技术所述的预制减振型封底管片可以衰减隧道内列车运行产生的振动，可减少列车运行对沿线居民生活和古建筑的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道及其预制减振型封底管片


[0001]本专利技术涉及轨道交通振动控制领域，是一种盾构隧道及其预制减振型封底管片。

技术介绍

[0002]城市轨道交通的大规模建设，可以有效提升居民通行的便捷性，但也可能引起一定的结构和环境问题。例如城市轨道交通环境振动不仅会影响居民的日常生活，还可能导致古建筑结构的破坏。随着人们关注度的提高，城市轨道交通环境振动的控制已成为城市轨道交通领域的热门科学问题之一。
[0003]目前轨道交通领域所采用的减振措施有：(1)钢轨阻尼器，如中国专利202011069737.0 所公开的钢轨阻尼器；(2)减振扣件，如中国专利申请201510606515.0所述的钢轨减振扣件；(3)减振轨枕，如中国专利申请202110256896.X所公开的减振轨枕；(4)浮置板轨道，如中国专利申请202010067266.3所公开的浮置板轨道。其中，点支撑浮置板轨道被认为具有最好的减振效果，如橡胶浮置板轨道和钢弹簧浮置板轨道。目前还没有针对盾构隧道的主体——管片结构来进行设计，使其具有减振功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种预制减振型封底管片，以将预制道床直接通过减振垫安装在盾构隧道处于底部位置处的弧状管片(封底管片)上方，即预制道床的支撑仅依赖于布置在封底管片内弧面上的减振垫，则列车运行所产生的振动会随着预制道床传递，进而通过位于道床与封底管片之间的减振垫减振，导致上部振动在向下传递的传播途径中受到阻隔效果，由此可知，本专利技术可以衰减隧道内列车运行产生的振动，有效地减少列车运行对沿线居民生活和古建筑的影响。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种预制减振型封底管片，位于圆环状隧道的底部，用于支撑道床，包括圆弧状封底管片本体，封底管片本体的内弧面在两侧对称地设置有拼缝安装部，道床沿着封底管片本体的弦线布置，所述封底管片本体在与道床正对的内弧面设有减振槽，减振槽内部设有减振垫，减振垫的厚度大于减振槽的槽深；所述道床为预制结构，且道床的下表面通过减振垫直接支撑在封底管片本体的上部，同时道床处于横向的两端与封底管片本体的内弧面之间存在满足工程需要的间隙。
[0007]优选地，所述减振垫呈散点状、条状或者片状布置在减振槽内部，且减振垫的厚度为 40～70mm，材料为聚氨酯，弹性模量为1
‑
10*106Pa，密度为1000～2000kg﹒m
‑3。
[0008]优选地，当减振垫呈散点状布置在减振槽内部时，各散点状减振垫呈矩形阵列的方式布置在封底管片本体的内弧面，处于环向的相邻两个散点状减振垫之间的间距与所述散点状减振垫处于环向的下弧长L
下
一致，处于纵向的相邻两个散点状减振垫之间的间距与所述散点状减振垫的纵向长度一致。
[0009]优选地，每一个散点状减振垫的纵向长度为200mm，而处于环向的上弧长L
上
、下弧
长L
下
分别由下式计算：
[0010][0011][0012]其中，R
道床
为道床下底面的半径、R
槽
为减振槽弧面的半径。
[0013]优选地，当减振垫呈条状布置在减振槽内部时，每一条状减振垫的纵向长度与减振槽的纵向长度匹配，而处于环向的上弧长L
上
、下弧长L
下
分别由下式计算：
[0014][0015][0016]其中，R
道床
为道床下底面的半径、R
槽
为减振槽弧面的半径。
[0017]优选地，当减振垫呈片状布置在减振槽内部时，所述片状减振垫的纵向长度与减振槽的纵向长度匹配，且片状减振垫处于环向的下弧长与减振槽处于环向的弧长匹配。
[0018]优选地，所述道床为预制结构，材料为C35钢筋混凝土，弹性模量在3.15*10
10
Pa，泊松比为0.2，密度为2400kg﹒m
‑3[0019]优选地，所述的减振槽内嵌在封底管片本体的内弧面上，且减振槽的两端与隧道拼装产生的环缝贯通，减振槽的深度为20～50mm；所述封底管片本体的厚度为400～450mm，纵向宽度为1200～1500mm；封底管片本体在减振槽下方的内部钢筋进行加密处理。
[0020]优选地，所述的拼缝安装部包括环缝手孔、纵缝手孔，且环缝手孔中设置有环缝螺栓孔，而纵缝手孔中则设置有纵缝螺栓孔。
