專利名稱：安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)。特別是涉及一種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，盾構(gòu)法在我國隧道工程建設(shè)中得到了快速發(fā)展，大型盾構(gòu)法隧道的斷面直徑從地鐵區(qū)間約6m增至15m(隧道外徑)。原有的小直徑盾構(gòu)法隧道的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)不足以滿足大直徑盾構(gòu)法隧道建造的需要，設(shè)計(jì)計(jì)算理論與技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高，值得進(jìn)行深入理論研究和技術(shù)開發(fā)。盾構(gòu)法隧道是以環(huán)向、縱向螺栓將預(yù)制管片一塊塊連接成一體的，隧道截面彎矩隨著隧道斷面直徑的二次方而顯著增大。隧道管片厚度、截面配筋直徑和環(huán)向連接螺栓直徑都需要隨著斷面直徑增大而增大。隨著截面彎矩增大，隧道縱向接縫間隙會增大，引起防水密封墊失效和發(fā)生滲漏水，影響隧道車輛安全運(yùn)營，并降低隧道的耐久性。盾構(gòu)法隧道縱向接縫能承受較大的軸力，而承受彎矩的能力較弱。所以，如果能減少隧道截面彎矩，對隧道受力性能和耐久性的提高具有非常重要意義。大直徑(大斷面)盾構(gòu)法隧道上層頂部一般設(shè)為排煙道，中部為公路車行道或地鐵車輛行車層，車行道下部空間為預(yù)留空間。鋼筋混凝土煙道板離拱頂有2米多凈空。目前，計(jì)算隧道內(nèi)力時，只考慮鋼筋混凝土煙道板自重、行車道自重及車輛荷載引起隧道結(jié)構(gòu)的附加內(nèi)力，并沒有考慮鋼筋混凝土煙道板和行車道板參與隧道結(jié)構(gòu)共同承受水土壓力的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠減少盾構(gòu)法隧道截面彎矩、提高隧道結(jié)構(gòu)耐久性的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，包括有由若干塊管片通過螺栓連接拼裝成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間采用螺栓連接從而構(gòu)成的盾構(gòu)法隧道，還設(shè)置有分別對應(yīng)的埋設(shè)在隧道頂部兩側(cè)拱腰處的管片內(nèi)的預(yù)埋件或第一螺母，連接在每個預(yù)埋件或第一螺母上的支座，兩端分別固定連接在所述支座上的一根以上的受拉弦桿。所述的預(yù)埋件包括有第一鋼板和固定連接在第一鋼板上的多根錨筋，所述的第一鋼板上形成有多個用于支座的第一通孔，在第一鋼板與管片混凝土接觸一側(cè)與所述的多個第一通孔相對應(yīng)的焊接有多個用于固定支座的第二螺母，所述的第二螺母與所述的第一·通孔同軸設(shè)置。所述的支座為第一類型支座或第二類型支座或第三類型支座中的一種。所述的第一類型支座包括有矩形結(jié)構(gòu)的第二鋼板、矩形結(jié)構(gòu)的第三鋼板和直角三角形結(jié)構(gòu)的第四鋼板，所述的第二鋼板固定焊接在第四鋼板的斜邊上，且與第四鋼板相垂直設(shè)置，所述的第三鋼板固定焊接在第四鋼板和垂直直角邊上，且與第四鋼板相垂直設(shè)置，其中，所述的第二鋼板上形成有多個第二通孔，所述的多個第二通孔與預(yù)埋件中第一鋼板上的多個第一通孔一一對應(yīng)，所述的第三鋼板上形成有用于貫穿受拉弦桿的第三通孔。所述的第二類型支座包括有矩形結(jié)構(gòu)的第五鋼板和直角三角形結(jié)構(gòu)的第六鋼板，所述的第五鋼板固定焊接在第六鋼板的斜邊上，且與第六鋼板相垂直設(shè)置，其中，所述的第五鋼板上形成有多個第四通孔，所述的多個第四通孔與預(yù)埋件中第一鋼板上的多個第一通孔一一對應(yīng)，所述的第六鋼板上形成有第五通孔，所述的第五通孔的軸線與隧道軸線相平行。所述的第三類型支座包括有一端形成有用于與第一螺母連接的外螺紋的第二螺
