[發明專利]用于盾構隧道管片螺栓孔防水的螺栓墊圈

在審

• 申請號: 202010981851.4
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN111997984A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 何川;王士民;李拼;黃興;馬天宇;謝宏明
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F16B43/00
• 分類號: F16B43/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發明公開了一種用于盾構隧道管片螺栓孔防水的螺栓墊圈，包括內環和外環，外環套裝于內環外側，且內環與外環之間可相對轉動連接，外環與螺帽接觸，內環與密封圈接觸。內環與外環的相對面上均沿相對面設置有環形的第一凹槽，滾珠的兩側分別嵌入內環和外環的第一凹槽設置。本發明擰動螺栓時內環與滾珠之間滾動摩擦，這將極大地降低擰緊螺栓應提供的扭矩大小；螺栓墊圈的內環與外環的運動相互獨立，能避免螺栓橡膠密封圈因墊圈的帶動而發生扭動，扭動后的密封圈被壓緊后，容易形成滲水通道，進而造成盾構隧道沿螺栓與螺栓孔間隙滲水的情況。

技術領域

本發明涉及盾構隧道工程技術領域，尤其涉及一種盾構隧道管片連接螺栓墊圈。

背景技術

目前國內盾構隧道管片螺栓墊圈主要為金屬墊圈，墊圈的形式有平墊圈、彈簧墊圈、波形墊圈、齒形墊圈等，其中以平墊圈最為普遍。墊圈主要作用包括“減壓”、“增加摩擦”、“密封”和“固定”。盾構隧道中，通過在螺栓螺頭和螺帽處加設墊圈來避免管片的局部承壓過大，并能將螺栓孔處的防水密封圈壓緊，防止螺栓與螺栓孔之間的裝配間隙滲水。在擰緊螺栓的過程中，加設墊圈還能減少螺栓對防水密封圈的劃傷；與不加設墊圈相比能在一定程度上使防水密封圈受壓更均勻。

上述的墊圈在緊固程度較小的情況下能夠和螺栓橡膠密封圈獨立運動，但隨著螺栓逐漸擰緊，墊圈會逐漸擠壓螺栓橡膠密封圈，墊圈受到的摩擦力也隨之增大，摩擦力會提供阻力扭矩使阻力扭矩變大，從而增加了擰緊螺栓需要提供的扭矩，造成物力以及人力的浪費。

當摩擦力進一步增大，墊圈會帶動下方的螺栓橡膠密封圈產生扭轉變形，扭轉變形后的螺栓橡膠密封圈受壓不均，不易充分地填滿螺栓端頭與螺栓孔之間的空隙，容易形成滲水通道，不利于盾構隧道的防水。對于帶有花紋的墊圈，在緊固程度相同的情況下，其與螺栓橡膠密封圈的摩擦力會更大，更容易帶動密封圈一同運動。

若能在擰緊螺栓的過程中保證螺栓橡膠密封圈位置不發生轉動，就能上解決因墊圈轉動帶來的扭矩增大問題；螺栓橡膠密封圈不產生扭動，受壓將會更均勻，密封嚴實，得到良好的防水效果。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種提高盾構隧道管片螺栓孔防水性能的螺栓墊圈。

為了實現上述目的，本公開提供一種用于盾構隧道管片螺栓孔防水的螺栓墊圈，包括內環和外環，外環套裝于內環外側，且內環與外環之間可相對轉動連接，外環與螺帽接觸，內環與密封圈接觸。

可選地，密封圈套裝于內環外部。

可選地，密封圈延伸至內環下側設置。

可選地，內環與外環之間設置有多個滾珠，多個滾珠繞內環呈環形分布，且滾珠與內環、外環均滾動接觸。

可選地，內環與外環的相對面上均沿相對面設置有環形的第一凹槽，滾珠的兩側分別嵌入內環和外環的第一凹槽設置。

可選地，螺栓墊圈還包括滾珠保持架，用于固位滾珠的滾珠保持架分設于滾珠的上部和下部，滾珠與滾珠保持架滾動接觸。

可選地，滾珠的上側與下側均設置有密封蓋，環形密封蓋的內側與內環密封連接，環形密封蓋的外側與外環密封連接。

本發明的有益效果在于：

本發明涉及的用于盾構隧道管片螺栓孔防水的螺栓墊圈，與現有墊圈相比，在擰動螺栓時將墊圈與防水密封圈的“滑動摩擦”轉化為內環與滾珠之間的“滾動摩擦”，這將極大地降低擰緊螺栓應提供的扭矩大小；

同時，螺栓墊圈的內環與外環的運動相互獨立，能避免螺栓橡膠密封圈因墊圈的帶動而發生扭動，扭動后的密封圈被壓緊后，容易形成滲水通道，進而造成盾構隧道沿螺栓與螺栓孔間隙滲水的情況，本發明的應用能大幅度減小螺栓橡膠密封圈的轉動，同等工程條件下，使用該螺栓墊圈能獲得更好的防水效果。