一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，包括相邻的两个管片和交叉斜螺栓接头，所述交叉斜螺栓接头横穿两个管片并连接管片间的环缝；若干个所述交叉斜螺栓接头分布于所述环缝两侧，呈两两相向的交叉状。本实用新型专利技术在管片宽度方向布置有至少四根斜螺栓，且为交叉布置，在顺剪与逆剪两种工况下，接缝的抗剪特性均较好，能有效提高接头的抗剪能力；其四斜交叉的布置方式提高管片接头的刚度，能有效减小复杂工况下管片的接缝张开量；斜螺栓交叉布置，螺栓手孔两两分布于接缝两侧的管片上，即同一管片上一侧的手孔数量减半，该布置方式可改善同一管片上手孔数量较多的问题，避免手孔集中，减小手孔对管片的削弱程度。片的削弱程度。片的削弱程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构


[0001]本技术涉及盾构管片连接
，具体地，涉及一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构。

技术介绍

[0002]盾构隧道是指盾构机掘进开挖并由预制混凝土管片拼装而成的一种隧道结构，其衬砌由管片通过螺栓连接成环、环与环之间通过螺栓连接而成。盾构隧道受施工过程盾构机姿态调整、管片上浮、长期运营周围施工扰动、环境演变影响，隧道结构易发生变形、接缝张开、错台及渗漏水等病害，降低结构的安全性和耐久性。螺栓接头是结构刚度薄弱环节，对隧道结构的整体变形影响显著，因此有必要提出刚度大的接头型式提高隧道的抗变形能力。
[0003]目前，大直径盾构隧道常用的螺栓接头形式为斜螺栓。现有研究表明，同向布置的斜螺栓在顺剪与逆剪两种工况下，其抗剪特性有明显的差别，同向布置的斜螺栓在顺剪工况下的抗剪特性明显好于逆剪工况下的抗剪特性。实际工程中，管片接缝发生错台的方向不同，若发生逆剪工况，此时螺栓的抗剪能力不足，可能导致接缝产生较大的变形，进而引起隧道渗漏水等病害。与此同时，现有斜螺栓布置于同一侧管片，过多螺栓可导致螺栓手孔分布密集。螺栓承载受力时会引起手孔处管片应力集中，严重时产生裂缝，当一侧手孔裂缝贯穿，隧道承载力将大大降低。为了避免应力集中，目前超大直径盾构纵缝螺栓常设置以2个或3个螺栓，然而螺栓数量偏少也导致接头抗弯刚度的不足。
[0004]针对现有接头形式的缺陷，需要对其进行改良和优化，以期提高其工程的可靠性，更好地服役于大直径盾构隧道。
技术内容
[0005]针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构。
[0006]根据本技术的一个方面，提供一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，包括相邻的两个管片，还包括：
[0007]交叉斜螺栓接头，所述交叉斜螺栓接头横穿所述两个管片并连接管片间的环缝；若干个所述交叉斜螺栓接头分布于所述环缝两侧，呈两两相向的交叉状。
[0008]优选地，所述交叉斜螺栓接头包括：
[0009]螺栓手孔，所述螺栓手孔设置于一个管片的内表面；
[0010]螺栓孔，所述螺栓孔与所述螺栓手孔对应，位于所述管片的内部；
[0011]螺帽，所述螺帽位于另一个管片的内部，与所述螺栓孔对应；
[0012]斜螺栓，所述斜螺栓从所述螺栓手孔插入所述螺栓孔，并与螺帽螺接固定。
[0013]优选地，所述两个管片分别为第一管片和第二管片；
[0014]其中，所述第一管片的内表面设有若干个所述螺栓手孔，每个所述螺栓手孔对应
一个位于所述第一管片内部的所述螺栓孔；所述第一管片内部预埋若干个所述螺帽；
[0015]其中，所述第二管片的内表面设有若干个与所述第一管片的所述螺帽对应的所述螺栓手孔，每个所述螺栓手孔对应一个位于所述第二管片内部的所述螺栓孔；所述第二管片内部预埋若干个与所述第一管片的所述螺栓孔对应的所述螺帽；
[0016]所述斜螺栓从所述第一管片的螺栓手孔插入其螺栓孔并与所述第二管片内的螺帽螺接固定；所述斜螺栓从所述第二管片的螺栓手孔插入其螺栓孔并与所述第一管片内的螺帽螺接固定；从所述第一管片插入的螺栓与所述第二管片插入的螺栓两两相向、相互交叉。
[0017]优选地，所述管片上设有螺栓对齐标志，用于螺栓连接时定位。
[0018]优选地，所述螺帽为螺栓套筒，采用聚酰胺材料制作而成。
[0019]优选地，所述螺栓手孔、螺栓孔和螺帽在管片预制过程中预设于每个管片中。
[0020]优选地，所述斜螺栓选用M36钢螺栓，其圆弧螺纹与预设螺帽螺纹匹配。
[0021]优选地，所述斜螺栓配合螺栓垫片从所述螺栓手孔插入螺栓孔与螺帽螺接固定，所述垫片位于所述螺栓手孔内。
[0022]优选地，若干个管片围成管片环，相邻管片环间通过六根纵向的斜螺栓连接；同一管片环内各管片间通过四根环向的斜螺栓连接。
