粘结组装的隧道管片、粘接方法及配套的试验组装台技术

本发明专利技术涉及适应于盾构施工中管片拼装设备领域，特别是一种粘结组装的隧道管片、粘接方法及配套的试验组装台。旨在解决现有技术中管片组装精度低，装配效果差的问题。本发明专利技术包括在管片个结合处设置的得以先后实现半刚性粘接的粘接组件，同时各粘接组件的结构各包括插装粘接式、反刺粘接式和隔断粘接式。优点在于：在组装过程中可以实现适应各自结构性能的不同的粘接形式，进而从整体上形成稳固的隧洞轮廓，有效防止长时间使用后的变形。有效防止长时间使用后的变形。有效防止长时间使用后的变形。

【技术实现步骤摘要】
粘结组装的隧道管片、粘接方法及配套的试验组装台


[0001]本专利技术涉及盾构施工中管片拼装设备领域，特别是一种粘结组装的隧道管片、粘接方法及配套的试验组装台。

技术介绍

[0002]在盾构施工过程中,随着盾构机的开挖,推进和出碴,开挖后的隧道需要用洞外预制好的钢筋混凝土管片进行永久性支护.管片拼装机的功能就是将管片准确地放到恰当的位置。逐环形成管环并在最后形成隧洞。
[0003]管片的拼装方式如下：1.拼装成环方式:盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。除特殊场合外，大都采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。
[0004]2.拼装顺序:一般从下部的标准（A型）管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接（B型）管片，最后安装楔形（K型）管片。
[0005]3、盾构千斤顶操作:拼装时，不能同时缩回千斤顶，要随管片（1）拼装顺序分别缩回盾构千斤顶。
[0006]4、紧固连接螺栓:先紧固环向（管片之间），后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。
[0007]现阶段中，工作人员认为，管片的拼装方式存在如下的问题：固定形式单一，即使错缝安装，也存在安装不稳定，管片间结合力低，组装精度低，装配效果差的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了解决现有技术中管片组装精度低，装配效果差的问题。
[0009]本专利技术的具体方案是：管片包括弧状的内侧面和外侧面，成套管片间得以组合为单层管片环，在管片间设有螺钉铆接定位，管片环间设有连接二者的插装式引导柱，所述管片间的接触面上设有凸凹式连接台，所述连接台上设有反刺粘接式连接，所述螺钉铆接定位的接触面设有隔断粘接式连接，所述引导柱与对应的引导孔间设有插装式粘接，所述插装式粘接的起始工位处于反刺粘接式连接的终端工位上，所述隔断粘接式连接为圈状，布置在铆接孔的内孔边缘，在其一侧的主动粘接圈上，沿其各截面对应外切点形成的圆上设有金属制成的环状刮刀，对应的在另一侧的被动粘接圈上设有与刮刀适配的厚度低于周边的刮槽，所述主动粘接圈的外径小于所述被动粘接圈的外径，大于所述被动粘接圈的内径。
[0010]具体实施中，在所述环状刮刀的底部对应位置，其厚度大于所述挂槽的厚度而小于相邻材质的厚度。
[0011]具体实施中，所述反刺粘接式连接包括在所述连接台的凸部设置的棘齿，所述棘齿方向与安装方向相一致，对应的在所述连接台的凹部设有粘接材料腔，所述粘接材料腔内填充粘接材料，末端棘齿工作位为所述终端工位，所述棘齿由弹性材料制成，边缘布设刮刀，所述粘接材料腔设有刮刀穿刺孔。
[0012]具体实施中，所述插装式连接包括设置于所述引导柱顶部的锥状挤压台和设置于
所述引导孔端部的粘接剂填充腔，所述填充腔的腔壁上，卡装位置的终端设置厚度低于周边的刮槽。
[0013]具体实施中，所述铆接螺钉的安装位置两侧各设密封圈。
[0014]一种管片环安装方法，安装上述的粘结组装的隧道管片，包括如下步骤：（1）水平位移：利用管片安装机抓取管片，在定位机构的带动下挪移至待安装位置；（2）转动至合适的弧度：管片安装机旋转，转动只合适角度，与上层管片间呈螺旋转动工位，且对应的导向柱和导向孔形位尺寸相匹配；（3）二次水平位移：导向柱推动进导向孔内，直至定位后挤破对应的粘接剂填充腔，形成管片（1）间粘接；（4）反复水平位移：在步骤（2）结束后，粘接剂凝结前，驱动管片沿导向方向后退再前进，激活棘齿刮破对应的粘接剂填充物，实现管片间凸凹式连接台的粘接；（5）管片间铆接：在形成凸凹式连接台的相邻管片间布设螺钉铆接，铆接过程中挤破螺纹面配合的外表面上布设的粘接剂填充腔，形成螺纹面粘接。
[0015]所述步骤（4）和（5）间的间隙时间大于20min。
