一种用于隧道加固的波纹钢板基础接头结构

1.本发明涉及隧道加固修复领域，尤其是涉及一种用于隧道加固的波纹钢板基础接头结构。


背景技术：

2.既有隧道在全寿命过程中不可避免地会受到多种复杂病害，这些病害会不同程度地导致衬砌管片的材料性质发生改变，近年来，波纹钢结构依托其独特的优势已逐步在隧道修复加固领域中研究和推广，采用装配式结构进行隧道修复加固并合理地设计现场拼装施工已成为相关人员研究的热点和重点。
3.波纹钢板结构强度高、长期强度好、韧性好、运输安装方便、施工周期短、绿色环保、结构自重轻、占地小、施工量少，由此可见波纹钢板具有强度高、韧性好、具有快速装配施工潜力等优势，然而在实际施工过程中由于波纹钢板制作误差和现场拼装误差的原因，波纹钢板在拼装收头时往往会有一定的误差，影响波纹钢板加固结构的拼装，从而影响波纹钢板加固结构的整体受力性能，根据工程经验一般情况下收头误差|δ|≤50mm。
4.目前接头拼装领域中，通常采用平垫圈或弹簧垫圈的方式平衡基础接头处的误差，但当收头误差δ较大时，平垫圈和弹簧垫圈适用性较差，同时垫圈的灵活性较低，难以在不同的基础接头收头误差工况下发挥良好的性能，因此，需要提出一种新型快速基础接头来弥补现有平垫圈及弹簧垫圈的不足。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于隧道加固的波纹钢板基础接头结构。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种用于隧道加固的波纹钢板基础接头结构，用以在波纹钢板加固隧道中实现波纹钢板与基础牛腿之间的可调快速连接，该结构包括设置在波纹钢板收头端的第一法兰盘、设置在基础牛腿顶面上的第二法兰盘、设置在第一法兰盘和第二法兰盘之间的预压弹簧以及用以实现第一法兰盘和第二法兰盘紧固的连接螺栓。
8.所述的连接螺栓依次穿过第一法兰盘、预压弹簧和第二法兰盘后通过螺母分别与第一法兰盘和第二法兰盘紧固连接。
9.所述的第一法兰盘和第二法兰盘之间填充浇混凝土砂浆，用以保证接头刚度。
10.所述的连接螺栓为m20高强螺栓。
11.所述的第二法兰盘焊接在基础牛腿顶面上，且宽度与基础牛腿的顶面相等。
12.所述的第一法兰盘焊接在波纹钢板收头端上，且宽度与第二法兰盘相等。
13.所述的第一法兰盘和第二法兰盘上分别依次等距开设多个预制的螺栓孔，用以穿过连接螺栓后通过螺母进行固定。
14.所述的螺栓孔为腰型孔。
15.所述的波纹钢板的截面形状为三角波形或正弦波形。
16.该基础接头结构的施工步骤具体为：
17.1)通过预压弹簧调节波纹钢板收头端与基础牛腿顶面之间的间隙，实现波纹钢板的定位；
18.2)采用连接螺栓依次穿过连接第一法兰盘、预压弹簧和第二法兰盘后通过螺母紧固实现波纹钢板与基础牛腿的连接；
19.3)连接后，在第一法兰盘和第二法兰盘的间隙中浇筑混凝土砂浆并进行标准养护，完成基础接头结构的施工。
20.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
21.一、本发明的法兰盘设置在波纹钢板收头端面及基础牛腿顶面处，不占用隧道的净空，且在法兰盘之间现浇混凝土砂浆保证了基础接头的防水性能。
22.二、本发明能够满足不同的收头误差，灵活性好，有效地弥补了平垫圈和弹簧垫圈的不足之处，同时现浇混凝土砂浆也保证了基础接头的刚度。
23.三、本发明提供的基础接头具有快速、灵活、适用性好的特点，能够显著地提高施工效率，降低人力、物力及时间成本，具有良好的社会效益和经济效益。
附图说明
24.图1为基础牛腿的结构示意图。
25.图2为波纹钢板拼装收头误差示意图。
26.图3为本发明的快速基础接头的结构示意图。
27.图4为三角波截面型式波纹钢板端法兰盘的开孔位置示意图。
28.图5为正弦波截面型式波纹钢板端法兰盘的开孔位置示意图。
29.图中标记说明：
30.1、波纹钢板收头端，2、基础牛腿，3、第一法兰盘，4、第二法兰盘，5、螺栓孔，6、预压弹簧，7、连接螺栓，8、现浇混凝土砂浆。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
32.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
33.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
34.实施例
35.如图1和图2所示，由于波纹钢板预制误差及现场拼装施工误差，波纹钢板在实际
拼装施工时存在收头误差δ，即波纹钢板收头端1与基础牛腿2顶部之间存在间隙，无法适用厚度不可调节的平垫圈和弹簧垫圈。
36.如图3所示，本发明提供一种用于隧道加固的波纹钢板基础接头结构，用以实现波纹钢板加固隧道中波纹钢板与基础牛腿2之间的快速连接，该接头结构包括焊接在波纹钢板收头端1的第一法兰盘3、焊接在基础牛腿2顶面的第二法兰盘4、预压弹簧6、连接螺栓7及混凝土砂浆8。
37.该结构通过在波纹钢板收头端1处焊接第一法兰盘3，同时在盾构隧道的基础牛腿2顶部焊接第二法兰盘4，在第一法兰盘3和第二法兰盘4之间设置预压弹簧6进行预固定，然后采用连接螺栓7(本例中采用m20高强螺栓)依次穿过第一法兰盘3、预压弹簧6和第二法兰盘4后连接波纹钢板和基础牛腿2，最后在第一法兰盘3和第二法兰盘4之间现场浇混凝土砂浆8并进行标准养护。
38.本例中，在波纹钢板收头端1焊接的第一法兰盘3和在基础牛腿2顶面焊接的第二法兰盘的宽度应相等，且等于基础牛腿2顶面的宽度。
39.在第一法兰盘3和第二法兰盘4上分别预制有多个螺栓孔5，螺栓孔5形式为腰型孔。
40.如图4和图5所示，波纹钢板可以采用三角波截面型式或正弦波截面型式，图中示出了第一法兰盘3和第二法兰盘4上的开孔位置，其开孔形式为腰型孔并且沿直线等距排布，避开波纹钢板的连接位置。
41.该接头结构的施工步骤如下：
42.(a)通过预压弹簧6将波纹钢板定位；
43.(b)采用m20高强螺栓连接波纹钢板和基础牛腿2；
44.(c)在第一法兰盘3和第二法兰盘4间隙浇筑混凝土砂浆8并进行标准养护。
45.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。