一种盾构法隧道抗震韧性接头及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种盾构法隧道抗震韧性接头，包括用于连接相邻两个管片的螺栓和预埋螺栓套筒，还包括弹性圆筒，弹性圆筒通过安装定位圈安装至弹性圆筒安装孔内，弹性圆筒与螺母之间设置有垫板，螺杆依次穿过垫板和弹性圆筒，弹性圆筒与螺杆之间形成一定间隙。本发明专利技术还提供了一所述盾构法隧道抗震韧性接头的施工方法。本发明专利技术通过在螺栓孔处局部增加弹性圆筒，结构简单，加工安装方便，安装空间小，借助弹性圆筒的高变形能力抵消地震荷载，提升了接头的抗震性能和韧性，操作者可通过改变弹性圆筒长度来改变螺栓接头的变形能力，且因为采用了常规的螺栓形式和尺寸，塑料材质的弹性圆筒，造价低且可更换，不会大幅增加工程造价。不会大幅增加工程造价。不会大幅增加工程造价。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构法隧道抗震韧性接头及其施工方法


[0001]本专利技术属于盾构隧道工程
，具体涉及一种盾构法隧道抗震韧性接头及其施工方法。

技术介绍

[0002]盾构隧道的管片主要靠螺栓进行连接，由于螺栓长度有限，无法满足地震作用下的大变形要求，抗震性能有限，现有技术是在螺栓垫板部位增加钢弹簧或橡胶垫片，以增加螺栓的伸缩长度，但常规钢弹簧刚度小，在螺栓安装预紧力的作用下基本被完全压缩，几乎失去抗震作用，若增加弹簧刚度，则需大幅增加弹簧丝直径并提高弹簧丝强度，将导致安装空间增大、螺栓手孔变大，对结构受力造成不利影响，安装也困难，而橡胶垫片由于弹性模量低、厚度小、变形能力弱，且在螺栓安装时极易达到屈服甚至破坏而失去弹性变形能力，因此这两种方式都难以运用至工程中。
[0003]现有能提高螺栓抗震性能的盾构法隧道斜螺栓套筒结构，申请号为CN202111352125.7的中国专利技术专利公开了一种具有减震效果的盾构隧道斜螺栓专用复合套筒，通过在螺栓外部依次拧合内套筒和外套筒组成复合套筒，在遭遇地震时，螺栓与内套筒内侧之间以及套筒侧管片与外套筒外侧之间的刚性螺纹保证连接稳定，同时内套筒内的刚性螺纹和柔性螺纹与外套筒内侧的柔性螺纹之间咬合且滑动，利用滑动摩擦力、螺纹间剪力以及柔性螺纹
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柔性螺纹之间的粘滞力共同抵消地震荷载，使得盾构隧道接头变形减小且平滑，增强了变形性能，提高了减震效果，但该复合套筒仅适用于斜螺栓，内套筒和外套筒都要根据实际的螺栓尺寸定制，增加了制造成本，且实际使用时内套筒和外套筒之间的滑动可能会受到结构的干涉，实际对地震负载的抵消效果难以保证。
[0004]因此，亟需一种结构和安装操作更简单、能提升自身抗震性能、变形能力强、不会增加过多安装空间的盾构法隧道抗震韧性接头及其施工方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种盾构法隧道抗震韧性接头及其施工方法，旨在解决现有接头运用钢弹簧和橡胶垫片变形能力不足、抗震性能较差、增加抗震性能会增大安装空间、对管片结构受力造成不良影响、安装困难等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种盾构法隧道抗震韧性接头，包括用于连接相邻两个管片的螺栓和预埋螺栓套筒，所述螺栓包括螺杆和设置于所述螺杆一端的螺母，所述螺杆的另一端穿过两个所述管片的接缝处后连接于所述预埋螺栓套筒上，其中一个安装有螺母的所述管片内设置有与所述螺栓相适配的螺栓孔，盾构法隧道抗震韧性接头还包括弹性圆筒，所述管片内还设置有与所述螺栓孔相通的弹性圆筒安装孔，所述弹性圆筒安装孔的中轴线与所述螺栓孔的中轴线重合，所述弹性圆筒通过安装定位圈安装至所述弹性圆筒安装孔内，所述弹性圆筒与螺母之间设置有垫板，所述螺杆依次穿过所述垫板和弹性圆筒，所述弹性圆筒与所述螺杆之间形成一定间隙。
[0007]在一些实施例中，所述弹性圆筒为高强度塑料构件，所述弹性圆筒的内径比所述螺杆直径大6～8mm。
[0008]在一些实施例中，所述弹性圆筒的长度大于所述弹性圆筒安装孔的深度。
[0009]进一步的，在一些实施例中，所述安装定位圈为低弹性模量橡胶圈。
[0010]进一步的，在一些实施例中，所述螺栓孔的孔径大于弹性圆筒安装孔的孔径。
[0011]本专利技术还提供了应用上述盾构法隧道抗震韧性接头的施工方法，包括如下步骤：
[0012]S1、根据实际隧道的参数和抗震需求，计算得出接头各结构的数据参数，并进行接头各结构的制作；
