沉管隧道无焊接装配式钢端封门的制作方法

1.本实用新型涉及沉管隧道工程中舾装件技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种沉管隧道无焊接装配式钢端封门及密封方法。


背景技术：

2.端封门是一种应用于沉管隧道的舾装件，用于沉管管节两端，起到密封作用，保证管节浮运沉放时封闭水密的临时设施。沉管隧道常规端封门工艺常采用混凝土结构或钢结构。混凝土端封门施工成本较低，但相比钢端封门管内的拆除作业时间较长，且在封闭的隧道内产生较多的废气，对管内施工的通风要求较高。钢结构端封门采用钢结构面板、支撑钢梁、预埋牛腿。一般端封门在钢结构加工厂加工后，运送至现场组装，现场焊接量大、安装工作量大，构件尺寸较大，安装、拆除工作困难。现场焊接质量是保证端封门水密性的关键，然而焊接质量的控制与检测较难。此外，靠近沉管管节处的焊接工作由于局部升温将引起管节混凝土裂缝的产生。例如，港珠澳大桥沉管隧道所采用的钢结构端封门采用焊接方式，主要部件包括钢封门、钢梁、钢梁牛腿、密封贴板等构件。钢梁垂直安装在管节廊道及车道的端面，上下有两个支点，顶部为钢梁牛腿，底部为现浇枕梁。钢梁外侧焊接钢封门，通过密封贴板将钢封门之间及钢封门与预埋件之间焊接水密。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种沉管隧道无焊接装配式钢端封门及密封方法，安装拆除方便，工效较高，安装精度高，可循环周转使用，节省成本。
4.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种沉管隧道无焊接装配式钢端封门，包括：封端门板块、封边、橡胶条和支座；
5.所述封端门板块的四周采用钢板围设形成封边，所述封边上与沉管壁面相对的面均形成有向内凹陷的开槽，所述开槽内安装有橡胶条，开槽和橡胶条通过胶层固定，通过开槽对橡胶条限位，通过橡胶条和封端门板块对沉管进行密封，所述封端门板块与沉管通过支座固定。
6.优选的是，封端门板块包括面板、横肋和竖梁；
7.所述面板其中一个侧面设置有若干横肋和若干竖梁，所述面板设有横肋和竖梁的侧面位于沉管的内面，所述面板上与横肋、竖梁相对的另一个侧面位于沉管与水接触的外侧。
8.优选的是，所述支座通过预埋螺栓固定于沉管顶板和沉管底部枕梁上，所述支座通过连接螺栓与封端门板块的竖梁固定。
9.优选的是，位于封端门板块顶部和底部的封边具有1:3～1:5角度的楔形向内的斜面。
10.优选的是，所述封端门板块两个侧面的封边具有1:3～1:5角度的楔形向内的斜面。
11.优选的是，所述封端门板块两个侧面封边上的橡胶条为带孔凸起结构。
12.优选的是，所述封端门板块顶部和底部的封边上的橡胶条为楔形多孔渐变结构，所述橡胶条的楔形面上具有交错设置的凸起和凹槽，所述凹槽处设置有遇水膨胀橡胶块。
13.优选的是，所述面板为至少10mm厚度的钢板，所述横肋为槽钢结构，所述竖梁为h 型钢结构。
14.本实用新型至少包括以下有益效果：本技术沉管隧道无焊接装配式钢端封门构件整体性好；单块重量小，尺寸小，方便施工；安装拆除方便，工效较高，安装精度高；可循环周转使用，节省成本；在沉管浮运沉放过程中，随着水压力增加，楔形分块设计使钢端封门越压越紧，具有更好的止水性，止水效果良好。
15.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
16.图1是本实用新型沉管隧道无焊接装配式钢端封门示意图；
17.图2是图1中a-a剖面；
18.图3是图2中a-a剖面；
19.图4是实施例1中安装步骤图；
20.图5是带孔凸起结构的橡胶条；
21.图6是楔形多孔渐变结构的橡胶条；
22.图7是支座与沉管顶板连接示意图；
23.图8是支座与沉管底部枕梁连接示意图。
24.附图标记说明：1封端门板块，2封边，3带孔凸起结构的橡胶条，4楔形多孔渐变结构的橡胶条，5支座，6面板，7横肋，8竖梁，9遇水膨胀橡胶块，10预埋螺栓。11连接螺栓， 12沉管顶板，13沉管底部枕梁。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型进行详细、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
26.此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
27.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明，其具体实施过程如下：
28.如图1所示，本实用新型提供一种沉管隧道无焊接装配式钢端封门，包括：封端门板块1、封边2、橡胶条和支座5；
29.所述封端门板块1的四周采用钢板围设形成封边2，所述封边2上与沉管壁面相对
的面均形成有向内凹陷的开槽，所述开槽内安装有橡胶条，开槽和橡胶条通过胶层固定，通过开槽对橡胶条限位，通过橡胶条和封端门板块1对沉管进行密封，所述封端门板块1与沉管通过支座5固定。