栓，所述第二螺栓的另固定焊接有用于連接受拉弦桿的鋼制承載環(huán)。所述的受拉弦桿為第一類型受拉弦桿，所述的第一類型受拉弦桿是由I根圓鋼或鋼筋構(gòu)成，所述的圓鋼或鋼筋的兩個端部分別形成有用于固定在第一類型支座上的外螺紋，所述的圓鋼或鋼筋兩個端部的外螺紋的方向相反。所述的受拉弦桿為第二類型受拉弦桿，所述的第二類型受拉弦桿包括有兩根拉桿和用于將兩根拉桿連接為一體的旋緊件，所述拉桿的一端形成有用于與第二類型支座或第三類型支座相連接的Π形鋼制承載環(huán)，所述拉桿的另一端形成有外螺紋，所述的旋緊件的兩端分別形成有用于與所述的拉桿端部的外螺紋相結(jié)合的內(nèi)螺紋。當(dāng)受拉弦桿采用第一類型受拉弦桿時，對受拉弦桿施加預(yù)拉力是通過擰緊安設(shè)在第一類型受拉弦桿兩端上的第三螺母實(shí)施的；當(dāng)受拉弦桿采用第二類型受拉弦桿時，對受拉弦桿施加預(yù)拉力是通過旋轉(zhuǎn)第二類型受拉弦桿中間的旋緊件實(shí)施的。所述的受拉弦桿還能夠安裝在大直徑盾構(gòu)法隧道的下部仰拱，且受拉弦桿澆注在行車道板混凝土中，通過受拉弦桿對隧道下部仰拱施加一對拉力。本發(fā)明的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)，能夠減少盾構(gòu)法隧道截面彎矩，提高了盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的受力性能，提高隧道結(jié)構(gòu)耐久性，減小隧道管片接縫之間的縫隙，提高隧道結(jié)構(gòu)管片接縫之間的防水性能。


圖I是目前通行做法的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明給出的第一種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明給出的第二種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明給出的第三種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是第一種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的弦桿安裝示意圖；圖6是第二種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的弦桿安裝示意圖；圖7是第三種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的弦桿安裝示意圖；其中a是整體圖b是連接螺母圖c是第三類型支座8是預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是第一類型支座的結(jié)構(gòu)示意圖；其中a是第一類型支座圖b是第三鋼板圖c是第二鋼板圖d是第四鋼板圖10是第二類型支座的結(jié)構(gòu)示意圖；其中a是第二類型支座圖b是第五鋼板圖c是第六鋼板圖
圖11是拉桿和旋緊件的結(jié)構(gòu)示意圖；其中a是拉桿正面圖b是拉桿側(cè)面圖c是旋緊件圖中F :作用在隧道拱腰的拉力I :管片2 :預(yù)埋件3 :連接螺母4 :支座5 :第一螺栓6 :受拉弦桿10 :鋼制承載環(huán)11 :螺母21 :第一鋼板22 :錨筋23 :第一通孔24 :第二螺母25 :第二鋼板26 :第三鋼板27:第四鋼板28:第五鋼板29 :第六鋼板31 :第二螺栓32 :鋼制承載環(huán)41 :第一類型支座42 :第二類型支座43 :第三類型支座61 :第一類型受拉弦桿62 :第二類型受拉弦桿63 :旋緊件64 :拉桿
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)做出詳細(xì)說明。如圖I、圖2、圖3、圖4、圖7所示，本發(fā)明的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，包括有由若干塊管片通過螺栓連接拼裝成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間采用螺栓連接從而構(gòu)成的盾構(gòu)法隧道，分別對應(yīng)的埋設(shè)在隧道頂部兩側(cè)拱腰處的管片I內(nèi)的預(yù)埋件2或第一螺母3，連接在每個預(yù)埋件2或第一螺母3上的支座4，兩端分別固定連接在所述支座4上的一根以上的受拉弦桿6，通過受拉弦桿對隧道頂部拱腰施加一對拉力F。即，在管片制作時，在隧道頂部拱腰的預(yù)設(shè)管片內(nèi)側(cè)安設(shè)預(yù)埋件或第一螺母，在盾構(gòu)機(jī)的鋼殼內(nèi)采用目前通行做法將若干塊管片通過螺栓連接拼裝成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間采用螺栓連接。如圖8所示，所述的預(yù)埋件2包括有第一鋼板21和通過焊接固定連接在第一鋼板21上的多根錨筋22，所述的第一鋼板21上形成有多個用于連接支座4的第一通孔23，在第一鋼板21與管片混凝土接觸一側(cè)與所述的多個第一通孔23相對應(yīng)的焊接有多個用于固定支座4的第二螺母24，所述的第二螺母24與所述的第一通孔23同軸設(shè)置。如圖7、圖9、圖10所示，所述的支座4為第一類型支座41或第二類型支座42或第三類型支座43中的一種，本發(fā)明還可以采用其他類型的支座。