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CN105422129A - 用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构 - Google Patents

用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构 Download PDF

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CN105422129A CN201510965153.4A CN201510965153A CN105422129A CN 105422129 A CN105422129 A CN 105422129A CN 201510965153 A CN201510965153 A CN 201510965153A CN 105422129 A CN105422129 A CN 105422129A
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Abstract

本发明公开了一种用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，单元板片沿周向拼装形成管节，该管节沿轴向拼接形成隧道衬砌、涵洞或综合管廊；其中，所述管节沿轴向拼接时，相邻单元板片的接触端部均具有折向管节外侧的折边或横截面周边闭合的空心腔体结构，且相邻折边或空心腔体结构的接触面为拼接连接面。本发明的拼接结构没有裸露在隧道或涵洞的内部，不会影响内部通行车辆与避免碰撞或剐蹭；同时，隧道或涵洞内壁拼接处平滑美观，内部通行空间增大，断面面积减少，工程开挖量减少，工期缩短。

Description

用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构
技术领域
本发明公开了一种管道拼接结构，尤其涉及一种用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构。
背景技术
本申请人一直致力于钢结构和钢-砼组合结构的研究、应用及基础设施工程，并已申请多项专利，其中包括一件名称为“钢-混凝土复合式隧道衬砌支护结构及其制作与施工方法”、申请号为201510600685.8的发明专利申请。该专利申请的支护结构主要用于隧道衬砌工程中，当支护结构沿轴向拼接时，其侧边法兰及其连接螺栓都裸露在隧道内侧，易与内部通行车辆碰撞或剐蹭，对车辆及支护结构的损伤较大；同时，该结构占用和缩小了管道内部通行空间，增加了整个结构层的厚度，继而也增加了开挖断面面积，增加了开挖工程量，延长施工周期；不仅如此，该结构需要经常检修螺栓是否松动，还影响了美观，参见下图5、6。
因此，亟待解决上述技术难题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种使得管道内壁拼接处平滑美观且不影响内部通行车辆的用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构。
技术方案：本发明的拼接结构，包括单元板片沿周向拼装形成管节，该管节沿轴向拼接形成隧道衬砌、涵洞或综合管廊；其中，所述管节沿轴向拼接时，相邻单元板片的接触端部均具有折向管节外侧的折边或横截面周边闭合的空心腔体结构，且相邻折边或空心腔体结构的接触面为拼接连接面。
其中，靠近所述拼接连接面的单元板片上开拼接操作孔。沿周向拼装的相邻单元板片之间通过连接板拼接，靠近该连接板的单元板片一侧也可以开拼接操作孔。
所述单元板片的外侧和/或内侧有横截面周边闭合的空心腔体结构结构。优选的，该单元板片由金属板构成，该金属板自身弯折形成空心腔体结构；或金属板弯折形成凸起形状，用板材或管材与该凸起组合形成空心腔体结构。
相邻的所述单元板片上的空心腔体结构首尾相接，可得到连续的空心腔体结构。还可以改空心腔体结构内填充混凝土。
单元板片除以上形式，还可以由金属板和金属管拼接而成；或者由金属管并排拼接而成，其横截面为连环结构；或者由波纹板相互扣合形成带有空心腔体结构的单元板片；或者由C型钢、槽钢、工字钢、弧形钢、角钢或波纹板与平板扣合形成带有空心腔体结构的单元板片；其中，管节轴向拼接时，相邻单元板片的接触端部均具有折向管节外侧的金属管或空心腔体结构，且相邻金属管或空心腔体结构的接触面为拼接连接面。
其中，可以在金属管或空心腔体结构内填充混凝土。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：该拼接结构没有裸露在隧道、涵洞或综合管廊的内部，不会影响内部通行车辆与避免碰撞或剐蹭；同时，隧道、涵洞或综合管廊内壁拼接处平滑美观，内部通行空间增大，断面面积减少，工程开挖量减少，工期缩短。
附图说明
图1(a)-1(r)为本发明第一类空心腔体结构的横截面示意图；
图2(a)-2(e)为本发明第二类空心腔体结构的横截面示意图；
图3(a)、3(b)和3(c)为本发明第三类空心腔体结构的横截面示意图；
图4(a)-4(e)为本发明第四类空心腔体结构的横截面示意图；
图5、6分别为背景技术涉及单元板片拼接连接面的结构示意图；
图7、8分别为本发明单元板片拼接连接面的结构示意图；
图9、10为本发明相邻管节两种拼接结构的横截面示意图；
图11、12为本发明的两种拼接结构用于隧道衬砌的横截面示意图；
图13、14为本发明的两种拼接结构穿设预埋件后用于隧道衬砌的横截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明的拼接结构，包括单元板片101沿周向拼装形成管节102，该管节102沿轴向拼接形成隧道衬砌或涵洞100；其中，管节102沿轴向拼接时，相邻单元板片101的接触端部均具有折向管节外侧的折边104或空心腔体结构110，该空心腔体结构110的横截面周边闭合，且相邻折边104或空心腔体结构110的接触面为拼接连接面，如图9、10所示。优选的，该接触面可采用螺栓等工件连接。由于折边或空心腔体结构位于隧道、涵洞或综合管廊外侧，所以在靠近拼接连接面的单元板片上开拼接操作孔111，方便工具从该拼接操作孔111伸入，用于紧固螺栓等工件，操作完成后，可以在该拼装操作孔111上对应设操作孔盖113。
沿周向拼装的相邻单元板片101之间可以焊接，也可以通过连接板112拼接，并且靠近该连接板112的单元板片两侧也开拼接操作孔111。如图7、8所示，拼接操作孔分布于单元板片101四个侧边上。
本发明单元板片101可以为弧形片，其外侧和/或内侧有横截面周边闭合的空心腔体结构110。其中空心腔体结构110可以有一定的长度，两端可以贯通或一端封闭、一端开口。该闭合式横截面的空心腔体结构较之开口式横截面的空心腔体结构，抗扭刚度更高、抗竖向失稳能力更强。
上述空心腔体结构110可以单独扣设在单元板片101上，如图1(a)、1(b)、1(o)-1(r)所示。其中单元板片由金属板106构成，空心腔体结构110可以由该金属板106自身弯折形成，弯折的横截面形状可以为矩形、圆形等，并将空心腔体结构103与单元板片101之间形成的缝隙焊接，如图1(c)、1(d)、1(e)所示。也可以由金属板106弯折形成凸起103形状，用板材或管材与该凸起103组合形成空心腔体结构110，如图1(f)-1(n)所示，其中，弯折形成的腔体形状可以为槽型、弧形、半圆形等，所用板材可以为钢板、槽钢、C型钢、弧形钢板等。上述单元板片101还可以由金属板106和金属管107拼接而成，如图2(a)-2(e)所示；或者由金属管107并排拼接而成，其横截面为连环结构，如图3(a)、3(b)、3(c)所示；或者由波纹板108相互扣合形成带有空心腔体结构110的单元板片，如图4(a)所示；或者由C型钢、槽钢、工字钢、弧形钢、角钢或波纹板与平板109扣合形成带有空心腔体结构110的单元板片，如图4(b)所示。以上将平直的板材弯折形成带有弧形、波纹型、槽型等形状的板材可以增加单元板片的竖向承载力。其中，当管节102轴向拼接时，相邻单元板片101的接触端部均具有折向管节外侧的金属管107或空心腔体结构110，且相邻金属管107或空心腔体结构110的接触面为拼接连接面。
可以向本发明的金属管107或空心腔体结构110内填充混凝土105，填充时可先对单元板片上的金属管107或空心腔体结构110灌注混凝土105，然后再拼装；或者将相邻单元板片上的金属管107或空心腔体结构110首尾相接，以形成连续的空心腔体结构，拼装形成管节再整体灌注，相应在管节顶部开设混凝土灌注孔和混凝土溢出孔。本发明利用了混凝土优越的承压能力和钢管对混凝土的包围作用，可以最大程度地延缓空心腔体结构内部混凝土裂缝的产生和扩展，进一步增强管廊的竖向承压能力。
施工方法：本发明用于组合式隧道衬砌的拼接结构，重点在于安装人员可以在管道内侧对单元板片进行拼装，解决隧道或非开挖式涵洞管道外侧无施工空间的难题。开始施工后，根据隧道衬砌断面尺寸进行围岩115的开挖施工，开挖面尺寸略大于衬砌断面尺寸，开挖完成后清除松散围岩并喷射早强混凝土116以稳固隧道内表面，待喷射混凝土初凝后即可组织拼装衬砌结构。安装人员在管道内侧，将单元板片101通过拼接操作孔111沿周向和轴向拼装，拼装完成后用操作孔盖113封堵该拼接操作孔111。可根据需要向单元板片101上的混凝土灌注孔内灌注混凝土105，当其从混凝土溢出孔117中流出时说明混凝土已填充结构件与隧道土层之间的间隙，如此能提高整体构件的强度，如图11、12所示。也可根据需要先在操作孔盖113上穿设预埋件114或其他构件，然后再封堵及灌注混凝土105，以便进一步提高整体结构的强度，如图13、14所示。

