复合构件端部固定装置及固定方法
【专利摘要】本发明提供了一种复合构件端部固定装置及固定方法，所述合构件端部固定装置包括：设置于隧道道床两侧、固定于隧道管片上的反力后座；以及连接于所述反力后座以及所述复合构件端部的压接件。本发明通过利用反力后座使压接件可与隧道管片紧密连接且为复合构件提供反力系统，利用复合构件端部固定装置限位复合构件端部，给予复合构件端部紧密压实，从而解决了现有复合构件在道床中存在的端部固定较为薄弱的问题，提高了复合构件在道床中的端部固定强度。
【专利说明】复合构件端部固定装置及固定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道工程建设领域，具体涉及一种复合构件端部固定装置及固定方法。
【背景技术】
[0002]盾构法管片拼装隧道施工工艺已经被大量应用于国内、外的地铁、公路、排水等隧道工程中。然而，因为该工艺采用圆形、分段螺栓拼装结构方案，其受力结构呈现为多铰不连续圆拱结构，严重依赖侧向拱推力的存在，当出现局部超载、周边水土流失或侧边意外卸载等，都会导致该结构产生较大变形，严重者会使结构进入非线性大位移受力状态，其结构的安全性、可靠性和耐久性将受到严重丢失，如没有立刻采取有效补救措施，最终将导致结构失效，造成隧道坍塌事故隐患。为摆脱这种风险，提高管片结构自身的整体抗力是一个重要、有效的途径。而对正常运营隧道结构加固正面临诸多条件限制:允许加固时间短、空间狭窄、机械设备使用困难。
[0003]应前述隧道补强的需要，产生了一种复合腔体结构在隧道内进行加固。复合腔体结构是一种复合构件与钢筋混凝土构件通过特殊工艺组合形成的新型土木工程结构形式。经过实验已经证明其具有优异的力学性能和良好的工艺适应性。该结构能在空间狭窄、允许加固时间短等苛刻条件下，实现隧道的快速加固，并大幅提高隧道整体刚度和承载力，占用空间小、不影响隧道正常使用。
[0004]但是，在复合构件结构中，受制于已建隧道的道床与轨道，复合构件较难形成通环的整环结构，而是安装于道床两侧。这样势必需要将复合构件的端部进行有效的固定与连接。在现有技术中，并未有合理可行的端部固定装置，而且复合构件的端部固定也未能形成有效的通环整体，明显影响到复合构件对圆隧道的整体加固效果。同时端部固定装置还不能影响到现有隧道建筑外形，否则易影响到已有运行隧道中的建筑功能和限界条件，为隧道运营埋下隐患。为了有效固定复合构件的端部，使复合构件形成通环整体，确保已有隧道内建筑外形和功能，避免影响限界要求，促使研究人员发明一种合理可行的端部固定装置。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种复合构件端部固定装置及固定方法，以解决现有复合构件在道床中存在的端部固定较为薄弱的问题。
[0006]为实现上述目的，一种复合构件端部固定装置，应用于隧道工程建设中，包括:设置于隧道道床两侧、固定于隧道管片上的反力后座；以及连接于所述反力后座以及所述复合构件端部的压接件。
[0007]本发明复合构件端部固定装置的进一步改进在于，所述反力后座包括与所述隧道管片紧固连接的底座、以及连接于所述底座并抵靠于所述道床的侧部的反力板。
[0008]本发明复合构件端部固定装置的进一步改进在于，还包括紧密贴合于所述道床侧部且扣于所述道床上轨枕间隙处、供所述反力后座连接的L上延板；以及设置于所述轨枕间隙、连接于所述道床相对两侧的L上延板的道床连接板。
[0009]本发明复合构件端部固定装置的进一步改进在于，所述压接件包括设置于所述隧道管片上、与所述反力板连接的二块限位肋板和夹在所述二块限位肋板间的一块压肋板，其中，所述二块限位肋板与所述压肋板之间形成供防止所述复合构件端部翘起的压槽，并且所述压肋板上开设有注浆口。
