一种接头支撑系统及接头间隙支撑调节方法与流程

本发明涉及沉管隧道领域，特别涉及一种接头支撑系统及接头间隙支撑调节方法。

背景技术：

沉管法隧道施工，就是把在半潜驳或者干坞内预制好的隧道沉管分别浮运到预定位置沉放对接，为使最后一节管段的沉放顺利必须留有长于该管段的距离空间，该余下距离空间所沉放对接的管段即视为最终接头，即隧道连接的两端均沉管施工，并在海中对接合龙，最后的合龙管段即为最终接头。该沉管隧道最终接头是沉管隧道建设的关键，特别是外海超长沉管隧道建设，施工现场作业条件困难，面临着复杂的波浪和海流等海洋环境条件和气象条件。

在最终接头沉管安装的时候，便于控制位置及姿态，降低与待连接的已安装相邻沉管的碰撞风险，方便进入安装工位，一些最终接头被设计成由接头一和接头二两个部分连接而成，接头一和接头二的结合面上设有一圈封闭环状的预压缩的止水带，在最终接头沉放时，最终接头内外压强差导致止水带进一步压缩造成其结构损坏，使得最终接头无法水密而内部进水。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的最终接头接头一和接头二的结合面上设有一圈封闭环状的预压缩的止水带，在最终接头沉放时，最终接头内外压强差导致止水带进一步压缩造成其结构损坏，使得最终接头无法水密而内部进水的上述不足，提供一种接头支撑系统及接头间隙支撑调节方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种接头支撑系统，包括若干个支撑部件，每个所述支撑部件的长度可调，最终接头由接头一和接头二构成，所述接头一用于连接所述接头二的结合面上设有一圈封闭环状止水带，所述止水带紧密贴合于所述接头二的结合面，所述止水带的环内侧间隔设置所有所述支撑部件，每个所述支撑部件沿其调节方向的一端接触所述接头一的结合面，另一端接触所述接头二的结合面。

采用本发明所述的一种接头支撑系统，在所述接头一的结合面和所述接头二的结合面之间均匀设置若干个长度可调的所述支撑部件，顶撑两个所述结合面之间的间隙，使得最终接头在沉放时管外海水与管内空气的压差对所述接头一和所述接头二的压力作用于所有所述支撑部件，避免所述止水带被进一步压缩造成所述止水带结构破坏失去水密功能，保证最终接头内部不进水，该接头支撑系统结构简单，使用方便，效果良好，该接头支撑系统不仅适用于最终接头的接头一和接头二之间的对接连接，还适合普通沉管节段之间对接连接。

优选地，所有所述支撑部件在所述接头一的结合面或者所述接头二的结合面上呈环状均匀分布。

优选地，所述止水带为gina止水带。

优选地，所述gina止水带与所有所述支撑部件之间还设有一圈封闭环状的ω止水带，所述ω止水带一个脚边连接所述接头一，另一个脚边连接所述接头二，所述ω止水带凸向所述最终接头内部。

采用这种结构设置，所述ω止水带用于如若所述gina止水带水密失效后的二次防水，保证在沉管隧道服役期限内所述接头一和所述接头二之间的结合部位不漏水。

优选地，每个所述支撑部件包括底座和与所述底座相对设置的顶座，所述底座相对所述顶座的一端呈等腰梯形面，所述顶座上对应的一端呈相同的所述等腰梯形面，两个所述等腰梯形面之间设有两个对称分布的楔形块，两个所述楔形块之间连接有锁紧部件，每个所述楔形块的斜面适配对应的所述等腰梯形面。

调节所述锁紧部件，两个所述楔形块相向移动，推挤所述底座和所述顶座相反运动使所述支撑部件变长，所述底座顶撑所述接头一的结合面，所述顶座顶撑所述接头二的结合面，调节所述锁紧部件，两个所述楔形块相反移动，所述底座和所述顶座之间空隙变小，所述底座和所述顶座脱离对应的结合面，所述支撑部件取出。

采用这种结构设置，便于每个所述支撑部件的长度调节，且保证每个所述支撑部件能够承受巨大的压力而不松动回缩。

优选地，所述锁紧部件包括至少一个贯穿两个所述楔形块的螺杆，所有所述螺杆平行设置，每个所述螺杆的两端设有螺母，每个所述螺母用于锁紧对应的所述楔形块。

采用这种结构设置，通过拧动所述螺母来调节两个所述楔形块的位置关系，便于所述底座和所述顶座顶撑于对应的所述结合面，可操作性强，使用灵活，避免像液压顶撑装置容易过渡顶撑造成所述接头一和/或所述接头二结构的破坏。