30.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：封端门板块1包括面板6、横肋7和竖梁8；
31.所述面板6其中一个侧面设置有若干横肋7和若干竖梁8，所述面板6设有横肋7和竖梁8的侧面位于沉管的内面，所述面板6上与横肋7、竖梁8相对的另一个侧面位于沉管与水接触的外侧。
32.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述支座5通过预埋螺栓10固定于沉管顶板12和沉管底部枕梁13上，所述支座5通过连接螺栓11与封端门板块1的竖梁8固定。
33.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：位于封端门板块1顶部和底部的封边2具有1:3～1:5角度的楔形向内的斜面。
34.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述封端门板块1两个侧面的封边2具有1:3～1:5角度的楔形向内的斜面。
35.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述封端门板块1两个侧面封边2上为带孔凸起结构的橡胶条3，如图5所示，带孔凸起结构的橡胶条3与沉管接触的面为波浪形，波浪形的下方设置有若干孔。
36.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述封端门板块1顶部和底部的封边2上为楔形多孔渐变结构的橡胶条4，所述橡胶条的楔形面上具有交错设置的凸起和凹槽，所述凹槽处设置有遇水膨胀橡胶块9。
37.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述面板6为至少 10mm厚度的钢板，所述横肋7为槽钢结构，所述竖梁8为h型钢结构。
38.本实用新型还提供了一种密封沉管隧道的方法，通过多个或单个钢端封门密封沉管的管孔或管廊；
39.当需要多个钢端封门密封管孔或管廊时，先将钢端封门上的橡胶条取下，在钢端封门的开槽内涂上胶层，采用奇数个钢端封门从两边向中间对称、同步安装，剩余中间的钢端封门未安装，先通过支座5将已安装的钢端封门与沉管固定，再通过千斤顶将已安装的钢端封门的橡胶条压紧至设计位置，最后安装处于中间的钢端封门，并通过支座5与沉管固定，再通过千斤顶将中间的钢端封门的橡胶条压紧至设计位置；
40.其中，所有钢端封门的封端门板块1顶部和底部的封边2均具有1:3～1:5角度的楔形向内的斜面，位于中间的钢端封门的封端门板块1两个侧面的封边2具有1:3～1:5角度的楔形向内的斜面；所述封端门板块1两个侧面封边2上的橡胶条为带孔凸起结构。
41.实施例1
42.如图1～8所示，某沉管隧道工程采用两孔一管廊方案。无焊接装配式端封门采用分片装配式楔形结构，每个行车道包括5块钢端封门，中管廊包括1块钢端封门，每个端面共包括11块钢端封门。根据钢端封门分幅大小，单块钢端封门宽度为2.34m～2.56m。钢端封门采用厚度12mm的钢板做面板6，横肋7采用14a槽钢，竖梁8采用h型钢。槽钢与 h型钢采用等高焊接。每块端封门四周采用厚度24mm的钢板封边2，封边2钢板上形成有向内凹陷的开槽，
开槽宽度140mm，深度4mm。所有单块钢端封门的顶部封边2和底部封边2都采用1:5的角度楔形向内。其中3#门的两侧边封边2采用1:3.73的角度楔形向内。
43.从受力来看，钢端封门所受荷载(水压力)是通过竖梁8传递给顶部和底部两个斜面支撑面。钢端封门安装时，从两边向中间逐块安装，通过支座5与竖梁8h型钢的连接螺栓11连接达到预紧效果。先对称安装1#和5#端封门，然后对称安装2#和4#端封门，并通过连接螺栓11紧固；通过千斤顶将1#、2#、4#、5#橡胶条横向压缩到设计位置；最后安装中间的3#端封门和橡胶条。端封门楔形分块设计使得其整体在静水压力作用下具有更好的止水性。
44.止水橡胶条是为每块端封门特制一体成型的框型橡胶条，安装于每块单元四周封边2 上的开槽内。
45.如图5所示，本技术的钢端封门侧边接触面的橡胶条厚度方向的截面为带孔凸起结构的橡胶条3，两个封端门板块1封边2之间的间隙为15
±
5mm。
46.如图6所示，本技术的钢端封门顶部和底部接触面为楔形多孔渐变结构的橡胶条4，所述橡胶条的楔形面上具有交错设置的凸起和凹槽，所述凹槽处设置有遇水膨胀橡胶块9，遇水膨胀橡胶块9遇水膨胀倍率约为3倍，遇水膨胀橡胶块9的高度不高于所述橡胶条的凸起部分，封端门板块1的封边2与沉管间隙为15
±
5mm。
47.如图7～8所示，安装支座5是通过预埋螺栓10设置在沉管顶板12及底部枕梁，用以固定安装端封门顶部及底部的小型钢结构支座5。
48.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。