[0010]本发明复合构件端部固定装置的进一步改进在于，所述压接件包括设置于所述隧道管片上、与所述反力板连接的二块限位肋板和夹在所述二块限位肋板间的二块压肋板，其中，二块所述限位肋板与二块所述压肋板之间形成防止供所述复合构件端部翘起的压槽，并且二块所述压肋板之间形成注浆口。
[0011]本发明还提供一种复合构件端部固定方法，包括:将隧道道床两侧的部分区域凿除；在隧道道床两侧安装反力后座并将所述反力后座固定于隧道管片上；在所述反力后座上设置压接件，由所述压接件压接所述复合构件端部；在所述反力后座以及所述压接件上浇筑砂浆，恢复被凿除的所述部分区域。
[0012]本发明复合构件端部固定方法的进一步改进在于，所述反力后座包括底座和连接于所述底座的反力板；在隧道道床两侧安装反力后座并将所述反力后座固定于隧道管片上，包括:在所述隧道道床两侧的底部安装所述底座；在所述底座上设置所述反力板。
[0013]本发明复合构件端部固定方法的进一步改进在于，在所述隧道道床两侧的底部安装所述反力后座的底座之后，还包括:在所述反力后座上设置L上延板，所述L上延板紧密贴合于所述道床侧部且扣于所述道床上轨枕间隙处；在所述轨枕间隙设置道床连接板，所述道床连接板连接于所述道床相对两侧的L上延板。
[0014]本发明复合构件端部固定方法的进一步改进在于，所述在所述反力后座上设置压接件，由所述压接件压接所述复合构件端部，包括:在所述隧道管片上设置二块限位肋板，其中，二块所述限位肋板连接于所述反力板；在所述二块限位肋板间设置二块压肋板；将所述压接件压接所述复合构件端部，其中，所述复合构件的端部被压置于二块所述限位肋板与二块所述压肋板之间形成的压槽内；往二块所述压肋板之间形成的注浆口内充填砂浆。
[0015]本发明复合构件端部固定方法的进一步改进在于，所述在所述反力后座上设置压接件，由所述压接件压接所述复合构件端部包括:在所述隧道管片上设置二块限位肋板，其中，二块所述限位肋板连接于所述反力板；在所述二块限位肋板间设置一块压肋板；将所述压接件压接所述复合构件端部，其中，所述复合构件的端部被压置于二块所述限位肋板与一块所述压肋板之间形成的压槽内；往所述压肋板上开设的注浆口内充填砂浆。
[0016]本发明的有益效果在于，通过利用反力后座使压接件可与隧道管片紧密连接且为复合构件提供反力系统，利用压接件限位复合构件端部，给予复合构件端部紧密压实，从而解决了现有复合构件在道床中存在的端部固定较为薄弱的问题，提高了复合构件在道床中的端部固定强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明复合构件端部固定装置的结构示意图；
[0018]图2为本发明复合构件端部固定装置中压接件的结构示意图；
[0019]图3为本发明复合构件端部固定装置中压接件的另一结构示意图；
[0020]图4为本发明复合构件端部固定装置使用过程中的俯视图；以及
[0021]图5a至图5e为本发明复合构件端部固定装置的一种施工安装过程示意图；
[0022]图6为本发明复合构件端部固定方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
[0024]请参考图1与图5d，图1为本发明复合构件端部固定装置的结构示意图，图5d为本发明复合构件端部固定装置的一种施工安装过程示意图。本发明提供了一种复合构件端部固定装置，应用于隧道工程建设中，包括:设置于道床50两侧、且固定于隧道管片60上的反力后座10 ;以及连接于反力后座10、用于压接复合构件80端部的压接件20。具体来讲，反力后座10与隧道管片60之间可通过螺栓与螺纹孔产生紧固连接；压接件20可通过焊接等工艺手段连接于反力后座10。