Claims (9)

1.一种用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：单元板片(101)沿周向拼装形成管节(102)，该管节(102)沿轴向拼接形成隧道衬砌、涵洞或综合管廊(100)；其中，所述管节(102)沿轴向拼接时，相邻单元板片(101)的接触端部均具有折向管节(102)外侧的折边(104)或横截面周边闭合的空心腔体结构(110)，且相邻折边(104)或空心腔体结构(110)的接触面为拼接连接面。
2.根据权利要求1所述用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：靠近所述拼接连接面的单元板片(101)上开拼接操作孔(111)。
3.根据权利要求1所述用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：沿周向拼装的相邻单元板片(101)之间通过连接板(112)拼接，靠近该连接板(106)的单元板片一侧开拼接操作孔(111)。
4.根据权利要求1所述用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：所述单元板片(101)的外侧和/或内侧有横截面周边闭合的空心腔体结构(110)。
5.根据权利要求1或4所述用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：所述单元板片由金属板(106)构成，该金属板(106)自身弯折形成空心腔体结构(110)；或金属板(106)弯折形成凸起(103)形状，用板材或管材与该凸起(103)组合形成空心腔体结构(110)。
6.根据权利要求1或4所述的用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：相邻的所述单元板片(101)上的空心腔体结构(110)首尾相接。
7.根据权利要求1或4所述用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：在所述空心腔体结构(104)内填充混凝土(105)。
8.根据权利要求1所述用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：所述单元板片(101)由金属板(106)和金属管(107)拼接而成；或者由金属管(107)并排拼接而成，其横截面为连环结构；或者由波纹板(108)相互扣合形成带有空心腔体结构(110)的单元板片；或者由C型钢、槽钢、工字钢、弧形钢、角钢或波纹板与平板(109)扣合形成带有空心腔体结构(110)的单元板片；其中，管节(102)轴向拼接时，相邻单元板片(101)的接触端部均具有折向管节外侧的金属管(107)或空心腔体结构(110)，且相邻金属管(107)或空心腔体结构(110)的接触面为拼接连接面。
9.根据权利要求8所述的用于组合式隧道衬砌、涵洞或综合管廊的拼接结构，其特征在于：所述金属管(107)或空心腔体结构(110)内填充混凝土(105)。
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