一种适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带制造技术

本发明专利技术提供了一种适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带，属于隧道与地下工程防水技术领域。本发明专利技术包括翼板与变形部，所述翼板位于所述变形部的两侧，所述变形部的截面为椭圆形形状，并且所述变形部的短半轴长度不大于与其相接触的隧道接缝的宽度，并且所述变形部的长半轴长度为短半轴长度的1.5～2.5倍；所述变形部的中孔面积占变形部外轮廓所包围总面积的0.3～0.4；在变形部的中孔内壁设置有沿止水带轴线纵向分布的加强肋。本发明专利技术可以显著提升止水带的变形适应能力，并且能在较大差异沉降下维持较好的防水性能。沉降下维持较好的防水性能。沉降下维持较好的防水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带


[0001]本专利技术属于隧道与地下工程防水
，具体涉及一种适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带。

技术介绍

[0002]橡胶止水带是隧道接缝处防水的最主要措施，目前广泛的应用于城市道路隧道、综合管廊以及各类地下结构中。诸多工程实践表明，隧道接缝处产生的过大差异沉降量是导致止水带破坏，引起隧道渗漏水的主要原因。
[0003]近年来一些学者对不同使用环境下的止水带进行了研究与创新，研发出了多种止水带：包括利用注浆加强其防水性能的可注浆钢边橡胶止水带；以及将遇水膨胀橡胶的“压迫”作用转为“密封”作用的粘固密封止水带和湿黏贴密封止水带；还有一种蝶形中埋式可排水止水带，此种止水带与普通中埋止水带相比具有可排水的功能，在无压或小压情况下能有效减小渗漏机会；最后还有一种大型中空橡胶止水带，这种止水带能够适应跨越地裂缝的结构大变形。
[0004]我国规范没有明确给出橡胶止水带的设计方法，目前橡胶止水带的设计主要依据相似工程的设计和工程人员的经验，大多采用圆形中孔橡胶止水带。在一些易发生差异沉降的地区，这种类型的止水带容易因变形过大而发生破坏，因此，针对止水带的形式和尺寸进行优化研究，提高止水带的变形适应能力以适应大差异沉降量的要求具有重要的工程意义。