优选地，所述底座和/或所述顶座球铰连接支撑板。

采用这种结构设置，由于所述接头一和所述接头二是钢混结构，之间预压缩的所述止水带压力密接是一种柔性连接方式，所述接头一的结合面和所述接头二的结合面不一定完全平行，所述间隙的宽度并不均匀，球铰连接方式可使得所述底座和/或所述顶座连接的支撑板适应对应的所述接头一的结合面和/或所述接头二的结合面，便于两个所述结合面均匀受到每个所述支撑部件的顶撑力，以抵消沉管时水压与空气压差造成的冲击压力，保护所述止水带结构不被破坏。

优选地，所述底座和/或所述顶座连接有中空筒。

采用这种结构设置，可根据所述间隙的具体宽度灵活调节每个所述支撑部件的长度，使得每个所述支撑部件适配各自所在区域的所述间隙的宽度，所述中空筒代替所述底座和/或所述顶座作用于所述接头一的结合面和/或所述接头二的结合面，另外中空形式在保证该接头支撑系统整体刚度的前提下有利于减轻每个所述支撑部件的重量，利于安装设置。

优选地，两个所述楔形块的两侧设有限位挡板。

采用这种结构设置，所述限位挡板用于保证两个所述楔形块不至于由侧面滑出，保证整体连接可靠性和受力的稳定性。

优选地，贴合连接所述接头一的结合面的所述底座的面为粗糙面，贴合连接所述接头二的结合面的所述顶座的面为粗糙面。

采用这种结构设置，增大接触面之间的摩擦力，使得每个所述支撑部件顶撑可靠。

由于所述接头一和所述接头二是钢混结构，之间预压缩的所述止水带压力密接是一种柔性连接方式，所述接头一的结合面和所述接头二的结合面不一定完全平行，两个所述结合面之间具有间隙，所述间隙的宽度并不均匀，因此设于所述间隙的支撑系统需要满足支撑方向上长度可调节，同时满足足够的刚度保证支撑的稳定性。

本发明还提供了一种接头间隙支撑调节方法，应用如以上任一项所述的一种接头支撑系统，其调节方法包括以下步骤：

a、应用预应力系统连接所述接头一和所述接头二，使所述止水带压缩紧密贴合于所述接头一的结合面和所述接头二的结合面，两个所述结合面之间具有间隙；

b、在所述间隙中均匀设置所有所述支撑部件，每个所述底座接触所述接头一的结合面，每个所述顶座接触所述接头二的结合面；

c、调节每个所述锁紧部件带动对应的两个所述楔形块相对靠近，两个所述楔形块挤动所述底座和所述顶座之间的空隙增大，使所述底座和所述顶座分别顶撑于所述接头一的结合面和所述接头二的结合面，即每个所述支撑部件顶撑于所述间隙内。

采用本发明所述的一种接头间隙支撑调节方法，单独调节每个所述支撑部件的长度，满足每个所述支撑部件适配各自所在区域的所述间隙的宽度，并有效顶撑，平衡沉管时水压与空气压差造成的冲击压力，保护所述止水带结构不被破坏，保证最终接头内部不进水，该接头间隙支撑调节方法步骤简单，方便实用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、运用本发明所述的一种接头支撑系统，在所述接头一的结合面和所述接头二的结合面之间均匀设置若干个长度可调的所述支撑部件，顶撑两个所述结合面之间的间隙，使得最终接头在沉放时管外海水与管内空气的压差对所述接头一和所述接头二的压力作用于所有所述支撑部件，避免所述止水带被进一步压缩造成所述止水带结构破坏失去水密功能，保证最终接头内部不进水，该接头支撑系统结构简单，使用方便，效果良好；

2、运用本发明所述的一种接头支撑系统，所述gina止水带与所有所述支撑部件之间还设有一圈封闭环状的ω止水带，所述ω止水带一个脚边连接所述接头一，另一个脚边连接所述接头二，所述ω止水带凸向所述最终接头内部，采用这种结构设置，所述ω止水带用于如若所述gina止水带水密失效后的二次防水，保证在沉管隧道服役期限内所述接头一和所述接头二之间的结合部位不漏水；

3、运用本发明所述的一种接头支撑系统，每个所述支撑部件包括底座和与所述底座相对设置的顶座，所述底座相对所述顶座的一端呈等腰梯形面，所述顶座上对应的一端呈相同的所述等腰梯形面，两个所述等腰梯形面之间设有两个对称分布的楔形块，两个所述楔形块之间连接有锁紧部件，每个所述楔形块的斜面适配对应的所述等腰梯形面，采用这种结构设置，便于每个所述支撑部件的长度调节，且保证每个所述支撑部件能够承受巨大的压力而不松动回缩；

