[发明专利]防止复合管片接头板发生变形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及盾构隧道管片加强方法，具体涉及一种防止复合管片接头板发生变形的方法。

背景技术

复合管片是六面覆盖有钢板的混凝土管片，由于复合管片具有刚度大、厚度小的优点，因此在圆形隧道的特殊区间以及非圆形断面的隧道中得到广泛应用。相邻复合管片之间通常采用直螺栓连接的形式，复合管片的环向螺栓接头板1在初始状态，在螺栓2预紧力的作用下，相互之间被压紧，如图1所示；而当复合管片承受外部荷载作用后，环向螺栓接头板1之间将发生分离变形，如图2所示。发生上述分离变形的原因在于，在这些应用复合管片的特殊区间，管片主断面及管片接头要承受较大的弯矩与剪力，为了使复合管片具有足够的承载力去抵御这些弯矩和剪力，在复合管片的环向螺栓接头板处有时会采用双排螺栓的结构。

此外，环向螺栓接头的端板3在螺栓2拉力的作用下，端板也会发生变形，如图3所示，这种变形显然对控制隧道的变形是不利的。因此在复合管片的设计中，通常是通过加厚端板厚度来提高复合管片端板的刚度，但是加厚端板的方法将会大大提高隧道的工程造价，并不是一个合理的解决方法。

如图4所示，为了实现盾构隧道的防水目的，通常在管节的迎千斤顶或背千斤顶环面钢板6上布置防水槽5，通过在防水槽5中设置橡胶弹性密封垫以实现隧道内外环境的相互隔绝。根据防水要求的不同，防水槽5的深度一般为10mm－12mm左右，防水槽在各复合管片的环面钢板6上呈圆弧形布置，需要采用机加工的手段进行加工，在复合管片中由于防水槽的设置导致环面钢板的刚度减小，且防水槽通常位于管片的外弧面钢板4边缘处，受力复杂，应力较大。

因此如何经济合理地增大复合管片端板及环板的刚度并防止其发生变形，成为复合管片设计中的难点。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种防止复合管片接头板发生变形的方法，该方法通过在端板上焊接环向螺栓手孔侧板并在环向螺栓手孔侧板与端板之间焊接端板加劲板组成一个空间体系从而增大端板的刚度，通过在环面钢板与外弧面钢板之间焊接环板加劲板从而减少开设防水槽对于环面钢板刚度的影响，此外还通过在背千斤顶环面钢板上开设浇注孔以将浇筑缺陷面设置在受力最小面上，以提高复合管片的整体刚度，减小在荷载作用下衬砌环的变形。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种防止复合管片接头板发生变形的方法，该复合管片由六面覆盖有钢板的混凝土管片组成，六面覆盖的钢板构成的钢结构箱体由依次连接的内弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、外弧面钢板、背千斤顶环面钢板，以及两侧端板构成，所述复合管片之间的连接是由相邻位置的端板与端板通过环向接头连接，其特征在于所述方法至少包括如下步骤：

在所述钢结构箱体的环向接头上布置至少两个环向螺栓手孔，所述环向螺栓手孔由手孔侧板同所述端板围合而成，在所述侧板与所述端板之间焊接连接两者的端板加劲板；在所述钢结构箱体的纵向接头上，即分别在所述外弧面钢板与所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板之间焊接若干环板加劲板；在所述背千斤顶环面钢板上间隔开设若干浇注孔和排气孔，并将所述钢结构箱体侧立，即所述迎千斤顶环面钢板贴地；通过所述浇注孔进行混凝土浇筑以构成复合管片。

位于两个所述环向螺栓手孔的侧板之间的所述端板加劲板为矩形钢板，所述矩形钢板分别垂直焊接于所述端板和两所述环向螺栓手孔侧板；位于所述环向螺栓手孔侧板的另一侧的所述端板加劲板为三角形钢板，所述三角形钢板分别垂直焊接于所述端板和所述环向螺栓手孔侧板。

所述端板加劲板沿端板高度方向设置上、下两排，两排所述端板加劲板分别与所述环向螺栓手孔中的双排螺栓孔中心线处于同一水平位置。

所述环向螺栓接头的侧板自所述内弧面钢板深入至所述外弧面钢板，其上、下两端分别与所述外弧面钢板和所述内弧面钢板相垂直焊接。

所述环板加劲板呈三角形，其两直角边分别垂直焊接于所述外弧面钢板和所述迎千斤顶环面钢板、所述背千斤顶环面钢板上。

所述环板加劲板与所述环面钢板相贴合的边长大于所述外弧面钢板至开设于所述迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板上的防水槽距离。

本发明的优点是，通过在端板上焊接环向螺栓手孔侧板并在环向螺栓手孔侧板与端板之间焊接端板加劲板组成一个空间体系从而增大端板的刚度，通过在环面钢板与外弧面钢板之间焊接环板加劲板从而减少开设防水槽对于环面钢板刚度的影响，此外还通过在背千斤顶环面钢板上开设浇注孔以将浇筑缺陷面设置在受力最小面上，以提高复合管片的整体刚度，减小荷载作用下衬砌环的变形，且加工成本较低。

附图说明