具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体附图对本发明进行详细描述。以下描述中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。附图实例为清楚描述本发明的优选实施例进行了详细的细节描述，但并不代表本发明的唯一实施方式，本领域技术人员在不脱离该具体实施方式的情况下所作的细节结构更改也应视为在本实施例公开的范围之内。

图1是本发明装配式轨顶风道在盾构隧道车站中布置的断面示意图。本发明的风道结构固定于盾构隧道顶部，通过T型套筒5固定连接。在一个具体实施例中盾构隧道管片衬砌内径7.7m，外径8.5m，幅宽1.5m，采用“1封顶块(F)+2邻接块(L1、L2)+4标准块(B1、B2、B3、B4)”的分块方式，风道结构分别与邻接块L2和和标准块B4连接。风道结构构件包括预制风道板1、预制竖向隔墙2、π型连接件3和钢牛腿连接件4，预制风道板1水平设置，预制竖向隔墙2竖直装配于预制风道板1上方，π型连接件3装配于预制竖向隔墙2上方并用于与邻接块L2进行连接，钢牛腿连接件4装配于预制风道板1一端并用于与标准块B4进行连接。

如图2所示，预制风道板1呈L形，采用UHPC超高性能混凝土材料，强度高、耐久性好，L形长边厚度仅为一般现浇轨顶风道结构的1/3～1/2，能极大减轻结构自重，L形短边为安装屏蔽门局部加厚，用于安装屏蔽门的L形短边设计能够结合屏蔽门对风道结构进行辅助支撑，维持风道结构的整体稳定。L形长边内还设有预埋套筒6以便后期螺栓连接，其中与钢牛腿连接件4连接处预埋四个预埋套筒6，与预制竖向隔墙2连接处预埋六个预埋套筒6。作为一种优化的尺寸设计，预制风道板1的L形长边长度为3520mm+550mm，沿隧道纵向宽度为1496mm，预留4mm制作及拼装误差，厚度为70mm。预埋套筒6可以为M16套筒。

如图3所示，预制竖向隔墙2呈倒T形，采用UHPC超高性能混凝土材料，T形长边厚度仅为一般现浇轨顶风道结构的1/3～1/2，可极大减轻结构自重，T形短边适当加厚，T形长边和T形短边内还设有预埋套筒6以便后期螺栓连接，其中与π型连接件3连接处预埋六个预埋套筒6，与预制风道板1连接处预埋六个预埋套筒6。作为一种优化的尺寸设计，倒T形预制竖向隔墙2高度为1610mm，T形短边宽度为330mm，沿隧道纵向长度为1496mm，预留4mm制作及拼装误差，厚度为60mm。预埋套筒6可以为M16套筒。

如图4所示，π型连接件3采用Q355B钢板焊接成型，接缝满焊，表面进行防腐、防火处理，强度高、耐久性好。π型连接件3包括弧形底座8、弧形底座8下方设有一组竖向垂壁9，竖向垂壁9两侧分别设有与弧形底座8连接的斜撑11，用于增加连接件的抗弯拉能力。竖向垂壁9位于弧形底座8下方中部向一侧略偏的部位。弧形底座8上设有条形螺栓孔12，条形螺栓孔12中心基本与管片内预埋T型套筒5位置对应，安装时适当调节孔位错动，通过连接螺栓7进行固定，可实现π型连接件3在管片上的精确连接。竖向垂壁9上也对应设有条形螺栓孔12，条形螺栓孔中心基本与预制竖向隔墙内预埋套筒6位置对应，安装施工时可通过上下调整精确定位，再通过连接螺栓7实现预制竖向隔墙2在π型连接件3上的固定连接。为进一步提高预制竖向隔墙2在π型连接件3上的连接稳定性，在竖向垂壁9外侧增设纵向连接板13，纵向连接板13上设有圆形螺栓孔。在安装预制竖向隔墙2时，连接螺栓7依次穿过纵向连接板螺栓孔、连接件垂臂上条形螺栓孔12及构件内预埋套筒6，然后紧固定位。竖向垂壁9和纵向连接板13上相互接触的表面上还设有相匹配的齿槽15，通过齿槽啮合保证位置的锁定。作为一种优化的尺寸设计，π型连接件3的钢板厚度15mm，条形螺栓孔12孔径18mm、孔长36mm，可在安装时调节误差以实现隔墙的精确定位。