4、运用本发明所述的一种接头支撑系统，所述锁紧部件包括至少一个贯穿两个所述楔形块的螺杆，所有所述螺杆平行设置，每个所述螺杆的两端设有螺母，每个所述螺母用于锁紧对应的所述楔形块，采用这种结构设置，通过拧动所述螺母来调节两个所述楔形块的位置关系，便于所述底座和所述顶座顶撑于对应的所述结合面，可操作性强，使用灵活，避免像液压顶撑装置容易过渡顶撑造成所述接头一和/或所述接头二结构的破坏；

5、运用本发明所述的一种接头支撑系统，所述底座和/或所述顶座球铰连接支撑板，采用这种结构设置，由于所述接头一和所述接头二是钢混结构，之间预压缩的所述止水带压力密接是一种柔性连接方式，所述接头一的结合面和所述接头二的结合面不一定完全平行，所述间隙的宽度并不均匀，球铰连接方式可使得所述底座和/或所述顶座连接的支撑板适应对应的所述接头一的结合面和/或所述接头二的结合面，便于两个所述结合面均匀受到每个所述支撑部件的顶撑力，以抵消沉管时水压与空气压差造成的冲击压力，保护所述止水带结构不被破坏；

6、运用本发明所述的一种接头支撑系统，所述底座和/或所述顶座连接有中空筒，采用这种结构设置，可根据所述间隙的具体宽度灵活调节每个所述支撑部件的长度，使得每个所述支撑部件适配各自所在区域的所述间隙的宽度，所述中空筒代替所述底座和/或所述顶座作用于所述接头一的结合面和/或所述接头二的结合面，另外中空形式在保证该接头支撑系统整体刚度的前提下有利于减轻每个所述支撑部件的重量，利于安装设置；

7、运用本发明所述的一种接头支撑系统，两个所述楔形块的两侧设有限位挡板，采用这种结构设置，所述限位挡板用于保证两个所述楔形块不至于由侧面滑出，保证整体连接可靠性和受力的稳定性；

8、运用本发明所述的一种接头间隙支撑调节方法，单独调节每个所述支撑部件的长度，满足每个所述支撑部件适配各自所在区域的所述间隙的宽度，并有效顶撑，平衡沉管时水压与空气压差造成的冲击压力，保护所述止水带结构不被破坏，保证最终接头内部不进水，该接头间隙支撑调节方法步骤简单，方便实用。

附图说明

图1为本发明所述的接头支撑系统与接头一、接头二的连接关系示意图；

图2为本发明所述的接头支撑系统设置在接头一、接头二的结构示意图；

图3为支撑部件的结构示意图；

图4为支撑部件的剖视图。

图中标记：1-接头一，2-接头二，3-止水带，4-支撑部件，41-底座，42-顶座，43-楔形块，44-锁紧部件，45-支撑板，46-中空筒，47-限位挡板，5-ω止水带，6-间隙。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-4所示，本发明所述的一种接头支撑系统，包括若干个支撑部件4。

每个所述支撑部件4的长度可调，最终接头由接头一1和接头二2构成，所述接头一1用于连接所述接头二2的结合面上设有一圈封闭环状止水带3，所述止水带3紧密贴合于所述接头二2的结合面，所述止水带3的环内侧间隔设置所有所述支撑部件4，每个所述支撑部件4沿其调节方向的一端接触所述接头一1的结合面，另一端接触所述接头二2的结合面。

作为本实施例的一个优选方案，所有所述支撑部件4在所述接头一1的结合面或者所述接头二2的结合面上呈环状均匀分布。所述止水带3为gina止水带。所述gina止水带与所有所述支撑部件4之间还设有一圈封闭环状的ω止水带5，所述ω止水带5一个脚边连接所述接头一1，另一个脚边连接所述接头二2，所述ω止水带5凸向所述最终接头内部，采用这种结构设置，所述ω止水带5用于如若所述gina止水带水密失效后的二次防水，保证在沉管隧道服役期限内所述接头一1和所述接头二2之间的结合部位不漏水。

