一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)，具體是盾構(gòu)隧道一種自鎖式管片結(jié)構(gòu)，屬于隧道盾構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)的基本單元為相互無(wú)縫拼接的管片，各管片的之間通過端部的自鎖式曲面自由拼接，管片的兩端為兩個(gè)互相對(duì)稱的空間曲面。該曲面上側(cè)邊界為一個(gè)周期的正弦曲線，下側(cè)邊界也為一個(gè)周期的正弦曲線，兩曲線相位角相差半個(gè)周期。端部曲面左右兩側(cè)邊界為半周期正弦函數(shù)。該曲面由半周期正弦曲線沿著上下側(cè)邊界曲線連續(xù)變化相位角而產(chǎn)生。該盾構(gòu)隧道管片采用獨(dú)特的自鎖式連接方式，單元間緊密連接，形成一個(gè)穩(wěn)定且具有足夠抗力的整體結(jié)構(gòu)。采用該自鎖式管片結(jié)構(gòu)不需要金屬螺栓或其他工具連接，能夠在復(fù)雜的隧道環(huán)境中長(zhǎng)期，穩(wěn)定地使用。
【專利說明】
一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種盾構(gòu)隧道管片，具體是盾構(gòu)隧道一種自鎖式管片結(jié)構(gòu)，屬于隧道盾構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]在盾構(gòu)隧道工程中，管片襯砌廣泛地運(yùn)用在該類工程中。目前盾構(gòu)隧道管片與管片之間主要通過金屬螺栓連接，將相鄰管片牢固地連接在一起。但是在隧道普遍潮濕環(huán)境中，地下水的滲透情況下，金屬螺栓極易銹蝕，并且這些銹蝕不易被發(fā)現(xiàn)，銹蝕的螺栓強(qiáng)度大大降低，極大地減弱了管片之間的連接力，導(dǎo)致出現(xiàn)許多安全隱患，嚴(yán)重影響了隧道的正常運(yùn)行使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服隧道管片之間螺栓連接所帶來的不足，本發(fā)明提供一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)，管片單元之間能夠通過自身的獨(dú)特形狀緊密連接，且在各個(gè)方向都具有足夠約束。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的基本單元為相互無(wú)縫拼接的管片，各管片的之間通過端部的自鎖式曲面自由拼接，管片的兩端為兩個(gè)互相對(duì)稱的空間曲面。該曲面上側(cè)邊界為一個(gè)周期的正弦曲線，下側(cè)邊界也為一個(gè)周期的正弦曲線，兩曲線相位角相差半個(gè)周期。端部曲面左右兩側(cè)邊界為半周期正弦函數(shù)。該曲面由半周期正弦曲線沿著上下側(cè)邊界曲線連續(xù)變化相位角而產(chǎn)生。首尾管片基本單元錯(cuò)縫連接，接觸面為精密貼合的曲面。每個(gè)基本單元有一定的弧度，拼接后形成圓形的自鎖式隧道管片。每個(gè)管片單元受到各個(gè)方向的約束，在受壓狀態(tài)下形成一種自鎖式穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的有益效果:該盾構(gòu)隧道管片采用獨(dú)特的自鎖式連接方式，管片單元擁有自鎖式結(jié)構(gòu)，在受到隧道圍壓倩況下，每個(gè)單元受到周圍單元的約束，單元間緊密連接，形成一個(gè)穩(wěn)定且具有足夠抗力的整體結(jié)構(gòu)。采用該自鎖式管片結(jié)構(gòu)不需要金屬螺栓或其他工具連接，能夠在復(fù)雜的隧道環(huán)境中長(zhǎng)期，穩(wěn)定地使用。
【附圖說明】
[0006]圖1是隧道管片基本單元俯視圖
[0007]圖2是隧道管片基本單元仰視圖
[0008]圖3是隧道管片基本單元側(cè)視圖
[0009]圖4是隧道管片基本單元立體視圖
[0010]圖5是基本單元連接方式圖
[0011]圖6是管片整體斷面圖
[0012]圖中:I為單元上側(cè)邊界曲線，2為單元下側(cè)邊界曲線，3為單元右側(cè)邊界曲線，4為單元左側(cè)邊界曲線，5為自鎖式曲面a，6為自鎖式曲面b。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1，2，3，4所示，該結(jié)構(gòu)的基本單元為相互無(wú)縫拼接的管片，各管片的之間通過其端部的自鎖式曲面(5)自由拼接，管片的側(cè)面為弧形面，管片兩端的自鎖式曲面a(5)、自鎖式曲面b(6)互相對(duì)稱。該空間曲面的上側(cè)邊界即單元上側(cè)邊界曲線(I)為一個(gè)周期的正弦函數(shù)曲線。該空間曲面的下側(cè)邊界即單元下側(cè)邊界曲線(2)也為一個(gè)周期的正弦函數(shù)曲線。單元上側(cè)邊界曲線(I)和單元下側(cè)邊界曲線(2)的相位角相差半個(gè)周期。曲面左右兩側(cè)邊界為半周期正弦函數(shù)曲線。該空間曲面的單元右側(cè)邊界曲線(3)、單元左側(cè)邊界曲線(4)為半個(gè)周期的正弦曲線，單元上側(cè)邊界曲線(I)、單元下側(cè)邊界曲線(2)、單元右側(cè)邊界曲線
(3)、單元左側(cè)邊界曲線(4)沿著上下左右側(cè)的邊界曲線連續(xù)變化相位角形成自鎖式曲面a
(5)。
[0015]如圖5所示實(shí)施例所示，首尾管片基本單元錯(cuò)縫連接，接觸面為精密貼合的曲面。
[0016]如圖6所示實(shí)施例所示，每個(gè)基本單元的側(cè)面為弧形面，拼接后形成圓形的自鎖式隧道管片。每個(gè)管片單元受到各個(gè)方向的約束，在受壓狀態(tài)下形成一種自鎖式穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)，其特征在于:該結(jié)構(gòu)的基本單元為相互無(wú)縫拼接的管片，各管片的之間通過其端部的自鎖式曲面(5)自由拼接，管片的側(cè)面為弧形面，管片兩端的自鎖式曲面a(5)、自鎖式曲面b(6)互相對(duì)稱;該空間曲面的上側(cè)邊界即單元上側(cè)邊界曲線(I)為一個(gè)周期的正弦函數(shù)曲線。該空間曲面的下側(cè)邊界即單元下側(cè)邊界曲線(2)也為一個(gè)周期的正弦函數(shù)曲線。單元上側(cè)邊界曲線(I)和單元下側(cè)邊界曲線(2)的相位角相差半個(gè)周期；曲面左右兩側(cè)邊界為半周期正弦函數(shù)曲線。該空間曲面的單元右側(cè)邊界曲線(3)、單元左側(cè)邊界曲線(4)為半個(gè)周期的正弦曲線，單元上側(cè)邊界曲線(I)、單元下側(cè)邊界曲線(2)、單元右側(cè)邊界曲線(3)、單元左側(cè)邊界曲線(4)沿著上下左右側(cè)的邊界曲線連續(xù)變化相位角形成自鎖式曲面a(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)，其特征在于:首尾管片基本單元錯(cuò)縫連接，接觸面為精密貼合的曲面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自鎖式隧道管片結(jié)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)基本單元的側(cè)面為弧形面，拼接后形成圓形的自鎖式隧道管片;每個(gè)管片單元受到各個(gè)方向的約束，在受壓狀態(tài)下形成一種自鎖式穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】E21D11/08GK105863672SQ201610258732
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月23日
【發(fā)明人】馬國(guó)偉, 李鵬飛, 夏明杰
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)