[0021]本专利技术的另一个技术目的是提供一种盾构隧道，为拼装式结构，包括若干片沿纵向布置的环管片，每一片环管片，均通过两块以上的弧状管片沿着环向拼接形成，且每一片环管片中，处于底部的弧状管片，为上述的预制减振型封底管片。
[0022]有益效果：
[0023]与现有技术相比，本专利技术在管片的内弧面道床范围部分设有减振槽，减振槽内部有减振垫，上部列车产生的振动传递至减振垫时，可依据减振垫材料的阻尼效果和减振垫
‑
道床形成的支撑特性实现减振目的。因此，本专利技术的有益效果有：
[0024](1)使得管片具有减振功能；
[0025](2)与浮置板轨道减振相比，不用增加轨道基础结构的高度，有利于对隧道内有限空间的利用。
附图说明
[0026]图1是本专利技术所述第一种预制减振型封底管片(减振垫呈散点状)的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术所述第二种预制减振型封底管片(减振垫呈条状)的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术所述第三种预制减振型封底管片(减振垫呈片状)的结构示意图；
[0029]图1至3中：减振槽1；减振垫2；道床3；环缝手孔4；环缝螺栓孔5；纵缝手孔6；纵缝螺栓孔；
[0030]图4a为减振垫呈散点状分布时的有限元模型动力学分析示意图；
[0031]图4b为减振垫呈条状分布时的有限元模型动力学分析示意图；
[0032]图4c为减振垫呈片状分布时的有限元模型动力学分析示意图；
[0033]图5a为减振垫呈散点状分布时，提取管片和减振垫的振动加速度云图；
[0034]图5b为减振垫呈条状分布时，提取管片和减振垫的振动加速度云图；
[0035]图5c为减振垫呈片状分布时，提取管片和减振垫的振动加速度云图；
[0036]图6为三种减振垫分布(散点、条状、片状)情况下的减振效果对比图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0038]如图1至3所示，本专利技术所述的预制减振型封底管片，为盾构隧道的主体结构的一部分，位于圆环状盾构隧道的底部，用于支撑道床，包括圆弧状封底管片本体，封底管片本体的内弧面在两侧对称地设置有拼缝安装部，道床沿着封底管片本体的弦线布置，所述封底管片本体在与道床正对的内弧面设有减振槽，减振槽内部设有减振垫，减振垫的厚度大于减振槽的槽深；所述道床为预制结构，且道床的下表面直接通过减振垫支撑在封底管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制减振型封底管片，位于圆环状隧道的底部，用于支撑道床(3)，包括圆弧状封底管片本体，封底管片本体的内弧面在两侧对称地设置有拼缝安装部，道床(3)沿着封底管片本体的弦线布置，其特征在于，所述封底管片本体在与道床(3)正对的内弧面设有减振槽(1)，减振槽(1)内部设有减振垫(2)，减振垫(2)的厚度大于减振槽(1)的槽深；所述道床(3)为预制结构，且道床(3)的下表面通过减振垫(2)直接支撑在封底管片本体的上部，且道床(3)处于横向的两端与封底管片本体的内弧面之间存在满足工程需要的间隙。2.根据权利要求1所述的预制减振型封底管片，其特征在于，所述减振垫(2)呈散点状、条状或者片状布置在减振槽(1)内部，且减振垫(2)的厚度为40～70mm，材料为聚氨酯，弹性模量在1～10
×
106Pa，密度为1000～2000kg﹒m
‑3。3.根据权利要求2所述的预制减振型封底管片，其特征在于，当减振垫(2)呈散点状布置在减振槽(1)内部时，各散点状减振垫呈矩形阵列的方式布置在封底管片本体的内弧面，处于环向的相邻两个散点状减振垫之间的间距与所述散点状减振垫处于环向的下弧长L
下
一致，处于纵向的相邻两个散点状减振垫之间的间距与所述散点状减振垫的纵向长度一致。4.根据权利要求3所述的预制减振型封底管片，其特征在于，每一个散点状减振垫(2)的纵向长度为200mm，而处于环向的上弧长L
上
、下弧长L
下
分别由下式计算：分别由下式计算：其中，R
道床
为道床下底面的半径、R
槽
为减振槽(1)弧面的半径。5.根据权利要求2所述的预制减振型封底...

【专利技术属性】
技术研发人员：金浩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：