技术实现思路

[0005]针对上述所提到的技术问题，本专利技术提供了一种能够提升止水带变形适应能力，而且还能在较大差异沉降量下维持较好防水性能的橡胶止水带。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带，包括翼板与变形部，所述翼板位于所述变形部的两侧，所述变形部的截面为椭圆形筒状结构，所述变形部的短半轴长度不大于与其相接触的隧道接缝的宽度，并且所述变形部的长半轴长度为短半轴长度的1.5～2.5倍。
[0008]进一步的，所述变形部的中孔面积占变形部外轮廓所包围总面积的0.3～0.4。
[0009]进一步的，所述变形部的厚度不小于6mm。
[0010]进一步的，所述止水带翼板的厚度t不小于8mm。
[0011]进一步的，所述止水带单侧翼板长度不小于200mm，且所述翼板上下两侧对称设置有凸起或者肋条。
[0012]进一步的，在所述变形部中孔内壁设置有沿止水带轴线纵向分布的加强肋。
[0013]进一步的，所述加强肋呈闭合环状，任意两道所述的加强肋之间的间距为100mm。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：
[0015]通过将止水带的变形部域设置为椭圆形，并且将变形部的短半轴长度设置为不大于与其相接触隧道接缝宽度的一半，同时将变形部长半轴长度设置为短半轴长度的1.5～2.5倍，可以显著提升止水带的变形适应能力，并且能在较大差异沉降下维持较好的防水性能。
附图说明
[0016]图1是本专利技术椭圆形中孔止水带结构示意图；
[0017]图2是本专利技术止水带剖面结构示意图；
[0018]图3是本专利技术止水带变形适应能力与中孔面积占比的关系图；
[0019]图4是本专利技术止水带在差异沉降工况下最大应力与沿止水带轴线方向变形量的关系；
[0020]图5是本专利技术止水带在差异沉降工况下最大应力与垂直止水带轴线方向变形量的关系；
[0021]图中：10
‑
翼板，11
‑
变形部，110加强肋，a
‑
变形部长半轴长度，b
‑
形部短半轴长度，h
‑
变形部橡胶壁厚，L
‑
翼板长度。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0023]按照图1所示，本专利技术提供了一种适用于大差异工况的隧道接缝橡胶止水带，包括变形部11与翼板10，变形部11为止水带安装在隧道接缝处时位于接缝范围内的部分，隧道接缝是在隧道分段浇筑混凝土过程中段与段之间保留的空隙；翼板10位于变形部11的两侧，并与变形部10为一体式结构，变形部11的截面为椭圆形形状。由于止水带安装在隧道接缝处时，翼板10会被固定在混凝土内，不会发生变形，不会对止水带的变形适应性能造成影响，只有位于接缝处的变形部11才会对止水带的变形适应性能产生影响，通过将变形部11设置为椭圆形中孔结构，可以增大止水带的中孔面积，提供更大的变形缓冲空间，同时还能优化止水带变形的受力形式，将止水带自身的拉伸转化为沿止水带与隧道接触面的滑动，而且还减小了其内部的拉伸和剪切应力。
[0024]在对止水带的变形部11进行加工时，需要将变形部11的椭圆形外轮廓短半轴长度设置成不大于与其相接触的隧道接缝宽度的一般，具体数值根据实际施工隧道接缝的情况进行确定，并且变形部11的椭圆形外轮廓长半轴长度为短半轴长度的1.5～2.5倍。止水带变形部11椭圆型外轮廓的长半轴长度较短时，其变形适应性能不佳；长半轴长度过长时，止水带受外界水土压力会产生过大的应力和变形，降低了止水带的变形适应性能。
[0025]同时，变形部11椭圆形中孔的面积占整个变形部11外轮廓所包围的总面积的0.3～0.4，中孔面积占比为e，e可通过以下公式进行计算：
[0026]e＝V
v
/V
s
[0027]式中：V
v
为止水带中孔总面积，V
s
为止水带变形部外轮廓包围的总面积。
[0028]当按照中孔面积占比e计算出的变形部11厚度小于6mm时，将变形部11的厚度取为6mm。
[0029]止水带翼板10的厚度t范围不小于8mm，其厚度参考值按以下公式进行计算：
[0030][0031][0032]当止水带翼板10厚度t计算结果小于8mm时取8mm。
[0033]式中：t为止水带的参考厚度计算值；v为橡胶材料的泊松比，一般取0.5；P为作用在止水带上的可能最大水压力；u1为接缝的设计张开值，按30mm计；k1为安全储备系数，可取1.1～1.2；k2为尺寸效应系数，长橡胶板强度与标准试片强度之比，可取0.5；k3为橡胶止水带街头强度与母材强敌之比，宜根据实验确定，无实验时可取0.5～0.7；k4为长期系数，可取0.3～0.5；R0为橡胶止水带的标准试片拉伸强度。
[0034]为保证在大变形情况下止水带与混凝土的锚固性能，止水带单侧翼板10长度不小于200mm，并且在翼板10上下两侧还对称设置有凸起或者肋条。
[0035]当变形部11的长轴长度过长时，止水带的截面刚度会降低，当止水带变形过大时变形部11会由于变形部11刚度不足发生失稳，影响止水带的安全使用，因此为了提高止水带的截面刚度，在变形部11中孔内壁设置有沿止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带，包括翼板(10)与变形部(11)，所述翼板(10)位于所述变形部(11)的两侧，其特征在于：所述变形部(11)的截面为椭圆形形状，所述变形部(11)的短半轴长度不大于与其相接触的隧道接缝的宽度，并且所述变形部(11)的长半轴长度为短半轴长度的1.5～2.5倍。2.根据权利要求1所述的适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带，其特征在于：所述变形部(11)的中孔面积占变形部外轮廓所包围总面积的0.3～0.4。3.根据权利要求2所述的适用于大差异沉降工况的隧道接缝橡胶止水带，其特征在于：所述变形部的厚度不小于6mm。4.根据权利要求1所述的适用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：章定文，杨大勇，张小飞，陆佳敏，高雷，李望舒，
申请(专利权)人：昆山交通发展控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：