一种公路隧道二次衬砌预制UHPC板型钢加固结构的制作方法

一种公路隧道二次衬砌预制uhpc板型钢加固结构
技术领域
1.本实用新型涉及隧道维修加固领域，具体为一种公路隧道二次衬砌预制 uhpc板型钢加固结构。


背景技术：

2.近年来随着我国交通运输事业的发展，公路隧道里程不断增加突破。隧道属于地下结构物，需要穿越复杂难测的地层围岩，隧道勘察、设计、施工不可能与实际状况完全匹配，与围岩直接接触的隧道衬砌常出现裂损、变形等病害，对隧道结构安全及行车运营安全造成严重威胁，公路隧道衬砌病害的加固效果、质量重要性不言而喻。
3.目前隧道衬砌加固的常规方法主要有模筑混凝土套衬、喷射混凝土套衬，虽然能够对病害衬砌起到一定加固作用，但同时也存在不少缺点。普通模筑混凝土材料抗拉性能低、易开裂、耐久性差；喷射混凝土工艺繁琐、质量不易控、施工现场粉尘大；两种套衬施工均采用现浇(喷)工艺，施工周期长，且需要封闭隧道，对既有交通影响较大，与人民对美好交通出行的愿望不符。因此，研发一种结构可靠、耐久、施工快速便捷的衬砌加固结构十分必要。


技术实现要素：

4.为克服现有技术中的不足，本实用新型提供了一种公路隧道二次衬砌预制 uhpc板型钢加固结构，通过采用型钢骨架和uhpc预制实心板相互组合方式，可大大加快施工周期、实现较小施工影响。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：
6.一种公路隧道二次衬砌预制uhpc板型钢加固结构，加固结构安装于公路隧道二次衬砌上，所述预制uhpc板型钢加固结构包括若干型钢骨架1和若干uhpc 预制实心板2，若干型钢骨架1沿隧道环向每隔一定纵向间距安装于隧道二次衬砌上，若干uhpc预制实心板2环向边缘通过直螺栓5一一对应安装于型钢骨架 1上，若干uhpc预制实心板2纵向边缘沿隧道纵向通过曲线螺栓4一一对应固定。
7.所述型钢骨架1按照安装位置分为拱顶型钢节段11、拱腰型钢节段12和边墙型钢节段13，所述拱顶型钢节段11、拱腰型钢节段12和边墙型钢节段13上均匀设置有直螺栓安装预留孔6。
8.所述型钢骨架1采用工字钢结构。
9.所述uhpc预制实心板2按照安装位置分为拱顶uhpc预制板块21、拱腰 uhpc预制板块22和边墙uhpc预制板块23。拱顶uhpc预制板块21、拱腰 uhpc预制板块22和边墙uhpc预制板块23上均设置有uhpc预制板矩形加强块3，在uhpc预制板矩形加强块3上设置有预留的曲线螺栓孔6和曲线螺栓预留端头构造7，通过曲线螺栓4将uhpc预制板块纵向边缘依次固定。
10.所述拱顶uhpc预制板块21、拱腰uhpc预制板块22和边墙uhpc预制板块23环向边缘均通过直螺栓5与型钢骨架1连接。
11.本实用新型的有益效果为：(1)该uhpc板型钢加固结构可实现对隧道既有衬砌开裂、变形的有效加固，较传统套衬结构加固可靠度高、耐久性好、施工快速便捷。
12.(2)该加固结构采用工厂批量预制、现场拼装施工，能有效保证施工质量，缩短施工周期。
13.(3)该uhpc板型钢加固结构，可充分利用uhpc与型钢材料的优势，较传统加固结构节省材料用量。
附图说明
14.图1为本实用新型衬砌预制uhpc板型钢加固结构横断面图；
15.图2为衬砌预制uhpc板型钢加固结构平面图；
16.图3为衬砌预制uhpc板型钢加固结构剖面图；
17.图4为曲线螺栓构造孔剖面图；
18.图中所示：型钢骨架1、拱顶型钢节段11、拱腰型钢节段12、边墙型钢节段13、uhpc预制实心板2、拱顶uhpc预制板块21、拱腰uhpc预制板块22、边墙uhpc预制板块23、uhpc预制板矩形加强块3、曲线螺栓4、直螺栓5、曲线螺栓孔6、曲线螺栓预留端头构造7。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：
20.实施例1
21.本实施例提供了一种公路隧道二次衬砌加固结构。uhpc为超高性能混凝土，uhpc作为一种超高强度、超高韧性、超高耐久性材料可以用作隧道衬砌加固结构的内衬板主要受压，配合预制拼装施工工艺，可以大大加快施工周期、较小施工影响。型钢骨架1可以利用其优越的抗拉性能置于加固结构外缘主要受拉，同时兼作uhpc预制实心板2的骨架。两种材料的组合充分发挥了材料性能，有效改善和解决以往衬砌加固的弊病。
22.具体安装步骤如下：
23.(1)拟隧道衬砌加固段落断面量测
24.采用隧道激光断面仪对隧道加固段落净空断面进行量测，确保实施完预制 uhpc板型钢加固结构后不会侵入隧道建筑限界。
25.(2)型钢骨架1和uhpc预制实心板2划分和预制
26.根据断面检测结果，从后期预制板块运输、吊装、施工等因素综合考虑分析，拟定型钢骨架1和uhpc预制实心板2节段划分。本实施例以现行《公路隧道设计规范》推荐高速公路两车道断面为依据，每环套衬拼装构件按照五块划分。其中拱顶布设型拱顶型钢节段11和拱顶uhpc预制板块21，两者环向长度为5m。左右拱腰布设型拱腰型钢节段12和拱腰uhpc预制板块22，两者环向长度为3.98m，左右边墙布设边墙型钢节段13和边墙uhpc预制板块23，两者环向长度为3.98m。所有构件纵向长度2.5m。
27.(3)型钢骨架1节段制作和uhpc预制实心板2预制
28.按照步骤(2)中结论对成品型钢进行分节、冷弯成型拱顶型钢节段11、拱腰型钢节段12和边墙型钢节段13，并在指定位置钻孔以备与uhpc预制实心板 2后期连接；
29.按照步骤(2)中结论预制拱顶uhpc预制板块21、拱腰uhpc预制板块 22和边墙uhpc
预制板块23。为了加强纵向板块间的连接，uhpc预制实心板 2设有矩形加强块3。板块最小厚度应大于等于5cm。
30.预制前应验证uhpc配合比，确保预制构件模板尺寸精度及材料刚度，应采用蒸汽养生来确保预制构件质量。
31.(4)型钢骨架1和uhpc预制实心板2的现场拼装
32.采用平板拖车将型钢骨架1、养生完毕的uhpc预制实心板2运输至施工现场，采用专用吊装设备对预制构件起吊安装。
33.首先应进行型钢骨架1拼装，按照先墙后拱的施工顺序进行安装，不同型钢节段间采用钢垫板、高强螺栓连接，对于型钢骨架1外缘与衬砌密贴不实的局部区域应采用木楔楔紧。然后按照先墙后拱的施工顺序安装uhpc预制实心板2。
34.应遵循先墙后拱、自下而上的施工顺序进行拼接安装。安装顺序即为：边墙型钢骨架13
→
拱腰型钢骨架12
→
拱顶型钢骨架11
→
边墙预制uhpc板23
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拱腰预制uhpc板22
→
拱顶预制uhpc板21
→
安装uhpc预制板与型钢连接用直螺栓5
→
安装uhpc预制板纵向边缘连接曲线螺栓4，至此uhpc板型钢加固结构拼接施工完成。
35.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。