如图5所示，钢牛腿连接件4同样采用Q355B钢板焊接成型，接缝满焊，表面进行防腐、防火处理，强度高、耐久性好，钢牛腿连接件4包括弧形底座8，弧形底座8一侧连接有水平横担10，水平横担10下方一侧设有与弧形底座8连接的斜撑11，用于对水平横担10起到稳定支撑的作用。钢牛腿连接件4中的弧形底座8与π型连接件3上的弧形底座8具有相同的结构，可视为同一结构部件应用于不同的结构件上。钢牛腿连接件弧形底座8上同样设有条形螺栓孔12，用于实现与管片的连接固定。水平横担10上也设有若干条形螺栓孔12，条形螺栓孔12中心与预制风道板内预埋套筒6位置对应，安装施工时可通过左右调整精确定位，再通过连接螺栓7实现预制风道板的固定。水平横担10采用U型槽钢，能够提高架设稳定性以及结构刚性。为进一步提高连接稳定性，在预制风道板1与钢牛腿连接件之间增设水平垫板14，水平垫板14上设有供螺栓连接的圆形螺栓孔，每环管片上至少设置两个钢牛腿连接件。钢牛腿连接件4的斜撑11可以与π型连接件3的斜撑11相同，可视为同一结构部件应用于不同的结构件上，也可以不同，例如钢牛腿连接件4的斜撑11可以与水平横担10一体成型，通过常规手段可以具有多种实现方式，且容易理解不在赘述。作为一种优化的尺寸设计，钢牛腿连接件4的钢板厚度15mm。本发明中各个结构件上的条形螺栓孔12可以具有相同的结构和尺寸，也可以根据需要设置不同的尺寸，但均可以起到调节误差以及精确定位的目的。

如图6所示，管片内预埋T型套筒5具有较大的限位端板和外设粗螺纹结构，能够增大与混凝土之间的粘结锚固力防止脱出，预埋套筒6两端无封堵为内设直螺纹结构。T型套筒5可沿隧道纵向设置两排，每排沿环向设置57个，也可根据接头连接需要确定预埋数量，保证风道结构安装。

如图7所示，为防止长期列车振动荷载作用下，接头螺栓发生松动或脱落，连接处可设置与连接螺栓配合的防松双螺母17，防松双螺母17与预制构件之间可以增设紧固钢垫板18以使连接更可靠，紧固钢垫板18和与其接触的结构件的表面上也均可设置齿槽15。

如图8所示，纵向连接板13采用Q355B钢板，作为一种优化的尺寸设计，长度750mm，宽度80mm，厚度10mm。安装施工时通过拧入连接螺栓7和防松动双螺母17紧固竖向垂臂9两侧纵向连接板13，同时依靠齿槽啮合形成整体，增加接头受力稳定性。。

如图9所示，水平垫板14采用Q355B钢板，作为一种优化的尺寸设计，厚度10mm。水平垫板14的设计能够增大预制风道板与钢牛腿连接件之间的接触面积，避免连接部位出现应力集中破坏，提高接头可靠性。

图10-14分别显示了本发明风道结构部分或全部装配的结构示意图。风道结构在施工时先安装顶部π型连接件3，沿竖向插入预制竖向隔墙2，精确定位后拧紧螺栓固定，再安装钢牛腿连接件4，将预制风道板1提升至安装高度沿隧道纵向推入，调整定位后依次连接各接头螺栓实现结构整体的拼装。

本发明针对盾构隧道内设置轨顶风道结构采用传统现浇方式需钻孔植筋、破坏结构的不利情况，提出一种采用全装配式设计的轨顶风道结构，通过预制混凝土构件和装配式连接件，在管片及预制构件内预埋套筒(5、6)，再通过螺栓连接的方式进行拼装。本发明装配式轨顶风道结构所有部件均在工厂预制生产，运至现场拼装，安装便捷、可加快施工速度缩短工期，材料强度高、耐久性好，运营阶段维修更换方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。