一种盾构法隧道主体衬砌管片螺栓连接的凸端面构造的制作方法

1.本实用新型涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种盾构法隧道主体衬砌管片螺栓连接的凸端面构造。


背景技术：

2.盾构法隧道主体衬砌一般采用若干块预制的钢筋混凝土管片，通过拼装形成环形结构，各管片之间采用螺栓连接，螺栓按拼装位置可分为连接块与块之间的环向螺栓、连接环与环之间的纵向螺栓。国内盾构法隧道工程实践中普遍采用的螺栓形式有斜螺栓、弯螺栓，斜、弯螺栓均在管片内弧表面设置有手孔。
3.手孔作用有二：1，提供螺栓与管片结构表面密贴连接的螺栓支承端面，以使螺栓轴力可靠传递并分散至混凝土结构内部，该端面垂直于斜螺栓轴线或弯螺栓切线方向布置；2，提供紧固螺栓所需的操作空间，该空间应满足扳手旋转所需。现有技术中，手孔均凹陷于管片内弧表面之内，存在以下不足：
4.1)凹陷式手孔削弱了管片断面，降低了其承载能力。
5.衬砌圆环横断面方向承受水土压力时，各管片通常为偏心受压或压弯构件，结构承载能力计算时应以设置有手孔的位置为最不利断面进行复核，断面高度应为管片厚度减去手孔深度；管片纵向承受由千斤顶传递的盾构机推进反力时，各管片通常为轴心受压构件，由于手孔的存在，一方面削弱了承压面积，另一方面也改变了该反力的传递路径，使得管片纵向局部出现偏心受压的特征。
6.由于管片内部环、纵向螺栓手孔分布的空间特性，必要时尚应按空间计算，分析其应力分布。
7.2)凹陷式手孔阻碍了管片内弧面侧的环向、纵向钢筋布置。
8.分布于管片内弧面的环纵向钢筋是衬砌圆环承受水土压力的主要受力钢筋。由于手孔的存在，使得在设置有手孔的位置部分钢筋需截断、部分钢筋需调位或绕避，不仅难以发挥连续钢筋的主要承载作用、降低了钢筋笼作为整体框架的完整性，也为钢筋笼的加工制造了困难。设计中需在手孔周边布置短钢筋进行补强。
9.3)凹陷式手孔易成为运营期间的积水坑，劣化螺栓使用环境，加速其腐蚀。
10.故，亟需解决。