作为本实施例的一个优选方案，每个所述支撑部件4包括底座41和与所述底座41相对设置的顶座42，所述底座41相对所述顶座42的一端呈等腰梯形面，所述顶座42上对应的一端呈相同的所述等腰梯形面，两个所述等腰梯形面之间设有两个对称分布的楔形块43，两个所述楔形块43之间连接有锁紧部件44，每个所述楔形块43的斜面适配对应的所述等腰梯形面，调节所述锁紧部件44，两个所述楔形块43相向移动，推挤所述底座41和所述顶座42相反运动使所述支撑部件4变长，所述底座41顶撑所述接头一1的结合面，所述顶座42顶撑所述接头二2的结合面，调节所述锁紧部件44，两个所述楔形块43相反移动，所述底座41和所述顶座42之间空隙变小，所述底座41和所述顶座42脱离对应的结合面，所述支撑部件4取出，采用这种结构设置，便于每个所述支撑部件4的长度调节，且保证每个所述支撑部件4能够承受巨大的压力而不松动回缩。所述锁紧部件44包括至少一个贯穿两个所述楔形块43的螺杆，所有所述螺杆平行设置，每个所述螺杆的两端设有螺母，每个所述螺母用于锁紧对应的所述楔形块43，采用这种结构设置，通过拧动所述螺母来调节两个所述楔形块43的位置关系，便于所述底座41和所述顶座42顶撑于对应的所述结合面，可操作性强，使用灵活，避免像液压顶撑装置容易过渡顶撑造成所述接头一1和/或所述接头二2结构的破坏。

所述底座41和/或所述顶座42球铰连接支撑板45，采用这种结构设置，由于所述接头一1和所述接头二2是钢混结构，之间预压缩的所述止水带3压力密接是一种柔性连接方式，所述接头一1的结合面和所述接头二2的结合面不一定完全平行，所述间隙6的宽度并不均匀，球铰连接方式可使得所述底座41和/或所述顶座42连接的支撑板45适应对应的所述接头一1的结合面和/或所述接头二2的结合面，便于两个所述结合面均匀受到每个所述支撑部件4的顶撑力，以抵消沉管时水压与空气压差造成的冲击压力，保护所述止水带3结构不被破坏。所述底座41和/或所述顶座42连接有中空筒46，采用这种结构设置，可根据所述间隙6的具体宽度灵活调节每个所述支撑部件4的长度，使得每个所述支撑部件4适配各自所在区域的所述间隙6的宽度，所述中空筒46代替所述底座41和/或所述顶座42作用于所述接头一1的结合面和/或所述接头二2的结合面，另外中空形式在保证该接头支撑系统整体刚度的前提下有利于减轻每个所述支撑部件4的重量，利于安装设置。两个所述楔形块43的两侧设有限位挡板47，采用这种结构设置，所述限位挡板47用于保证两个所述楔形块43不至于由侧面滑出，保证整体连接可靠性和受力的稳定性。贴合连接所述接头一1的结合面的所述底座41的面为粗糙面，贴合连接所述接头二2的结合面的所述顶座42的面为粗糙面，采用这种结构设置，增大接触面之间的摩擦力，使得每个所述支撑部件4顶撑可靠。

运用本发明所述的一种接头支撑系统，在所述接头一1的结合面和所述接头二2的结合面之间均匀设置若干个长度可调的所述支撑部件4，顶撑两个所述结合面之间的间隙6，使得最终接头在沉放时管外海水与管内空气的压差对所述接头一1和所述接头二2的压力作用于所有所述支撑部件4，避免所述止水带3被进一步压缩造成所述止水带3结构破坏失去水密功能，保证最终接头内部不进水，该接头支撑系统结构简单，使用方便，效果良好。

实施例2

如图1-4所示，本发明所述的一种接头间隙支撑调节方法，应用如实施例1所述的一种接头支撑系统，其调节方法包括以下步骤：

a、应用预应力系统连接所述接头一1和所述接头二2，使所述止水带3压缩紧密贴合于所述接头一1的结合面和所述接头二2的结合面，两个所述结合面之间具有间隙6；

b、在所述间隙6中均匀设置所有所述支撑部件4，每个所述底座41接触所述接头一1的结合面，每个所述顶座42接触所述接头二2的结合面；

c、调节每个所述锁紧部件44带动对应的两个所述楔形块43相对靠近，两个所述楔形块43挤动所述底座41和所述顶座42之间的空隙增大，使所述底座41和所述顶座42分别顶撑于所述接头一1的结合面和所述接头二2的结合面，即每个所述支撑部件4顶撑于所述间隙6内。

运用本发明所述的一种接头间隙支撑调节方法，单独调节每个所述支撑部件4的长度，满足每个所述支撑部件4适配各自所在区域的所述间隙6的宽度，并有效顶撑，平衡沉管时水压与空气压差造成的冲击压力，保护所述止水带3结构不被破坏，保证最终接头内部不进水，该接头间隙支撑调节方法步骤简单，方便实用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。