[實用新型]一種新型的樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN212104539U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 高夕良;閆飛躍;鄭余朝;楊孟根;仇文革;歐子文;郝帥;戚幸鑫;王宏偉;范曉亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E04B1/32
• 分類號: E04B1/32;E04B1/20;E02D29/045
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本實用新型公開了一種新型的樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，由拱形曲梁、緩沖層和樁結(jié)構(gòu)所組成，所述拱形曲梁位于隧道的上層主體結(jié)構(gòu)物的下方，拱形曲梁上側(cè)與隧道的上層主體結(jié)構(gòu)物連接，所述緩沖層位于拱形曲梁與隧道洞上層土之間，并囊括隧道洞直徑，拱形曲梁下側(cè)與緩沖層連接，所述樁結(jié)構(gòu)位于隧道洞的兩側(cè)，并與拱形曲梁下側(cè)相連接。本實用新型中具有優(yōu)良的抗壓性能的樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，既能承擔上部結(jié)構(gòu)的荷載，又能將荷載沿著拱形釋放到既有隧道兩側(cè)的土體中，有效釋放上部結(jié)構(gòu)的荷載，使得既有隧道的安全可靠得以保證。

技術(shù)領域

本實用新型涉及隧道工程技術(shù)領域，具體涉及一種新型的樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著城市化進程的推進，城市地鐵數(shù)量及規(guī)模得到空前發(fā)展。由于受到城市地下空間資源有限、地下建(構(gòu))筑物數(shù)量增多、地質(zhì)條件與工程環(huán)境條件日益復雜等因素的影響，新建(構(gòu))筑物近接既有隧道的現(xiàn)象日益增多。

目前不少的新建(構(gòu))筑物的由于設計要求，需要更多的地下空間，導致新建(構(gòu))筑物近接既有隧道的情況越來越多。然而在大量的案例中，大部分采用直梁加樁的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)方案。但在面臨著較大荷載時候，直梁方案由于受力較大，結(jié)構(gòu)設計難度加大，材料和造價上升，不盡合理。眾所周知，拱結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗壓性能，與彎剪結(jié)構(gòu)體系相比，拱結(jié)構(gòu)具有跨度大、承載力高、截面薄、變形小的優(yōu)點，經(jīng)濟上可節(jié)省更多的建筑材料。拱形結(jié)構(gòu)在地下工程中得到了大量應用，幾乎所有隧道都采用拱形斷面形式。拱形結(jié)構(gòu)也經(jīng)常被應用在大跨度橋梁及體育場館結(jié)構(gòu)中，但在高層建筑中則應用較少。目前，除了作為獨立的承重結(jié)構(gòu)，通過形式的進化與拓展，拱被大量綜合應用于各種空間結(jié)構(gòu)體系，在建筑中發(fā)揮著不可或缺的作用。

轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)就是為了實現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)到下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式轉(zhuǎn)變或上部結(jié)構(gòu)到下部結(jié)構(gòu)布置改變而設置的結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架、轉(zhuǎn)換板等。相比利用單層構(gòu)件的彎曲作用來轉(zhuǎn)換上部荷載的常見轉(zhuǎn)換層形式，能充分利用材料拉壓特性的拱結(jié)構(gòu)無疑具有力學性能等方面的優(yōu)勢。在市政設施施工中，采用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)處理下方空間的障礙物是常用的一種結(jié)構(gòu)技術(shù)，也常見于下方隧道施工時對建筑物樁柱進行托換的托換結(jié)構(gòu)，這時候采用拱形結(jié)構(gòu)顯然更有優(yōu)勢。

實用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種新型的樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，解決了上述背景技術(shù)中提到的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種新型的樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，由拱形曲梁、緩沖層和樁結(jié)構(gòu)所組成，所述拱形曲梁位于隧道的上層主體結(jié)構(gòu)物的下方，拱形曲梁上側(cè)與隧道的上層主體結(jié)構(gòu)物連接，所述緩沖層位于拱形曲梁與隧道洞上層土之間，并囊括隧道洞直徑，拱形曲梁下側(cè)與緩沖層連接，所述樁結(jié)構(gòu)位于隧道洞的兩側(cè)，并與拱形曲梁下側(cè)相連接。

優(yōu)選的，所述的拱形曲梁上側(cè)為水平結(jié)構(gòu)，拱形曲梁下側(cè)為圓弧拱形。

優(yōu)選的，所述的拱形曲梁下側(cè)的圓弧角度為100-145度。

優(yōu)選的，所述的緩沖層與拱形曲梁下側(cè)密貼連接，緩沖層輪廓與拱形曲梁下側(cè)形狀相同，厚度均一。

優(yōu)選的，所述的拱形曲梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述的緩沖層為彈模較小的低剛度材料。

優(yōu)選的，所述的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在隧道洞縱向上并不連續(xù)，在上層主體結(jié)構(gòu)物下方安裝轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。

本實用新型的有益效果是：1，更具有經(jīng)濟性：轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的拱形曲梁相比于傳動的平梁，用到更少的鋼筋，減少了工程量；2，更具有安全性：轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)減小了跨中的撓度從而減小了上部結(jié)構(gòu)荷載對區(qū)間隧道的影響，充分發(fā)揮了拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，能保證既有隧道在運營期間的安全；3，更具有耐久性：樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可提供在隧道運營期由于上部結(jié)構(gòu)荷載可能帶來的持續(xù)沉降變形量，確保隧道上方的荷載能有效的釋放，從而保證隧道結(jié)構(gòu)的長期安全；4，更具有實用性：樁拱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)適用性廣，可適用各種結(jié)構(gòu)上跨既有隧道的情況、適用于各種圍巖條件，并可根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)情況、與既有隧道的距離等以不同形式、不同尺寸的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)對既有隧道進行保護。