专利名称：一种单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及软弱地层中修建的铁路、地铁盾构隧道领域，特别是涉及一种单 线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构。
背景技术：
如图1所示，传统的盾构隧道是由管片衬砌环4连接而成，管片衬砌环4与管片衬 砌环4之间利用螺栓连接。当列车等较大荷载作用于轨道时，列车荷载传递至管片衬砌环 4，由管片衬砌环4外地层最终承受荷载。目前铁路和地铁盾构隧道结构设计时在轨道结构5底与管片衬砌环4之间采用较 低标号的混凝土填充，填充混凝土仅起传递轨道结构5荷载的作用。参见图2和图3，该结 构方式在软弱地层中存在以下问题由于列车荷载较大，隧道纵向将产生不均勻变形，使隧道底部结构承受较大的纵 向拉应力，而素混凝土抗拉强度低，在多次列车荷载作用下，容易产生疲劳破坏，同时，隧道 管片衬砌环4之间仅通过螺栓连接，刚度较小，在较大的列车荷载作用下，裂缝张开较大， 不利于防水。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种单线铁路盾构隧道 纵向刚度加强结构，使其具有纵向刚度高、纵向不均勻变形小、底部结构的拉应力小、工程 耐久性好、经济性较好的特点。本实用新型提供的一种单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，它包括管片衬砌环 和轨道结构，在管片衬砌环和轨道结构之间设有钢筋混凝土纵梁，所述钢筋混凝土纵梁沿 隧道纵向布置且底部与管片衬砌固定连接。在上述技术方案中，钢筋混凝土纵梁中的纵梁与管片连接钢筋与设置于管片衬砌 环中的管片接缝螺栓焊接。在上述技术方案中，钢筋混凝土纵梁长度为3 10倍管片衬砌环横截面外直径。在上述技术方案中，相邻两个钢筋混凝土纵梁之间的纵梁变形缝与管片衬砌环的 衬砌接缝错开。在上述技术方案中，相邻两个钢筋混凝土纵梁之间的纵梁变形缝设置在管片衬砌 环的纵向中部。在上述技术方案中，钢筋混凝土纵梁两侧分别设有将钢筋混凝土纵梁侧面挡住的 侧向结构。在上述技术方案中，位于轨道结构两侧的钢筋混凝土纵梁顶部设有纵向的轨道侧 边水沟。本实用新型的单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，具有以下有益效果与现有 的隧道底部结构相比，不仅可以加强隧道结构的纵向整体性，而且由于充分利用钢筋混凝
3土的纵向抗弯能力与抗拉能力，可以提高隧道的纵向刚度，减少不均勻变形，提高了列车运 行的安全性与舒适性。同时在变形较小的情况下，底部结构的拉应力也得以减小，且拉应力 由管片结构和底部纵梁共同承受，其拉应力幅值将进一步减小，不仅提高了工程的耐久性， 而且由于该结构结合轨下空间设计，不另外设置结构，具有较好的经济性。
图1为现有盾构隧道横向剖面示意图；图2为现有盾构隧道纵向剖面示意图；图3为现有盾构隧道荷载分布纵向剖面示意图；图4为本实用新型盾构隧道横向剖面示意图；图5为本实用新型盾构隧道纵向剖面示意图。在图中，1-钢筋混凝土纵梁、2-第一侧向结构、3-第二侧向结构、4-管片衬砌、 5-轨道结构、6-轨道侧边水沟、7-纵梁变形缝、8-管片接缝螺栓、9-纵梁与管片连接钢筋。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解 为对本实用新型的限制。参见图4至图5，本实用新型包括钢筋混凝土纵梁1、第一侧向结构2、第二侧向结 构3、管片衬砌环4、轨道结构5。相邻管片衬砌环4之间通过管片接缝螺栓8连接，轨道结构5位于管片衬砌环4 上方，在管片衬砌环4和轨道结构5之间设有钢筋混凝土纵梁1，所述钢筋混凝土纵梁1沿 隧道纵向布置，设置于钢筋混凝土纵梁1内的纵梁与管片连接钢筋9与设置于管片衬砌环4 接缝处的管片接缝螺栓8焊接固定。钢筋混凝土纵梁1长度为3 10倍管片衬砌环4的 横截面外直径。相邻两个钢筋混凝土纵梁1之间的纵梁接缝7与管片衬砌4的衬砌接缝错 开，在本实施例中，纵梁变形缝7设置在管片衬砌环4的纵向中部。钢筋混凝土纵梁1两侧 分别设有将钢筋混凝土纵梁1侧面挡住的第一侧向结构2和第二侧向结构3，第一侧向结 构2和第二侧向结构3为混凝土结构。纵向的轨道侧边水沟6分别位于轨道结构5两侧。 