[0016]一种试验组装台，配套测量粘结组装的隧道管片的粘接性能，包括试验组装台架，所述试验组装台架上挂装升降式试验柱，所述试验柱上设有带动所述试验柱实现位移的位移驱动机构，所述试验柱底部设有模拟刀头，所述模拟刀头的底部与引导柱底部形状项匹配，中部设有方形柱，所述方形柱的一侧设有棘齿，棘齿与所述反刺粘接式连接的形状相匹配，所述模拟刀头的底部设有与所述螺钉形位尺寸一致的模拟螺钉；所述试验组装台架上设有滑移式的插装粘接试验机构、套装式的隔断粘接试验机构和面接触式的反刺粘接试验机构；所述滑移式的插装粘接试验机构包括与所述试验组装台架间经过滑动副连接的滑移推板，所述滑移推板的侧面安装液压式伸缩柱，所述液压式伸缩柱的另一端连接试验筒，所述试验筒内径与所述插装式引导柱的端部尺寸相适配，其内部设有粘接剂填充腔和挂槽；所述隔断粘接试验机构包括拆装式模拟螺圈，所述模拟螺圈的长度大于模拟螺钉的配合长度，其内部设有粘接剂填充腔和挂槽；所述，反刺粘接试验机构包括设置在台架对应面内的粘接剂填充腔和挂槽，所述方形柱上模拟螺钉、滑移推板上设有拉力计挂钩，所述导向柱下方提前预置有与所述模拟对侧螺圈配合的安装轴。
[0017]具体实施中，各粘接剂填充腔内设有温度测量端子，所述温度测量端子外接温度测量原件。
[0018]具体实施中，各粘接剂填充腔所处于的外部结构由亚克力材料制成。
[0019]本专利技术的有益效果在于：在管片和管圈交接的地方均设有与接触情况相匹配的粘合方式，且合理的利用工位和冷却时间，一方面实现了高精度的安装，另一方面延长了粘接的使用寿命；还涉及了一个配套的试验系统，可以针对不同的粘接剂和现场力学情况，进行粘接模拟，确定最佳的压力情况，冷却时间和粘接剂的计量分布，试验系统中安装有测温测压装置，可以及时检测粘结剂在实验室状态，不同条件下的延展情况。
附图说明
[0020]图1是本专利技术管圈和管片间组装的爆炸效果结构示意图；图2是图1结构中部件的主视图；图3是图1结构中部件的俯视图；图4是试验组装台架的立体图；图5是试验组装台架另一角度的立体图；图6是图4所示结构的主视图；图7是图4所示结构的俯视图；图8是图4所示结构的左视图；图9是图4所示结构中模拟对侧螺圈和模拟螺钉组装后的右视图；图10是与棘齿对应的粘接剂填充腔结构示意图；图11是与引导柱对应的粘接剂填充腔结构示意图；图12是与螺钉铆接定位对应的粘接剂填充腔结构示意图；图中各部件名称：1. 管片；2.管片环；3. 螺钉铆接定位；4.凸面；5.凹面；6.棘齿；7. 引导柱；8.引导柱的配合部；9. 试验组装台架；10. 滑移推板；11.滑移推板与试验组装台架间的定位销；12. 升降式试验柱；13. 方形柱；14. 模拟对侧螺圈；15.模拟螺钉；16.方形柱上的棘齿；17.接触面；18.模拟的导向柱端部；19.模拟螺钉的配合部；20.移动副的滑槽；21.试验组装台架的固定端；22. 位移驱动机构；23.与棘齿对应的粘接剂填充腔；24.与引导柱对应的粘接剂填充腔；25.与螺钉铆接定位对应的粘接剂填充腔；26. 与螺钉铆接定位对应的刮刀；27.安装在引导柱端部的环状刮刀；28. 液压式伸缩柱。
具体实施方式
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘结组装的隧道管片，管片（1）包括弧状的内侧面和外侧面，成套管片（1）间得以组合为单层管片（1）圈，在管片（1）间设有螺钉铆接定位（3），管片环（2）间设有连接二者的插装式引导柱（7），其特征在于：所述管片（1）间的接触面（17）上设有凸凹式连接台，所述连接台上设有反刺粘接式连接，所述螺钉铆接定位（3）的接触面（17）设有隔断粘接式连接，所述引导柱（7）与对应的引导孔间设有插装式粘接，所述插装式粘接的起始工位处于反刺粘接式连接的终端工位上，所述隔断粘接式连接为圈状，布置在铆接孔的内孔边缘，在其一侧的主动粘接圈上，沿其各截面对应外切点形成的圆上设有金属制成的环状刮刀，对应的在另一侧的被动粘接圈上设有与刮刀适配的厚度低于周边的刮槽，所述主动粘接圈的外径小于所述被动粘接圈的外径，大于所述被动粘接圈的内径。2.如权利要求1所述的粘结组装的隧道管片，其特征在于：在所述环状刮刀的底部对应位置，其厚度大于所述挂槽的厚度而小于相邻材质的厚度。3.如权利要求1所述的粘结组装的隧道管片，其特征在于：所述反刺粘接式连接包括在所述连接台的凸部设置的棘齿（6），所述棘齿（6）方向与安装方向相一致，对应的在所述连接台的凹部设有粘接材料腔，所述粘接材料腔内填充粘接材料，末端棘齿（6）工作位为所述终端工位，所述棘齿（6）由弹性材料制成，边缘布设刮刀，所述粘接材料腔设有刮刀穿刺孔。4.如权利要求1所述的粘结组装的隧道管片，其特征在于：所述插装式连接包括设置于所述引导柱（7）顶部的锥状挤压台和设置于所述引导孔端部的粘接剂填充腔，所述填充腔的腔壁上，卡装位置的终端设置厚度低于周边的刮槽。5.如权利要求4所述的粘结组装的隧道管片，其特征在于：所述铆接螺钉的安装位置两侧各设密封圈。6.一种管片环安装方法，安装如权利要求1所述的粘结组装的隧道管片，其特征在于，包括如下步骤：水平位移：利用管片安装机抓取管片（1），在定位机构的带动下挪移至待安装位置；转动至合适的弧度：管片安装机旋转，转动至合适角度，与上层管片（1）间呈螺旋转动工位，且对应的导向柱和导向孔形位尺寸相匹配；二次水平位移：导向柱推动进导向孔内，直至定位后挤破对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕乾乾，曾垂刚，周建军，孟庆军，杨振兴，黄奕程，黄志肃，赵海雷，王利明，翟乾智，孙飞祥，王发民，张继超，
申请(专利权)人：盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：