[0025]进一步地，反力后座10包括与隧道管片60紧固连接的底座11、以及连接于底座11的反力板12，其中，当反力后座10安装于道床50两侧时，反力板12的两端分别与道床50的侧部以及远离道床50的底座11的另一端连接。在具体的实施例中，反力板12的结构可以是如图1所示的刚折板。
[0026]进一步地，请参考图2，图2为复合构件端部固定装置中压接件的结构示意图，压接件20包括设置于隧道管片60上、与反力板12连接的二块限位肋板21和夹在二块限位肋板21间的二块压肋板22，其中，二块限位肋板21与二块压肋板22之间形成防止复合构件80端部翘起的压槽23，并且二块压肋板22之间形成注浆口 24。即当隧道内壁铺设复合构件80后，将二块限位肋板21和二块压肋板22焊接为一整体的压接件20，使压槽23朝向复合构件80，并扣在复合构件80端部上，使得压肋板22压住复合构件80端部。需要说明的是，在实际情况中，当复合构件80端部设有注浆头时，该注浆头应穿设于注浆口 24，高过压肋板22，方便注浆头使用。
[0027]在另一变化实施例中，压接件20也可以是如图3所示，图3为本发明复合构件端部固定装置中压接件的另一结构示意图。在该变化实施例中，压接件20包括与反力板12连接的二块限位肋板21和夹在二块限位肋板21间的一块压肋板25，其中，二块限位肋板21与压肋板之间形成防止复合构件80端部翘起的压槽26，并且压肋板上开设有注浆口 27。
[0028]较佳地，请参考图1与图4，图4为本发明复合构件端部固定装置使用过程中的俯视图。如图1与图4所示，复合构件端部固定装置还包括紧密贴合于道床50侧部且扣于道床50上轨枕51间隙处、供反力后座10连接的L上延板30。通过在道床50侧部设置L上延板30，且L上延板30焊接在反力后座10上，使得整个复合构件端部固定装置与道床50连接更紧密，进一步强化了复合构件80在道床中的端部固定强度。
[0029]较佳地，请继续参考图4，复合构件端部固定装置还包括设置于轨枕51间隙、连接于道床50相对两侧的L上延板30的道床连接板40。其中，道床连接板40与L上延板30可以是通过螺栓螺孔配合固定连接，也可以是道床连接板40焊接于L上延板30上。通过道床连接板40、L上延板30、反力后座10、以及压接件20的配合固定连接，使复合构件端部固定装置能与道床50连接成为整体，且复合构件端部固定装置能与复合构件80形成整环结构，从而确保复合构件80整环连续，具有较强的整体力学性能。
[0030]需要特别说明的是，反力后座10为钢板内空腔体，安装完成后，对腔内灌注高强砂浆封填密实，对构件外按原有隧道排水结构外形进行恢复；所述复合构件端部固定装置为轻薄结构，可完全还原原有结构外部尺寸，对隧道内限界影响为零；所述反力后座、压接件、L上延板、道床连接板均是各构件事先加工好，至现场根据条件调整后焊接而成。
[0031 ] 接下来，对本发明复合构件端部固定装置的施工安装过程及合构件端部固定方法进行描述，请参考图5a至图5e以及图6，图5a至图5e为本发明复合构件端部固定装置的一种施工安装过程示意图，图5为本发明复合构件端部固定方法的流程示意图。该方法包括:
[0032]步骤S1:将隧道道床50两侧的部分区域70凿除；；
[0033]步骤S2:在隧道道床50两侧安装反力后座10并将反力后座10固定于隧道管片60上；
[0034]步骤S3:在反力后座10上设置压接件20，由压接件20压接复合构件50的端部；
[0035]步骤S4:在反力后座10以及压接件20上浇筑砂浆，恢复被凿除的部分区域70。
