專利名稱：地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向抗震接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)隧道管片襯砌的接頭。
背景技術(shù)：
目前盾構(gòu)隧道主要采用多個(gè)弧形的單層鋼筋混凝土管片通過接頭拼接成管片環(huán)， 再將管片環(huán)通過接頭拼接成長管道。由于隧道采用了這種拼裝的方式，隧道的安全穩(wěn)固性 和防震性，在很大程度上取決于管片間及管片環(huán)間的接頭的連接穩(wěn)固性和抗震性?，F(xiàn)有管片與管片間及管片環(huán)與管片環(huán)間的接頭均為螺栓接頭。管片外表面開有凹 槽形成手孔，兩相鄰管片的手孔之間周向穿孔，螺桿穿入周向孔，在兩管片的手孔處的螺桿 端部擰緊螺母即完成管片之間的連接，從而拼接成管片環(huán)；這種形成管形成管片環(huán)的接頭 為橫向接頭。同樣在管片環(huán)的外表面開凹槽形成手孔，兩相鄰管片環(huán)的手孔之間縱向(軸 向)穿孔，螺桿穿入縱向孔內(nèi)，在兩管片環(huán)的手孔處的螺桿端部擰緊螺母即將管片環(huán)拼接 成縱向無限延伸的隧道砌襯，這種將管片環(huán)縱向連接在一起的接頭為縱向接頭。為起到更 好的緊固和防水的作用，螺桿兩端從外到內(nèi)還依次設(shè)有墊圈和脹水橡膠，其中脹水橡膠遇 水膨脹。盾構(gòu)隧道襯砌的荷載主要來自橫斷面上，而縱向接頭主要起到傳遞管片環(huán)間不平 衡力的作用，故在針對縱向接頭進(jìn)行檢算時(shí)，主要進(jìn)行抗剪檢算。相對于其他方法修建的隧 道，盾構(gòu)法隧道由于接頭的存在，其剛度大大降低，有利于抗震，因此在通常情況下，盾構(gòu)隧 道的縱向接頭的抗震性能是足夠的，不需要對管片縱向接頭進(jìn)行專門的抗震設(shè)計(jì)。但是，在 高烈度地震區(qū)，地震荷載產(chǎn)生的復(fù)雜作用力，從而使縱向接頭承受很大的包括拉力在內(nèi)的 復(fù)雜作用力?，F(xiàn)有的盾構(gòu)隧道管片襯砌的縱向接頭抗拉變形能力有限，在地震時(shí)會造成接 頭螺栓及襯砌結(jié)構(gòu)的破壞。如1995年日本阪神地震中，大量的盾構(gòu)隧道縱向接頭遭到顯 著破壞，影響了隧道的正常使用。2008年汶川大地震導(dǎo)致成都市多個(gè)區(qū)間盾構(gòu)隧道縱向接 頭附近發(fā)生管片開裂、較大錯(cuò)臺等。由此看出，在高烈度地震區(qū)的城市地鐵區(qū)間盾構(gòu)法隧道 中，縱向接頭及由縱向接頭連接處的環(huán)縫是盾構(gòu)隧道管片襯砌最薄弱的環(huán)節(jié)，其抗震能力 有待于提高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向抗震接頭，該縱向 抗震接頭能降低襯砌結(jié)構(gòu)縱向等效抗拉剛度，增大環(huán)縫的變形能力，減小地震時(shí)產(chǎn)生的縱 向拉力，提高盾構(gòu)法隧道的抗震能力，尤其適用于高烈度地震區(qū)地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道使用，并 且無需改變現(xiàn)有隧道的結(jié)構(gòu)，實(shí)施方便，易于推廣。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是一種地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片 襯砌縱向抗震接頭，包括螺桿、螺桿兩端的螺母、螺母的內(nèi)側(cè)依次有墊圈、水脹橡膠，其結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)是所述的墊圈與螺母之間的螺桿上還套合有彈性裝置。本實(shí)用新型的使用方法是將螺桿穿入兩相鄰管片環(huán)的手孔之間的縱向(軸向)穿孔內(nèi)，在兩管片環(huán)的手孔處的螺桿端從內(nèi)到外依次套入水脹橡膠、墊圈、彈性裝置后，再 擰緊螺母，即實(shí)現(xiàn)管片環(huán)間的拼接。本實(shí)用新型的縱向接頭的力學(xué)原理分析發(fā)生地震時(shí)管片環(huán)隨周圍地層一起運(yùn)動(dòng)，環(huán)縫處會受到附加拉力和彎矩的共同作 用，當(dāng)力和彎矩超過接頭的抗變形能力時(shí)，便會引起襯砌結(jié)構(gòu)及接頭的破壞。地震時(shí)產(chǎn)生的 縱向附加拉力與盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)縱向等效抗拉剛度成正比，故降低襯砌等效抗拉剛度可 以降低地震時(shí)產(chǎn)生的縱向附加拉力。等效抗拉剛度的計(jì)算公式為
權(quán)利要求1.一種地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向抗震接頭，包括螺桿(1)、螺桿(1)兩端的螺母 O)、螺母O)的內(nèi)側(cè)依次有墊圈(3)、水脹橡膠(6)，其特征在于所述的螺母O)與墊圈 (3)之間的螺桿(1)上還套合有彈性裝置G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向抗震接頭，其特征在 于所述的螺母⑵與彈性裝置⑷之間套合有外墊圈(3’)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向抗震接頭，其特征在 于所述的彈性裝置(4)為彈簧。
專利摘要一種地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向抗震接頭，包括螺桿(1)、螺桿(1)兩端的螺母(2)、螺母(2)的內(nèi)側(cè)依次有墊圈(3)、水脹橡膠(6)，螺母(2)與墊圈(3)之間的螺桿(1)上還套合有彈性裝置(4)。該縱向抗震接頭能降低襯砌結(jié)構(gòu)縱向等效抗拉剛度，增大環(huán)縫的變形能力，減小地震時(shí)產(chǎn)生的縱向拉力，提高盾構(gòu)法隧道的抗震能力，尤其適用于高烈度地震區(qū)地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道使用，并且無需改變現(xiàn)有隧道的結(jié)構(gòu)，實(shí)施方便，易于推廣。
文檔編號E21D11/08GK201826853SQ20102026457
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者何川, 周濟(jì)民, 方勇, 汪波, 王士民, 郭瑞, 高云龍 申請人:西南交通大學(xué)