所述钢筋混凝土纵梁1设置于两侧的轨道侧边水沟6、管片衬砌环4及轨道结构5之间，钢 筋混凝土纵梁1高度范围上至轨道结构5底，下至管片衬砌环4内表面；钢筋混凝土纵梁 1宽度范围左右两侧分别至轨道侧边水沟6侧壁。当沟槽所需空间较少时，也可利用轨道 侧边水沟6底部与管片衬砌环4之间的填充空间。该单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构的施工方法如下1、管片衬砌环4拼装完成后，待隧道变形稳定，将管片衬砌环4与钢筋混凝土纵梁 1接触面的混凝土进行凿毛处理并清洗干净；2、在管片接缝螺栓8手孔处设置纵梁与管片连接钢筋9，所述纵梁与管片连接钢 筋9与管片接缝螺栓8焊接牢固；3、绑扎钢筋混凝土纵梁1的钢筋，并浇筑混凝土。混凝土浇筑范围上至轨道结构 5底部，左右侧分别至第一侧向结构2和第二侧向结构3的侧面，纵向至设计的纵梁变形缝 7处，浇筑时需预留好轨道侧边水沟6 ；
4[0027]4、下一段钢筋混凝土梁1浇筑前按设计要求处理好纵梁变形缝7，纵梁变形缝7设 置于管片衬砌环4的中部；5、按设计要求施作第一侧向结构2和第二侧向结构3 ；6、待钢筋混凝土纵梁1达到设计强度后，制作轨道结构5并完成整体结构施工。需说明的是，第一侧向结构2和第二侧向结构3也可以先于钢筋混凝土纵梁1制 作，并不影响整个结构的功能。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求一种单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，它包括管片衬砌环(4)和轨道结构(5)，其特征在于在管片衬砌环(4)和轨道结构(5)之间设有钢筋混凝土纵梁(1)，所述钢筋混凝土纵梁(1)沿隧道纵向布置且底部与管片衬砌环(4)固定连接。
2.根据权利要求1所述的单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，其特征在于钢筋混 凝土纵梁(1)中的纵梁与管片连接钢筋(9)与设置于管片衬砌环(4)中的管片接缝螺栓 ⑶焊接。
3.根据权利要求1或2所述的单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，其特征在于钢 筋混凝土纵梁(1)长度为3 10倍管片衬砌环(4)横截面外直径。
4.根据权利要求1或2所述的单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，其特征在于相 邻两个钢筋混凝土纵梁(1)之间的纵梁变形缝(7)与管片衬砌环(4)的衬砌接缝错开。
5.根据权利要求4所述的单线高速铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，其特征在于相 邻两个钢筋混凝土纵梁(1)之间的纵梁变形缝(7)设置在管片衬砌环(4)的纵向中部。
6.根据权利要求1或2所述的单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，其特征在于钢 筋混凝土纵梁(1)两侧分别设有将钢筋混凝土纵梁(1)侧面挡住的侧向结构(2，3)。
7.根据权利要求1或2所述的单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，其特征在于位 于轨道结构(5)两侧的钢筋混凝土纵梁(1)顶部设有纵向的轨道侧边水沟(6)。
专利摘要本实用新型公开了一种单线铁路盾构隧道纵向刚度加强结构，它包括管片衬砌(4)和轨道结构(5)，在管片衬砌(4)和轨道结构(5)之间设有钢筋混凝土纵梁(1)，所述钢筋混凝土纵梁(1)沿隧道纵向布置且底部与管片衬砌(4)固定连接。本实用新型具有纵向刚度高、纵向不均匀变形小、底部结构的拉应力小、工程耐久性好、经济性较好的特点，可以广泛应用于软弱地层中修建的铁路、地铁盾构隧道领域。
文档编号E21D11/00GK201756967SQ20102024113
公开日2011年3月9日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者孙文昊, 季大雪, 殷怀连, 肖明清, 资谊, 邓朝辉, 韩向阳 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司