技术实现要素：

11.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种盾构法隧道主体衬砌管片螺栓连接的凸端面构造，其目的在于解决现有技术凹陷式手孔承载能力低、易积水、操作空间狭小的技术问题。
12.本实用新型采用以下的技术方案：
13.一种盾构法隧道主体衬砌管片螺栓连接的凸端面构造，包括管片、螺栓、螺栓支承端面、所述管片预设的螺栓孔，所述螺栓包括斜螺栓或弯螺栓，所述螺栓支承端面垂直于斜
螺栓轴线或弯螺栓切线方向设置；在所述管片的内弧表面上，设置凸出于所述内弧表面外的所述螺栓支承端面，所述螺栓支承端面设置螺栓孔一并连通所述螺栓孔；所述螺栓支承端面与所述管片一体成型。
14.所述螺栓包括连接环向拼装管片之间的环向螺栓、连接环与环拼装管片之间的纵向螺栓。
15.所述斜螺栓或弯螺栓通过所述螺栓支承端面上的螺栓孔一插入所述螺栓孔螺接固定，所述斜螺栓或弯螺栓的螺栓头紧密的顶靠在所述螺栓支承端面上支撑。
16.所述螺栓支承端面与所述管片经钢筋混凝土浇筑一体预制成型。
17.所述的螺栓支承端面为设置在所述管片的内弧表面上的凸出于所述内弧表面外的凸台上的端面，所述的凸台设置在所述螺栓孔的延长线上，所述螺栓孔延伸到所述的凸台内直到贯通所述的螺栓支承端面。
18.所述螺栓孔为斜螺栓孔，所述斜螺栓通过所述螺栓支承端面上的螺栓孔一插入所述斜螺栓孔并与相邻的管片内预设的螺帽螺接固定。
19.所述螺栓孔为弯螺栓孔，所述弯螺栓通过所述螺栓支承端面上的螺栓孔一插入所述管片预设的弯螺栓孔内，并从相邻管片的弯螺栓孔、所述螺栓支承端面上的所述螺栓孔一穿出，并在所述螺栓支承端面上螺母螺接固定。
20.本实用新型具有以下积极有益效果：
21.1)对管片横纵断面无削弱，螺栓与管片连接处不会成为薄弱部位，对于衬砌圆环横向、纵向承载能力没有降低。
22.2)对于管片钢筋布置无影响，可使环纵向钢筋呈连续、通长设置。
23.3)消除了管片内弧表面的凹坑，杜绝了长期使用期间的积水隐患。
24.4)增加了螺栓长度，有利于改善管片与接头的抗震性能。
25.5)不再受限于凹陷式手孔大小，紧固扳手操作空间扩大至近乎“无限”。
附图说明
26.图1为现有技术的“凹陷式”螺栓手孔示意图，为沿衬砌圆环径向剖切的示意图；
27.图2为本实用新型凸出式螺栓支承端面的斜螺栓连接示意图，为沿衬砌圆环径向剖切的示意图；
28.图3为本实用新型凸出式螺栓支承端面的弯螺栓连接示意图，为沿衬砌圆环径向剖切的示意图；
29.附图编号：
30.管片a、相邻的管片b、接缝c、“凹陷式”螺栓手孔d、螺栓支承端面1、斜螺栓2、垫圈21、斜螺栓孔22、螺帽23、螺栓孔一24、螺栓头25、弯螺栓26、弯螺栓孔27、管片内侧环、纵向钢筋3、内弧表面4、外弧表面41
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
32.以下实施例仅是为清楚说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不
同形式的变化或变动，而这些属于本实用新型精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
33.本实用新型的一种盾构法隧道主体衬砌管片螺栓连接的凸端面构造，包括管片、连接环向拼装管片之间的环向螺栓、连接环与环拼装管片之间的纵向螺栓(图中未画)，所述环向螺栓或纵向螺栓包括斜螺栓2或弯螺栓26；
34.如图2所示，所述管片a内预设斜螺栓孔22、与其相邻的管片b内预设螺帽23；在所述管片a的内弧表面4上，设置有凸出于所述内弧表面的螺栓支承端面1，所述螺栓支承端面垂直于斜螺栓轴线方向设置；所述螺栓支承端面1设置螺栓孔一24并连通所述斜螺栓孔22，所述斜螺栓2通过所述螺栓支承端面上的螺栓孔一插入所述斜螺栓孔并与所述螺帽23螺接固定，所述斜螺栓的螺栓头25紧密的顶靠在所述螺栓支承端面上支撑，并固定连接管片a及与其相邻的管片b；所述螺栓支承端面与所述管片一体成型预制。
35.优选，所述螺栓支承端面1与所述管片经钢筋混凝土浇筑一体预制成型。
36.进一步的，所述的螺栓支承端面1为设置在所述管片的内弧表面4上的、并凸出于所述内弧表面4外的凸台上的端面，所述的凸台设置在所述斜螺栓孔22的延长线上，所述斜螺栓孔延伸到所述的凸台内直到贯通所述的螺栓支承端面。
37.如图3所示，所述管片a内预设弯螺栓孔27、与其相邻的管片b内预设对应的弯螺栓孔27与其连通；在所述管片a及与其相邻的管片b的内弧表面4上，均设置有凸出于所述内弧表面的螺栓支承端面1，所述螺栓支承端面垂直于弯螺栓26切线方向设置；弯螺栓26通过所述螺栓支承端面1上的螺栓孔一24插入所述管片a及相邻的管片b内预设的弯螺栓孔27内，并从相邻管片b的所述螺栓支承端面1上的所述螺栓孔一24穿出，并在所述螺栓支承端面1上通过螺母螺接固定。
38.进一步的，所述的螺栓支承端面1为设置在所述管片的内弧表面4上的、并凸出于所述内弧表面4外的凸台上的端面，所述的凸台设置在所述弯螺栓孔27的延长线上，所述弯螺栓孔27延伸到所述的凸台内直到贯通所述的螺栓支承端面。
39.实施例一
40.如图2所示，为在管片a和相邻的管片b的管片径向方向剖切示意图，所述管片a内预设斜螺栓孔22、相邻的管片b内预设螺帽23；所述管片的内弧表面4，设置有凸出于所述内弧表面的螺栓支承端面1，所述螺栓支承端面垂直于斜螺栓2轴线方向设置；所述螺栓支承端面1设置螺栓孔一24并连通所述斜螺栓孔22，所述斜螺栓通过所述螺栓支承端面上的螺栓孔一插入所述斜螺栓孔并与所述螺帽23螺接固定，所述螺栓支承端面与所述管片一体成型预制。所述的螺栓支承端面1为凸出于所述内弧表面4的凸台上的端面，所述的凸台设置在所述斜螺栓孔22的延长线上，所述斜螺栓孔延伸到所述的凸台内直到贯通所述的螺栓支承端面。本实用新型结构对管片内侧环向、纵向钢筋3布置无影响，可使环、纵向钢筋呈连续、通长设置。
41.实施例二
42.如图3所示，弯螺栓26通过所述螺栓支承端面1上的螺栓孔一24插入所述管片a预设的弯螺栓孔27内，并从相邻管片b的所述螺栓支承端面1上的所述螺栓孔一24穿出，并在所述螺栓支承端面1上通过螺母螺接固定。