[0036]具体来讲，在步骤SI中，如图5a所示，部分区域70为隧道道床50两侧影响安装复合构件端部固定装置的区域。当然，在实际请情况中，如果是新建的隧道道床50，即隧道道床50两侧不存在影响安装复合构件端部固定装置的区域，则步骤SI可以省略。
[0037]当隧道道床50两侧的部分区域70被凿除后，接下来，执行步骤S2，即在隧道道床50两侧安装反力后座10并将反力后座10固定于隧道管片60上。
[0038]具体来讲，如图5b所示，步骤S2包括:在隧道道床50两侧的底部安装底座11 ;在底座11上设置反力板12。即首先将反力后座10的底座11部分与隧道管片60间打设锚栓予以固定；接着，将反力板12与底座11进行焊接连接，从而完成反力后座10的安装。
[0039]当反力后座10完成安装后，该方法还可以包括:在反力后座上设置L上延板，L上延板紧密贴合于隧道道床侧部且扣于隧道道床上轨枕间隙处；在所述轨枕间隙设置道床连接板，所述道床连接板连接于所述道床相对两侧的L上延板。如图5c所示，首先，调整L上延板30，将L上延板30扣于轨枕51间隙处，并将L上延板30与底座11以及反力板12进行焊接连接；接着，通过螺栓与螺孔将道床连接板40连接于道床50相对两侧的L上延板30上，从而完成L上延板30与道床连接板40的安装。
[0040]步骤S2完成后，接下来，执行步骤S3，即在反力后座10上设置压接件20，由压接件20压接复合构件50的端部。
[0041]具体来讲，步骤S3包括:在隧道管片60上设置二块限位肋板21，其中，二块限位肋板21连接于反力板12 ;在二块限位肋板21间设置两块压肋板22 ;将压接件20压接复合构件80端部，其中，复合构件80的端部被压置于二块限位肋板21与二块压肋板22之间形成的压槽23内；往二块压肋板22之间形成的注浆口内充填砂浆。需要说明的是，在实际情况中，当复合构件80端部设有注浆头时，该注浆头应穿设于注浆口 24，高过压肋板22，方便注浆头使用。如图5d所示，首先，将二块限位肋板21与二块压肋板22整体焊接成如图3所示的压接件20结构；接着，使压槽23朝向复合构件80，并扣在复合构件80端部上，使得压肋板22压住复合构件80端部；其中，压接件20的一端焊接在反力板12上。
[0042]当然，根据压接件结构的不同，步骤S3也可以是包括:在隧道管片60上设置二块限位肋板21，其中，二块限位肋板21连接于反力板12 ;在二块限位肋板21间设置一块压肋板25 ;将压接件20压接复合构件80端部，其中，复合构件80的端部被压置于二块限位肋板21与一块压肋板25之间形成的压槽26内；往压肋板22上开设的注浆口 27内充填砂浆。
[0043]步骤S3完成后，接下来，执行步骤S4,即在反力后座10以及压接件20上浇筑砂浆，恢复被凿除的部分区域70。如图5e所示，在反力后座10以及在压接件20上充填和浇筑砂浆，恢复隧道内原建筑外边界。
[0044]综上所述，本发明复合构件端部固定装置及固定方法的优点在于:
[0045](I)通过利用反力后座使压接件可与隧道管片紧密连接且为复合构件提供反力系统，利用压接件限位复合构件端部，给予复合构件端部紧密压实，从而解决了现有复合构件在道床中存在的端部固定较为薄弱的问题，提高了复合构件在道床中的端部固定强度。
[0046](2)本发明复合构件端部固定装置易贴合于隧道管片和处理过的道床表面，使得本装置与原隧道结构有较强的贴合度和整体性。
[0047](3)本发明复合构件端部固定装置能为复合构件安装时提供临时支撑，可有效提高安装效率。
[0048](4)本发明复合构件端部固定装置可连接成闭环整体，使得复合构件形成闭环整体，提高整体加固受力性能。
