[实用新型]一种盾构管片吊装孔预埋件位置配筋改进构造

说明书

通过研究发现，多数管片混凝土破坏面程圆锥体且未穿越横向、纵向主筋，横纵钢筋保护层较大、管片中心钢筋间距较大，混凝土破坏面未穿越钢筋横纵向主筋。本专利针对盾构管片吊装孔预埋件位置管片配筋进行优化改进，创新的在已有的吊装孔预埋件外螺旋钢筋的内侧增加L型竖向钢筋1、在吊装孔预埋件周围增加梯形形状钢筋组成的钢筋网，改善了吊装孔周围的混凝土及钢筋的受力情况，减少管片吊装孔预埋件位置混凝土破坏发生的可能性，提高安全性。

技术领域

本专利涉及盾构隧道管片生产技术领域，具体使用吊装孔预埋件进行管片安装方式的管片设计领域。

背景技术

盾构施工法现已广泛应用于地铁隧道、输水隧道及电缆隧道等结构。

混凝土衬砌管片作为最常见的支护形式，安装时主要分为靠预埋吊装孔及真空吸盘两种方式，相比吸盘式一般应用于大尺寸盾构，预埋吊装孔应用更为广泛。

管片吊装孔预埋件一般分为铁质预埋件和工程塑料预埋件，工程塑料预埋件一般采用单月牙圆弧螺纹塑料注浆管（兼作吊装孔），凭借其低成本的优势，已在国内盾构隧道工程所广泛使用。

塑料吊装孔预埋件脱出事故产生的原因主要有：金属吊装头没旋到位、返松或旋进时偏位、出现部分螺牙“扫牙”现象、管片混凝土预埋件位置配筋过少、管片拼装机操作压力多大等。

早期一般使用的是16t的三头三角螺纹或单头牙圆弧螺纹产品基本上能满足要求，但偶有脱出现象，现在一般采用单头牙圆螺纹25t产品。

管片吊装预埋孔不但是应影响管片拼装质量的先决条件，更是管片拼装过程安全的保证。

塑料吊装孔预埋件产品本身的抗拉强度不高，不能单独承受较大的荷载（如盾构拼装过程中的多种力组合），抗拔能力主要由于其具有的特殊构造，并通过与混凝土之间的密切结合。

如果塑料吊装孔自身刚性不足，在受力时产生较大的形变；或者塑料预埋件外表面与混凝土结合力不足，这两种情况都可能会导致管片吊装孔在吊装期间的破坏。

一般迎水面钢筋保护层设为50mm，而在现场钢筋笼加工、安装过程中，一般存在10mm误差，部分位置钢筋保护层会达到50～60mm，致使素混凝土区过大，管片吊装孔受拉力，使素混凝土成受拉破坏，破坏面未穿越管片主筋及分布钢筋。

管片配筋并没有统一的规律，不同设计人员在配筋设计时考虑的角度不同，吊装孔预埋件位置钢筋间距较大，这就使吊装孔预埋件位置混凝土受力较管片其他位置差。

通过研究发现，多数管片混凝土破坏面程圆锥体且未穿越横向、纵向主筋，横纵钢筋保护层较大、管片中心钢筋间距较大，混凝土破坏面未穿越钢筋横纵向主筋。

而混凝土振捣棒常用的型号直径为30mm、50mm。

发明内容

本专利针对盾构管片吊装孔预埋件位置管片配筋进行优化改进，创新的增加了钢筋网和几字型钢筋，改善了吊装孔预埋件周围的混凝土及钢筋的受力情况，减少管片吊装孔预埋件位置混凝土破坏发生的可能性，提高安全性。

管片配筋设计时，应本着配筋率不便的情况下，适当减小钢筋大小和钢筋间距，尤其是吊装孔预埋件的周围位置。

改进增加的配筋采用Ⅲ级φ8的螺纹钢筋。

吊装孔预埋件周围应设置拉结筋，以改善拼装工况下混凝土内的拉应力分布。

钢筋间距为振捣棒直径的1.5倍以上。

在已有的吊装孔预埋件外螺旋筋的内侧增加L型竖向钢筋1，螺旋筋与预埋吊装孔预埋件周围螺旋钢筋02点焊固定，绕螺旋筋顶部进行45°角弯，并留出100mm长的锚固段钢筋。