[0023]优选地，所述四根环向的斜螺栓或六根纵向的斜螺栓在管片厚度方向上错开布置，并呈现交叉布置的形式。
[0024]与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：
[0025]1)本技术实施例中的基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构在管片宽度方向布置有至少四根斜螺栓，且为交叉布置，在顺剪与逆剪两种工况下，接缝的抗剪特性均较好，能有效提高接头的抗剪能力。
[0026]2)本技术实施例中的基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，其四斜交叉的布置方式提高了管片接头的刚度，能有效减小复杂工况下管片的接缝张开量。根据有限元的计算结果，相同弯矩下，本实施例的接缝张开量要小于三斜螺栓的接头形式。
[0027]3)本技术实施例中的基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，斜螺栓交叉布置，螺栓手孔两两分布于接缝两侧的管片上，即同一管片上一侧的手孔数量减半。该布置方式可改善同一管片上手孔数量较多的问题，避免手孔集中，减小手孔对管片的削弱程度。
附图说明
[0028]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0029]图1为本技术的一优选实施例中的邻接块内视图；
[0030]图2为本技术的一优选实施例中的封顶块内视图；
[0031]图3为本技术的一优选实施例中的邻接块右(B)视图；
[0032]图4为本技术的一优选实施例中的封顶块左(A)视图；
[0033]图5为本技术的一优选实施例中的邻接块与封顶块连接的正视图，为沿衬砌圆环径向剖切示意图；
[0034]图6为本技术的一优选实施例中的邻接块与封顶块连接的后视图，为沿衬砌圆环径向剖切示意图；
[0035]图7为本技术的一优选实施例中的一优选实施例中的邻接块与封顶块之间的螺栓布置的展开图，为沿衬砌圆环环向剖切示意图；
[0036]图8为本技术的一优选实施例中的环向螺栓结构示意图；
[0037]图9为本技术的一优选实施例中的预埋环向螺帽结构示意图。
[0038]图中，A为邻接块(L1或L2)、B为封顶块、1为第一邻接块斜螺栓、2为第一邻接块螺栓孔、3为第一邻接块螺栓手孔、4为第二邻接块斜螺栓、5为第二邻接块螺栓孔、6为第二邻接块螺栓手孔、7为第一封顶块螺栓螺帽、8为第二封顶块螺栓螺帽、9为第一封顶块斜螺栓、10为第一封顶块螺栓孔、11为第一封顶块螺栓手孔、12为第二封顶块斜螺栓、13为第二封顶块螺栓孔、14为第二封顶块螺栓手孔、15为第一邻接块螺栓螺帽、16为第二邻接块螺栓螺帽、17为拼装定位孔、18为预埋注浆孔、19为定位杆凹槽、20为第一邻接块螺栓配套垫片、21为第二邻接块螺栓配套垫片、22为第一封顶块螺栓配套垫片、23为第二封顶块螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，包括相邻的两个管片，其特征在于，还包括：交叉斜螺栓接头，所述交叉斜螺栓接头横穿所述两个管片并连接管片间的环缝；若干个所述交叉斜螺栓接头分布于所述环缝两侧，呈两两相向的交叉状。2.根据权利要求1所述一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，其特征在于，所述交叉斜螺栓接头包括：螺栓手孔，所述螺栓手孔设置于一个管片的内表面；螺栓孔，所述螺栓孔与所述螺栓手孔对应，位于所述管片的内部；螺帽，所述螺帽位于另一个管片的内部，与所述螺栓孔对应；斜螺栓，所述斜螺栓从所述螺栓手孔插入所述螺栓孔，并与所述螺帽螺接固定。3.根据权利要求2所述的一种基于交叉斜螺栓接头的大直径盾构隧道管片连接结构，其特征在于，所述两个管片分别为第一管片和第二管片；其中，所述第一管片的内表面设有若干个所述螺栓手孔，每个所述螺栓手孔对应一个位于所述第一管片内部的所述螺栓孔；所述第一管片内部预埋若干个所述螺帽；其中，所述第二管片的内表面设有若干个与所述第一管片的所述螺帽对应的所述螺栓手孔，所述第二管片内的每个所述螺栓手孔对应一个位于所述第二管片内部的所述螺栓孔；所述第二管片内部预埋若干个与所述第一管片的所述螺栓孔对应的所述螺帽；所述斜螺栓从所述第一管片的螺栓手孔插入其螺栓孔并与所述第二管片内的螺帽螺接固定；所述斜螺栓从所述第二管片的螺栓手孔插入其螺栓孔并与所述第一管片内的螺帽螺接固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔庆龙，舒恒，刘继国，杨林松，张晟斌，程勇，李金，史世波，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：