[發明專利]全鋼混凝土盾構管片的設計方法

在審

• 申請號: 201910588575.2
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110193884A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 張金良;王美齋;楊捷;董甲甲;陳曉年;陳丹
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: B28B23/02
• 分類號: B28B23/02
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

本發明公開了一種全鋼混凝土盾構管片的設計方法，首先根據隧洞設計選定的管片基本體型，按照所述管片基本體型的內弧面或外弧面以及徑向面的形狀，采用鋼板加工出管片輪廓邊框；然后在所述管片輪廓邊框內焊接環向加強肋和軸向加強肋；最后支模板，在管片輪廓邊框內澆筑強度等級為C30~C60的混凝土，形成所述全鋼混凝土盾構管片。采用本發明方法制造的全鋼混凝土盾構管片，其支撐效果與現有鋼筋混凝土管片和純鋼管片相似，但與鋼筋混凝土管片相比更加安全可靠、耐久性更高，且本設計方法實施起來操作簡單，適用于不同型式的盾構管片。

技術領域

本發明涉及隧洞盾構管片的設計，尤其是涉及全鋼混凝土盾構管片的設計方法。

背景技術

采用護盾式掘進機施工的隧洞，一般采用預制鋼筋混凝土管片進行襯砌，特殊洞段有采用純鋼管片，但隨著大埋深、長距離隧洞的出現，隧洞的結構受力條件越來越復雜，因此，高安全性、高使用性、高施工性、高環保性、高維護性、高耐久性等新型盾構管片結構是未來結構工程發展的核心戰略，也是可持續發展的必由之路。為滿足隧洞結構的高安全性、高維護性、高耐久性、高施工性的要求，當前有純鋼管片，其主要特點是強度高、延性好、重量輕，但整體剛度小、耐腐蝕性差、造價偏高；鋼筋混凝土管片，在預制過程中需要人工綁扎大量的鋼筋，工序繁瑣，生產效率低，而且鋼筋混凝土管片需要設置橡膠止水條來滿足隧洞的止水或止漿要求，橡膠止水條容易老化，極大地影響了隧洞的后期安全運行。

發明內容

本發明目的在于提供一種全鋼混凝土盾構管片的設計方法。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述全鋼混凝土盾構管片的設計方法，首先根據隧洞設計選定的管片基本體型，按照所述管片基本體型的內弧面或外弧面以及徑向面的形狀，采用鋼板加工出管片輪廓邊框；然后在所述管片輪廓邊框內焊接環向加強肋和軸向加強肋；最后支模板，在管片輪廓邊框內澆筑強度等級為C30~C60的混凝土，形成所述全鋼混凝土盾構管片。

所述為普通鋼板或不銹鋼鋼板，鋼板的厚度為5mm~15mm。

所述環向加強肋和軸向加強肋均采用工字鋼、角鋼或三級鋼筋。

在所述管片輪廓邊框內焊接環向加強肋和軸向加強肋完成后，對管片輪廓邊框的內弧面與徑向面之間的夾角進行倒角處理。

采用本發明方法制造的全鋼混凝土盾構管片，其支撐效果與現有鋼筋混凝土管片和純鋼管片相似，但與鋼筋混凝土管片相比更加安全可靠、耐久性更高，且本設計方法實施起來操作簡單，適用于不同型式的盾構管片。

附圖說明

圖1是本發明所述管片基本體型的示意圖。

圖2是本發明所述管片輪廓邊框內焊接環向加強肋和軸向加強肋的示意圖。

具體實施方式

本發明所述全鋼混凝土盾構管片的設計方法，現以四邊形盾構管片為例進行說明。

第一步、首先根據隧洞設計選定的如圖1所示的管片基本體型，按照管片基本體型的內弧面1以及徑向面2的形狀，采用鋼板加工出管片輪廓邊框3，鋼板材質根據設計要求可選擇普通鋼板或不銹鋼鋼板，鋼板的厚度根據結構受力要求在5mm~15mm之間選擇。

第二步、然后在管片輪廓邊框3內焊接環向加強肋4和軸向加強肋5，并對管片輪廓邊框3的內弧面與徑向面之間的夾角進行倒角6處理，如圖2所示；環向加強肋4和軸向加強肋5可選用工字鋼、角鋼或三級鋼筋。

第3步、支模板，然后在管片輪廓邊框3內位于環向加強肋4和軸向加強肋5所圍成的空腔內澆筑強度等級為C30~C60的混凝土，即形成本發明所述的全鋼混凝土盾構管片。