復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合管片為鋼板與混凝土的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述復(fù)合管片一側(cè)端板的環(huán)向接頭上具有凸榫，另一側(cè)端板的環(huán)向接頭上具有凹槽，所述凸榫和所述凹槽的位置一一對應(yīng)，且形狀和大小適配，在所述環(huán)向接頭上具有雙排環(huán)向螺栓孔。本實用新型的優(yōu)點是，通過控制凸榫與凹槽之間的間隙等于螺桿與螺栓孔之間的間隙來控制剪力的傳遞；通過采用雙排螺栓與凹凸榫組合的抗剪結(jié)構(gòu)，從而有效提高復(fù)合管片接頭的抗剪承載力，增加其抗剪能力的儲備，進(jìn)而提高接頭連接的可靠度；此外，通過令凸榫和凹槽的斜邊采用同一坡率來降低機(jī)加工費用。
【專利說明】復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及盾構(gòu)管片，具體涉及一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)是由若干管片通過環(huán)向螺栓與縱向螺栓拼裝而組成的，因此管片接頭的設(shè)計是盾構(gòu)隧道設(shè)計過程中一項重要的工作。在圓形隧道中管片接頭主要以承受彎矩與軸力為主，而在非圓形隧道如矩形盾構(gòu)隧道中的管片接頭則主要以承受彎矩與剪力為主。
[0003]復(fù)合管片中接頭的連接根據(jù)使用要求，有時采用雙排螺栓的形式，這種連接形式同地上鋼結(jié)構(gòu)中的連接類似。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)設(shè)計規(guī)范，精制螺栓連接中，孔徑需比桿徑大
0.3-0.5_，粗制螺栓連接孔徑需比桿徑大1.0-1.5_。盾構(gòu)隧道是通過預(yù)制管片的拼裝而形成的結(jié)構(gòu)，為了能夠在盾構(gòu)有限的空間中實現(xiàn)管片的拼裝，螺栓孔孔徑與螺栓之間的間隙通?？刂圃?mm以上，如圖1所示。通過以上分析可以看出，管片中采用的螺栓連接與地上鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接控制誤差是不同的。
[0004]在螺栓孔與螺桿之間的間隙超過規(guī)范規(guī)定值的情況下，螺栓的抗剪承載力的評估成為設(shè)計中的難點。螺栓群在剪力作用下，可能發(fā)生剪力分配不均勻的情況，最不利工況可能為部分螺栓承受全部剪力而逐漸破壞的工況。提高管片接頭的抗剪承載力，增加其抗剪儲備能力也是增加工程整體可靠度的一個措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，該抗剪結(jié)構(gòu)通過在環(huán)向接頭上設(shè)置雙排環(huán)向螺栓孔以及與之相適配的凸榫、凹槽，以提高復(fù)合管片接頭的抗剪承載能力。
[0006]本實用新型目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0007]—種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合管片為鋼板與混凝土的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述復(fù)合管片一側(cè)端板的環(huán)向接頭上具有凸榫，另一側(cè)端板的環(huán)向接頭上具有凹槽，所述凸榫和所述凹槽的位置一一對應(yīng)，且形狀和大小適配，在所述環(huán)向接頭上具有雙排環(huán)向螺栓孔。
[0008]所述凸榫和所述凹槽位于所述端板高度的1/3?1/2處。
[0009]所述凸榫和所述凹槽位于所述雙排環(huán)向螺栓孔之間。
[0010]所述凸榫與所述凹槽之間配合的間隙量等于所述環(huán)向螺栓孔與其中螺桿之間的間隙量。
[0011]所述凸榫與所述端板之間為一體結(jié)構(gòu)或焊接連接。
[0012]本實用新型的優(yōu)點是，通過控制凸榫與凹槽之間的間隙等于螺桿與螺栓孔之間的間隙來控制剪力的傳遞；通過采用雙排螺栓與凹凸榫組合的抗剪結(jié)構(gòu)，從而有效提高復(fù)合管片接頭的抗剪承載力，增加其抗剪能力的儲備，進(jìn)而提高接頭連接的可靠度；此外，通過令凸榫和凹槽的斜邊采用同一坡率來降低機(jī)加工費用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)隧道螺栓孔與螺桿直徑之間的間隙示意圖；
[0014]圖2為本實用新型中環(huán)向接頭上布置有雙排環(huán)向螺栓孔的示意圖；
[0015]圖3為本實用新型中環(huán)向接頭上設(shè)置凸榫與凹槽的示意圖；
[0016]圖4為本實用新型中相連復(fù)合管片拼接后凸榫與凹槽的位置關(guān)系圖；
[0017]圖5為本實用新型中凸榫凹槽上的斜邊坡率關(guān)系圖；