所述的第一類型支座41或第二類型支座42或第三類型支座43或其他類型支座的主要功能包括架設(shè)受拉弦桿及對隧道頂部拱腰提供一對拉力F。如圖9所示，所述的第一類型支座41包括有矩形結(jié)構(gòu)的第二鋼板25、矩形結(jié)構(gòu)的第三鋼板26和直角三角形結(jié)構(gòu)的第四鋼板27，所述的第二鋼板25固定焊接在第四鋼板27的斜邊上，且與第四鋼板27相垂直設(shè)置，所述的第三鋼板26固定焊接在第四鋼板27和垂直直角邊上，且與第四鋼板27相垂直設(shè)置，其中，所述的第二鋼板25上形成有多個第二通孔15，所述的多個第二通孔15與預(yù)埋件2中第一鋼板21上的多個第一通孔23 —一對應(yīng)，所述的第三鋼板26上形成有用于貫穿受拉弦桿6的第三通孔33。如圖10所示，其特征在于，所述的第二類型支座42包括有矩形結(jié)構(gòu)的第五鋼板28和直角三角形結(jié)構(gòu)的第六鋼板29，所述的第五鋼板28固定焊接在第六鋼板29的斜邊上，且與第六鋼板29相垂直設(shè)置，其中，所述的第五鋼板28上形成有多個第四通孔16，所述的多個第四通孔16與預(yù)埋件2中第一鋼板21上的多個第一通孔23 —一對應(yīng)，所述的第六鋼板29上形成有第五通孔17，所述的第五通孔17的軸線與隧道軸線相平行。如圖7所示，其特征在于，所述的第三類型支座43包括有一端形成有用于與第一螺母3連接的外螺紋的第二螺栓31，所述第二螺栓31的另固定焊接有用于連接受拉弦桿6的鋼制承載環(huán)32。 如圖5所示，所述的受拉弦桿6為第一類型受拉弦桿61，所述的第一類型受拉弦桿61是由I根圓鋼或鋼筋構(gòu)成，所述的圓鋼或鋼筋的兩個端部分別形成有用于固定在第一類型支座41上的外螺紋，所述的圓鋼或鋼筋兩個端部的外螺紋的方向相反。第一類型受拉弦桿與第一類型支座配對使用。如圖6、圖11所示，所述的受拉弦桿6為第二類型受拉弦桿62，所述的第二類型受拉弦桿62包括有兩根拉桿64和用于將兩根拉桿64連接為一體的旋緊件63，所述拉桿64的一端一體形成有用于通過銷釘與第二類型支座42)或第三類型支座43相連接的Π形鋼制承載環(huán)10，所述拉桿64的另一端形成有外螺紋，所述的旋緊件63的兩端分別形成有用于與所述的拉桿64端部的外螺紋相結(jié)合的內(nèi)螺紋。即第二類型受拉弦桿與第二類型支座或第三類型支座通過銷釘連接配對使用。如圖5所示，當(dāng)受拉弦桿6采用第一類型受拉弦桿61時，對受拉弦桿6施加的預(yù)拉力F是通過擰緊安設(shè)在第一類型受拉弦桿61兩端上的第三螺母11實(shí)施的；如圖10所示，當(dāng)受拉弦桿6采用第二類型受拉弦桿62時，對受拉弦桿6施加的預(yù)拉力F是通過旋轉(zhuǎn)第二類型受拉弦桿62中間的旋緊件63實(shí)施的。所述的受拉弦桿6還能夠安裝在大直徑盾構(gòu)法隧道的下部仰拱，且受拉弦桿6澆筑在行車道板混凝土中，通過受拉弦桿6對隧道下部仰拱施加一對拉力F。
權(quán)利要求
1.一種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，包括有由若干塊管片通過螺栓連接拼裝成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間采用螺栓連接從而構(gòu)成的盾構(gòu)法隧道，其特征在于，還設(shè)置有分別對應(yīng)的埋設(shè)在隧道頂部兩側(cè)拱腰處的管片(I)內(nèi)的預(yù)埋件(2)或第一螺母(3)，連接在每個預(yù)埋件(2)或第一螺母(3)上的支座(4)，兩端分別固定連接在所述支座(4)上的一根以上的受拉弦桿(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的預(yù)埋件(2)包括有第一鋼板(21)和固定連接在第一鋼板(21)上的多根錨筋(22)，所述的第一鋼板(21)上形成有多個用于支座(4)的第一通孔(23)，在第一鋼板(21)與管片混凝土接觸一側(cè)與所述的多個第一通孔(23)相對應(yīng)的焊接有多個用于固定支座(4)的第二螺母(24)，所述的第二螺母(24)與所述的第一通孔(23)同軸設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的支座(4)為第一類型支座(41)或第二類型支座(42)或第三類型支座(43)中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的第一類型支座(41)包括有矩形結(jié)構(gòu)的第二鋼板(25)、矩形結(jié)構(gòu)的第三鋼板(26)和直角三角形結(jié)構(gòu)的第四鋼板(27)，所述的第二鋼板(25)固定焊接在第四鋼板(27)的斜邊上，且與第四鋼板(27