專利名稱：一種單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及軟弱地層中修建的鐵路、地鐵盾構(gòu)隧道領(lǐng)域，特別是涉及一種單 線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
如圖1所示，傳統(tǒng)的盾構(gòu)隧道是由管片襯砌環(huán)4連接而成，管片襯砌環(huán)4與管片襯 砌環(huán)4之間利用螺栓連接。當(dāng)列車等較大荷載作用于軌道時，列車荷載傳遞至管片襯砌環(huán) 4，由管片襯砌環(huán)4外地層最終承受荷載。目前鐵路和地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計時在軌道結(jié)構(gòu)5底與管片襯砌環(huán)4之間采用較 低標(biāo)號的混凝土填充，填充混凝土僅起傳遞軌道結(jié)構(gòu)5荷載的作用。參見圖2和圖3，該結(jié) 構(gòu)方式在軟弱地層中存在以下問題由于列車荷載較大，隧道縱向?qū)a(chǎn)生不均勻變形，使隧道底部結(jié)構(gòu)承受較大的縱 向拉應(yīng)力，而素混凝土抗拉強(qiáng)度低，在多次列車荷載作用下，容易產(chǎn)生疲勞破壞，同時，隧道 管片襯砌環(huán)4之間僅通過螺栓連接，剛度較小，在較大的列車荷載作用下，裂縫張開較大， 不利于防水。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種單線鐵路盾構(gòu)隧道 縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使其具有縱向剛度高、縱向不均勻變形小、底部結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力小、工程 耐久性好、經(jīng)濟(jì)性較好的特點。本實用新型提供的一種單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，它包括管片襯砌環(huán) 和軌道結(jié)構(gòu)，在管片襯砌環(huán)和軌道結(jié)構(gòu)之間設(shè)有鋼筋混凝土縱梁，所述鋼筋混凝土縱梁沿 隧道縱向布置且底部與管片襯砌固定連接。在上述技術(shù)方案中，鋼筋混凝土縱梁中的縱梁與管片連接鋼筋與設(shè)置于管片襯砌 環(huán)中的管片接縫螺栓焊接。在上述技術(shù)方案中，鋼筋混凝土縱梁長度為3 10倍管片襯砌環(huán)橫截面外直徑。在上述技術(shù)方案中，相鄰兩個鋼筋混凝土縱梁之間的縱梁變形縫與管片襯砌環(huán)的 襯砌接縫錯開。在上述技術(shù)方案中，相鄰兩個鋼筋混凝土縱梁之間的縱梁變形縫設(shè)置在管片襯砌 環(huán)的縱向中部。在上述技術(shù)方案中，鋼筋混凝土縱梁兩側(cè)分別設(shè)有將鋼筋混凝土縱梁側(cè)面擋住的 側(cè)向結(jié)構(gòu)。在上述技術(shù)方案中，位于軌道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鋼筋混凝土縱梁頂部設(shè)有縱向的軌道側(cè) 邊水溝。本實用新型的單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果與現(xiàn)有 的隧道底部結(jié)構(gòu)相比，不僅可以加強(qiáng)隧道結(jié)構(gòu)的縱向整體性，而且由于充分利用鋼筋混凝
3土的縱向抗彎能力與抗拉能力，可以提高隧道的縱向剛度，減少不均勻變形，提高了列車運(yùn) 行的安全性與舒適性。同時在變形較小的情況下，底部結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力也得以減小，且拉應(yīng)力 由管片結(jié)構(gòu)和底部縱梁共同承受，其拉應(yīng)力幅值將進(jìn)一步減小，不僅提高了工程的耐久性， 而且由于該結(jié)構(gòu)結(jié)合軌下空間設(shè)計，不另外設(shè)置結(jié)構(gòu)，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

圖1為現(xiàn)有盾構(gòu)隧道橫向剖面示意圖；圖2為現(xiàn)有盾構(gòu)隧道縱向剖面示意圖；圖3為現(xiàn)有盾構(gòu)隧道荷載分布縱向剖面示意圖；圖4為本實用新型盾構(gòu)隧道橫向剖面示意圖；圖5為本實用新型盾構(gòu)隧道縱向剖面示意圖。在圖中，1-鋼筋混凝土縱梁、2-第一側(cè)向結(jié)構(gòu)、3-第二側(cè)向結(jié)構(gòu)、4-管片襯砌、 5-軌道結(jié)構(gòu)、6-軌道側(cè)邊水溝、7-縱梁變形縫、8-管片接縫螺栓、9-縱梁與管片連接鋼筋。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實施例不應(yīng)理解 為對本實用新型的限制。參見圖4至圖5，本實用新型包括鋼筋混凝土縱梁1、第一側(cè)向結(jié)構(gòu)2、第二側(cè)向結(jié) 構(gòu)3、管片襯砌環(huán)4、軌道結(jié)構(gòu)5。相鄰管片襯砌環(huán)4之間通過管片接縫螺栓8連接，軌道結(jié)構(gòu)5位于管片襯砌環(huán)4 上方，在管片襯砌環(huán)4和軌道結(jié)構(gòu)5之間設(shè)有鋼筋混凝土縱梁1，所述鋼筋混凝土縱梁1沿 隧道縱向布置，設(shè)置于鋼筋混凝土縱梁1內(nèi)的縱梁與管片連接鋼筋9與設(shè)置于管片襯砌環(huán)4 接縫處的管片接縫螺栓8焊接固定。鋼筋混凝土縱梁1長度為3 10倍管片襯砌環(huán)4的 橫截面外直徑。相鄰兩個鋼筋混凝土縱梁1之間的縱梁接縫7與管片襯砌4的襯砌接縫錯 開，在本實施例中，縱梁變形縫7設(shè)置在管片襯砌環(huán)4的縱向中部。