[0013]S2、预制手孔侧管片和套筒侧管片，将螺栓套筒预埋进套筒侧管片接缝处，在手孔侧管片上预制螺栓孔和弹性圆筒安装孔；
[0014]S3、管片拼装；
[0015]S4、将安装定位圈套装于弹性圆筒的上下两端，并插入弹性圆筒安装孔；
[0016]S5、在螺栓孔内放置垫板，打设螺栓，完成接头施工。
[0017]在一些实施例中，在S2中，利用常规螺栓安装预埋手段预设螺栓孔，再缩小预设孔径，沿螺栓孔同轴线方向深入形成弹性圆筒安装孔。
[0018]在一些实施例中，在S5中，操作者可根据隧道的实际抗震需求选择不同外径的垫板，以控制弹性圆筒的变形。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术在螺栓孔处局部增加弹性圆筒安装孔，将弹性圆筒安装在弹性圆筒安装孔，利用弹性圆筒的高变形能力以及弹性圆筒与螺杆之间的间隙来抵消地震荷载，提升了接头的抗震性能和韧性，整体结构简单，弹性圆筒安装孔的加工和弹性圆筒的安装都很方便，安装空间小，降低了对管片整体结构的不良影响，操作者还可通过改变弹性圆筒长度来改变螺栓接头的变形能力，提高了对接头抗震性能和韧性的可控性，提高了接头的实用性，且因为采用了常规的螺栓形式和尺寸，高强度塑料材质的弹性圆筒，造价低且可更换，不会大幅增加工程造价。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中所提供的抗震韧性接头示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例中所提供的弹性圆筒局部放大示意图。
[0023]其中，1、弹性圆筒；2、安装定位圈；3、弹性圆筒安装孔；4、预埋螺栓套筒；5、螺杆；6、垫板；7、螺母；8、螺栓孔。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0027]本专利技术提供了一种盾构法隧道抗震韧性接头，包括连接相邻两个管片的螺栓和预埋螺栓套筒4，螺栓包括螺杆5和设置于螺杆5一端的螺母7，螺杆5的另一端穿过两个管片的接缝处后连接与预埋螺栓套筒4上，其中一个安装有螺母7的管片内设置有与螺栓相适配的螺栓孔8，盾构法隧道抗震韧性接头还包括弹性圆筒1，管片内还设置有与螺栓孔8相通的弹性圆筒安装孔3，弹性圆筒安装孔3的中轴线与螺栓孔8的中轴线重合，弹性圆筒1通过安装定位圈2安装至弹性圆筒安装孔3内，弹性圆筒1与螺母7之间设置有垫板6，螺杆5依次穿过垫板6和弹性圆筒1，弹性圆筒1与螺杆5之间形成一定间隙。
[0028]安装时，先将安装定位圈2安装至弹性圆筒1的外侧，将弹性圆筒1插入弹性圆筒安装孔3中，即可借助安装定位圈2的摩擦力使弹性圆筒1稳定安装在弹性圆筒安装孔3内，然后再进行螺栓的安装，弹性圆筒1仅借助安装定位圈2的摩擦力，即可稳定安装在弹性圆筒安装孔3内，整个螺栓接头安装完成时，弹性圆筒的一端通过垫板接触螺母7。弹性圆筒1的弹力与螺栓拉紧力相配合，使整个螺栓接头在保证稳定连接的基础上具有一定的伸缩能力，当管片在地震荷载的作用下水平振动时，螺杆受到水平作用力，可分解为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构法隧道抗震韧性接头，包括用于连接相邻两个管片的螺栓和预埋螺栓套筒，所述螺栓包括螺杆和设置于所述螺杆一端的螺母，所述螺杆的另一端穿过两个所述管片的接缝处后连接于所述预埋螺栓套筒上，其中一个安装有螺母的所述管片内设置有与所述螺栓相适配的螺栓孔，其特征在于，还包括弹性圆筒，所述管片内还设置有与所述螺栓孔相通的弹性圆筒安装孔，所述弹性圆筒安装孔的中轴线与所述螺栓孔的中轴线重合，所述弹性圆筒通过安装定位圈安装至所述弹性圆筒安装孔内，所述弹性圆筒与螺母之间设置有垫板，所述螺杆依次穿过所述垫板和弹性圆筒，所述弹性圆筒与所述螺杆之间形成一定间隙。2.根据权利要求1所述盾构法隧道抗震韧性接头，其特征在于，所述弹性圆筒为高强度塑料构件，所述弹性圆筒的内径比所述螺杆直径大6～8mm。3.根据权利要求1所述盾构法隧道抗震韧性接头，其特征在于，所述弹性圆筒的长度大于所述弹性圆筒安装孔的深度。4.根据权利要求3所述盾构法隧道抗震韧性接头，其特征在于，所述安装定位圈为低弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，薛光桥，马相峰，邓朝辉，何应道，王少锋，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：