)相垂直設(shè)置，所述的第三鋼板(26)固定焊接在第四鋼板(27)和垂直直角邊上，且與第四鋼板(27)相垂直設(shè)置，其中，所述的第二鋼板(25)上形成有多個第二通孔(15)，所述的多個第二通孔(15)與預(yù)埋件(2)中第一鋼板(21)上的多個第一通孔(23)—一對應(yīng)，所述的第三鋼板(26)上形成有用于貫穿受拉弦桿(6)的第三通孔(33)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的第二類型支座(42)包括有矩形結(jié)構(gòu)的第五鋼板(28)和直角三角形結(jié)構(gòu)的第六鋼板(29)，所述的第五鋼板(28)固定焊接在第六鋼板(29)的斜邊上，且與第六鋼板(29)相垂直設(shè)置，其中，所述的第五鋼板(28)上形成有多個第四通孔(16)，所述的多個第四通孔(16)與預(yù)埋件(2)中第一鋼板(21)上的多個第一通孔(23) —一對應(yīng)，所述的第六鋼板(29)上形成有第五通孔(17)，所述的第五通孔(17)的軸線與隧道軸線相平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的第三類型支座(43)包括有一端形成有用于與第一螺母(3)連接的外螺紋的第二螺栓(31)，所述第二螺栓(31)的另固定焊接有用于連接受拉弦桿(6)的鋼制承載環(huán)(32)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的受拉弦桿(6)為第一類型受拉弦桿(61)，所述的第一類型受拉弦桿(61)是由I根圓鋼或鋼筋構(gòu)成，所述的圓鋼或鋼筋的兩個端部分別形成有用于固定在第一類型支座(41)上的外螺紋，所述的圓鋼或鋼筋兩個端部的外螺紋的方向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的受拉弦桿(6)為第二類型受拉弦桿(62)，所述的第二類型受拉弦桿(62)包括有兩根拉桿(64)和用于將兩根拉桿(64)連接為一體的旋緊件(63)，所述拉桿(64)的一端形成有用于與第二類型支座(42)或第三類型支座(43)相連接的Π形鋼制承載環(huán)(10)，所述拉桿(64)的另一端形成有外螺紋，所述的旋緊件(63)的兩端分別形成有用于與所述的拉桿(64)端部的外螺紋相結(jié)合的內(nèi)螺紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，當(dāng)受拉弦桿(6)采用第一類型受拉弦桿(61)時，對受拉弦桿(6)施加預(yù)拉力(F)是通過擰緊安設(shè)在第一類型受拉弦桿(61)兩端上的第三螺母(11)實(shí)施的；當(dāng)受拉弦桿(6)采用第二類型受拉弦桿(62)時，對受拉弦桿(6)施加預(yù)拉力(F)是通過旋轉(zhuǎn)第二類型受拉弦桿(62)中間的旋緊件(63)實(shí)施的。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，其特征在于，所述的受拉弦桿(6)還能夠安裝在大直徑盾構(gòu)法隧道的下部仰拱，且受拉弦桿(6)澆注在行車道板混凝土中，通過受拉弦桿(6)對隧道下部仰拱施加一對拉力(F)。
全文摘要
一種安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道，包括有由若干塊管片通過螺栓連接拼裝成環(huán)，環(huán)與環(huán)之間采用螺栓連接從而構(gòu)成的盾構(gòu)法隧道，還設(shè)置有分別對應(yīng)的埋設(shè)在隧道頂部兩側(cè)拱腰處的管片內(nèi)的預(yù)埋件或第一螺母，連接在每個預(yù)埋件或第一螺母上的支座，兩端分別固定連接在所述支座上的一根以上的受拉弦桿。本發(fā)明的安裝有受拉弦桿的大直徑盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)，能夠減少盾構(gòu)法隧道截面彎矩，提高了盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的受力性能，提高隧道結(jié)構(gòu)耐久性，減小隧道管片接縫之間的縫隙，提高隧道結(jié)構(gòu)管片接縫之間的防水性能。
文檔編號E21D11/04GK102937025SQ20121048246
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月25日
發(fā)明者張先鋒, 佘才高, 江水德, 朱世友, 張存, 宋儀, 江婕瑞, 陳長江, 趙正蓉, 趙靜 申請人:中鐵隧道集團(tuán)有限公司, 中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司