[0049]以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
【权利要求】
1.一种复合构件端部固定装置，其特征在于，包括: 设置于隧道道床两侧、且固定于隧道管片上的反力后座；以及 连接于所述反力后座、用于压接所述复合构件端部的压接件。
2.如权利要求1所述的复合构件端部固定装置，其特征在于，所述反力后座包括与所述隧道管片紧固连接的底座、以及连接于所述底座并抵靠于所述道床的侧部的反力板。
3.如权利要求2所述的复合构件端部固定装置，其特征在于，所述固定装置还包括: 紧密贴合于所述道床侧部且扣于所述道床上轨枕间隙处、供所述反力后座连接的L上延板；以及 设置于所述轨枕间隙、连接于所述道床相对两侧的L上延板的道床连接板。
4.如权利要求2所述的复合构件端部固定装置，其特征在于，所述压接件包括设置于所述隧道管片上、与所述反力板连接的二块限位肋板和夹在所述二块限位肋板间的一块压肋板，其中，所述二块限位肋板与所述压肋板之间形成防止所述复合构件端部翘起的压槽，并且所述压肋板上开设有注浆口。
5.如权利要求2所述的复合构件端部固定装置，其特征在于，所述压接件包括设置于所述隧道管片上、与所述反力板连接的二块限位肋板和夹在所述二块限位肋板间的二块压肋板，其中，二块所述限位肋板与二块所述压肋板之间形成防止所述复合构件端部翘起的压槽，并且二块所述压肋板之间形成注浆口。
6.一种复合构件端部固定方法，其特征在于，包括: 将隧道道床两侧的部分区域凿除； 在隧道道床两侧安装反力后座并将所述反力后座固定于隧道管片上； 在所述反力后座上设置压接件，由所述压接件压接所述复合构件端部； 在所述反力后座以及所述压接件上浇筑砂浆，恢复被凿除的所述部分区域。
7.如权利要求6所述的复合构件端部固定方法，其特征在于， 所述反力后座包括底座和连接于所述底座的反力板； 在隧道道床两侧安装反力后座并将所述反力后座固定于隧道管片上的步骤进一步包括: 在所述隧道道床两侧的底部安装所述底座； 在所述底座上设置所述反力板。
8.如权利要求7所述的复合构件端部固定方法，其特征在于，在所述隧道道床两侧的底部安装所述反力后座的底座之后，还包括: 在所述反力后座上设置L上延板，所述L上延板紧密贴合于所述道床侧部且扣于所述道床上轨枕间隙处； 在所述轨枕间隙设置道床连接板，所述道床连接板连接于所述道床相对两侧的L上延板。
9.如权利要求7所述的复合构件端部固定方法，其特征在于，所述在所述反力后座上设置压接件，由所述压接件压接所述复合构件端部的步骤进一步包括: 在所述隧道管片上设置二块限位肋板，其中，二块所述限位肋板连接于所述反力板； 在所述二块限位肋板间设置二块压肋板； 将所述压接件压接所述复合构件端部，其中，所述复合构件的端部被压置于二块所述限位肋板与二块所述压肋板之间形成的压槽内； 往二块所述压肋板之间形成的注浆口内充填砂浆。
10.如权利要求7所述的复合构件端部固定方法，其特征在于，在所述反力后座上设置压接件，由所述压接件压接所述复合构件端部的步骤进一步包括: 在所述隧道管片上设置二块限位肋板，其中，二块所述限位肋板连接于所述反力板； 在所述二块限位肋板间设置一块压肋板； 将所述压接件压接所述复合构件端部，其中，所述复合构件的端部被压置于二块所述限位肋板与一块所述压肋板之间形成的压槽内； 往所述压肋板上开设的注浆口内充填砂浆。
【文档编号】E21D11/00GK104179509SQ201410403998
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】宿文德, 张衍, 万敏, 刘勇, 熊胜, 闫磊, 杨燕 申请人:上海隧道工程有限公司