[0018]圖6為本實用新型中凸榫的焊接工藝示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0020]如圖1-6，圖中標(biāo)記1-9分別為:環(huán)向螺栓孔1、環(huán)向接頭2、端板3、凹槽4、凸榫5、間隙6、間隙7、螺桿8、斜邊9。
[0021]實施例:本實施例具體涉及一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，該復(fù)合管片具體是指混凝土與鋼板的復(fù)合結(jié)構(gòu)，即混凝土的六面均包覆有鋼板，復(fù)合管片常用于非圓形斷面的盾構(gòu)隧道中，具體是矩形盾構(gòu)隧道或其它異形盾構(gòu)隧道中，在這種使用條件下，與圓形盾構(gòu)隧道相比，復(fù)合管片接頭需要承受較大的剪力，為了提高復(fù)合管片接頭的抗剪可靠性，在復(fù)合管片的環(huán)向接頭上設(shè)置了雙重抗剪結(jié)構(gòu)，并對環(huán)向接頭的抗剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，以降低機(jī)加工費用。
[0022]如圖2-4所示，復(fù)合管片的兩側(cè)為環(huán)向接頭2，用以相鄰復(fù)合管片之間的拼裝連接，相鄰環(huán)向接頭2之間的拼接面即為復(fù)合管片的端板3，在環(huán)向接頭2的端板3上設(shè)置有雙排環(huán)向螺栓孔1，兩側(cè)端板3上的各環(huán)向螺栓孔I的位置相互對應(yīng)，在環(huán)向螺栓孔I內(nèi)設(shè)置螺桿8以使相鄰環(huán)向接頭2之間連接固定，通過增加螺栓的個數(shù)來提高復(fù)合管片環(huán)向接頭2的抗剪承載能力；同時在復(fù)合管片的一側(cè)端板3上設(shè)置有凸榫5，其另一側(cè)端板3上設(shè)置有凹槽4，，凸榫5和凹槽4的位置一一對應(yīng)，且形狀和大小相互適配，凹槽4和凸榫5位于雙排環(huán)向螺栓孔I之間，具體位于端板3高度的1/3?1/2處，當(dāng)環(huán)向螺栓孔I內(nèi)的螺桿8發(fā)生剪切破壞后，該凹槽凸榫結(jié)構(gòu)能承擔(dān)剪切荷載的作用。如圖4所示，凸榫5與凹槽4之間的間隙6同螺栓孔I與螺桿8之間的間隙7相同，這樣設(shè)計的目的在于螺桿8在發(fā)生剪切破壞時，會發(fā)生較大的變形，而凸榫5與凹槽4的變形相對較??；在螺桿8發(fā)生較大變形時，凸榫5與凹槽4之間會發(fā)生相互作用，從而分擔(dān)部分剪力荷載。
[0023]如圖5、6所示，為了降低復(fù)合管片的機(jī)加工費用，將端板表面的凸起及凹槽的斜邊9采用同一坡率進(jìn)行設(shè)計。這樣在機(jī)加工階段減少更換加工刀具的次數(shù)，從而降低加工工時，減少機(jī)加工費用。同時，在加工帶有凸榫5的端板3時，通常端板3采用的厚度為凸榫5處鋼板的厚度，會造成鋼板的嚴(yán)重浪費，在滿足焊縫抗剪承載力的條件下，在凸榫5處采用鋼板拼接的方式，如圖6所示，這樣可減少加工端板3時的鋼材浪費，降低加工成本。
[0024]在本實施例中，通過以上措施可有效地提高復(fù)合管片環(huán)向接頭的抗剪承載力，增加其抗剪能力儲備，并提高接頭連接的可靠度。為了降低端板的機(jī)加工費用，對鋼板表面的凸榫與凹槽的斜邊坡度采用了同一坡率。在滿足抗剪受力要求的情況下，對凸榫的抗剪鋼板采用了焊接的方式。通過以上的優(yōu)化設(shè)計，可減低管片的機(jī)加工的費用。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合管片為鋼板與混凝土的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述復(fù)合管片一側(cè)端板的環(huán)向接頭上具有凸榫，另一側(cè)端板的環(huán)向接頭上具有凹槽，所述凸榫和所述凹槽的位置一一對應(yīng)，且形狀和大小適配，在所述環(huán)向接頭上具有雙排環(huán)向螺栓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸榫和所述凹槽位于所述端板高度的1/3?1/2處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸榫和所述凹槽位于所述雙排環(huán)向螺栓孔之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸榫與所述凹槽之間配合的間隙量等于所述環(huán)向螺栓孔與其中螺桿之間的間隙量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管片的抗剪結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸榫與所述端板之間為一體結(jié)構(gòu)或焊接連接。
【文檔編號】E21D11/08GK203796279SQ201420114743
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】官林星, 孫巍, 薛勇, 溫竹茵, 由廣明 申請人:上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司