鋼筋混凝土縱梁1兩側(cè) 分別設(shè)有將鋼筋混凝土縱梁1側(cè)面擋住的第一側(cè)向結(jié)構(gòu)2和第二側(cè)向結(jié)構(gòu)3，第一側(cè)向結(jié) 構(gòu)2和第二側(cè)向結(jié)構(gòu)3為混凝土結(jié)構(gòu)。縱向的軌道側(cè)邊水溝6分別位于軌道結(jié)構(gòu)5兩側(cè)。 所述鋼筋混凝土縱梁1設(shè)置于兩側(cè)的軌道側(cè)邊水溝6、管片襯砌環(huán)4及軌道結(jié)構(gòu)5之間，鋼 筋混凝土縱梁1高度范圍上至軌道結(jié)構(gòu)5底，下至管片襯砌環(huán)4內(nèi)表面；鋼筋混凝土縱梁 1寬度范圍左右兩側(cè)分別至軌道側(cè)邊水溝6側(cè)壁。當(dāng)溝槽所需空間較少時，也可利用軌道 側(cè)邊水溝6底部與管片襯砌環(huán)4之間的填充空間。該單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的施工方法如下1、管片襯砌環(huán)4拼裝完成后，待隧道變形穩(wěn)定，將管片襯砌環(huán)4與鋼筋混凝土縱梁 1接觸面的混凝土進(jìn)行鑿毛處理并清洗干凈；2、在管片接縫螺栓8手孔處設(shè)置縱梁與管片連接鋼筋9，所述縱梁與管片連接鋼 筋9與管片接縫螺栓8焊接牢固；3、綁扎鋼筋混凝土縱梁1的鋼筋，并澆筑混凝土?；炷翝仓秶现淋壍澜Y(jié)構(gòu) 5底部，左右側(cè)分別至第一側(cè)向結(jié)構(gòu)2和第二側(cè)向結(jié)構(gòu)3的側(cè)面，縱向至設(shè)計的縱梁變形縫 7處，澆筑時需預(yù)留好軌道側(cè)邊水溝6 ；
4[0027]4、下一段鋼筋混凝土梁1澆筑前按設(shè)計要求處理好縱梁變形縫7，縱梁變形縫7設(shè) 置于管片襯砌環(huán)4的中部；5、按設(shè)計要求施作第一側(cè)向結(jié)構(gòu)2和第二側(cè)向結(jié)構(gòu)3 ；6、待鋼筋混凝土縱梁1達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，制作軌道結(jié)構(gòu)5并完成整體結(jié)構(gòu)施工。需說明的是，第一側(cè)向結(jié)構(gòu)2和第二側(cè)向結(jié)構(gòu)3也可以先于鋼筋混凝土縱梁1制 作，并不影響整個結(jié)構(gòu)的功能。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求一種單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，它包括管片襯砌環(huán)(4)和軌道結(jié)構(gòu)(5)，其特征在于在管片襯砌環(huán)(4)和軌道結(jié)構(gòu)(5)之間設(shè)有鋼筋混凝土縱梁(1)，所述鋼筋混凝土縱梁(1)沿隧道縱向布置且底部與管片襯砌環(huán)(4)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋混 凝土縱梁(1)中的縱梁與管片連接鋼筋(9)與設(shè)置于管片襯砌環(huán)(4)中的管片接縫螺栓 ⑶焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼 筋混凝土縱梁(1)長度為3 10倍管片襯砌環(huán)(4)橫截面外直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于相 鄰兩個鋼筋混凝土縱梁(1)之間的縱梁變形縫(7)與管片襯砌環(huán)(4)的襯砌接縫錯開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單線高速鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于相 鄰兩個鋼筋混凝土縱梁(1)之間的縱梁變形縫(7)設(shè)置在管片襯砌環(huán)(4)的縱向中部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼 筋混凝土縱梁(1)兩側(cè)分別設(shè)有將鋼筋混凝土縱梁(1)側(cè)面擋住的側(cè)向結(jié)構(gòu)(2，3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于位 于軌道結(jié)構(gòu)(5)兩側(cè)的鋼筋混凝土縱梁(1)頂部設(shè)有縱向的軌道側(cè)邊水溝(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種單線鐵路盾構(gòu)隧道縱向剛度加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，它包括管片襯砌(4)和軌道結(jié)構(gòu)(5)，在管片襯砌(4)和軌道結(jié)構(gòu)(5)之間設(shè)有鋼筋混凝土縱梁(1)，所述鋼筋混凝土縱梁(1)沿隧道縱向布置且底部與管片襯砌(4)固定連接。本實用新型具有縱向剛度高、縱向不均勻變形小、底部結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力小、工程耐久性好、經(jīng)濟(jì)性較好的特點，可以廣泛應(yīng)用于軟弱地層中修建的鐵路、地鐵盾構(gòu)隧道領(lǐng)域。
文檔編號E21D11/00GK201756967SQ20102024113
公開日2011年3月9日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者孫文昊, 季大雪, 殷懷連, 肖明清, 資誼, 鄧朝輝, 韓向陽 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司