阅读说明：本技术 一种减振型盾构管片接头结构及盾构管片减振方法 (Vibration reduction type shield segment joint structure and shield segment vibration reduction method ) 是由 金浩 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种减振型盾构管片接头结构及盾构管片减振方法,盾构管片接头包括密封垫,设置在两块相邻管片接缝处,用于密封和防水作用；还包括耗能垫,设置在所述密封垫与管片之间,为条状弹性体,所述耗能垫的一侧与所述密封垫紧密贴合,另一侧与所述管片紧密贴合；条状耗能单元,一端插入管片的混凝土内部,另一端与所述耗能垫固定连接。本发明一种减振型盾构管片接头结构,在其接头处设计减振构造,使管片拼装之后具有衰减列车运行产生的振动的效果,同时,防止其长期振动开裂,保证了隧道结构的耐久性、安全性。(The invention discloses a vibration reduction type shield segment joint structure and a shield segment vibration reduction method, wherein the shield segment joint comprises a sealing gasket which is arranged at the joint of two adjacent segments and used for sealing and waterproofing; the energy-consuming gasket is arranged between the sealing gasket and the duct piece and is a strip-shaped elastic body, one side of the energy-consuming gasket is tightly attached to the sealing gasket, and the other side of the energy-consuming gasket is tightly attached to the duct piece; and one end of the strip energy dissipation unit is inserted into the concrete of the duct piece, and the other end of the strip energy dissipation unit is fixedly connected with the energy dissipation pad. According to the vibration reduction type shield segment joint structure, the vibration reduction structure is designed at the joint, so that the segment has the effect of reducing vibration generated by train operation after being assembled, meanwhile, the segment is prevented from cracking due to long-term vibration, and the durability and the safety of a tunnel structure are ensured.)

一种减振型盾构管片接头结构及盾构管片减振方法

技术领域

本发明涉及轨道交通隧道结构减振领域，是一种减振型盾构管片接头结构及盾构管片减振方法。

背景技术

随着城市轨道交通建设的不断推进，轨道交通运行产生的环境振动问题日益凸显。在列车荷载的循环往复作用下，其周边的轨道结构例如隧道会受到振动影响，在长期水土荷载和振动作用下，可能会发生开裂等影响其服役性能的问题。振动通过隧道外土体传播至地表，也会对轨道交通沿线古建筑及居民生活体验造成不利影响，因此对轨道交通结构采取减振措施是必要的。

现有的减振措施主要有改变轨道结构型式、更换弹性轨道部件等方法，取到了一定的减振效果，但存在更换成本高，施工影响大，影响列车运行限界等问题。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种减振型盾构管片接头结构及盾构管片减振方法，在相邻管片中依靠所述减振型盾构管片接头结构衰减振动，在管片工厂化预制过程中，设计减振措施，使得管片在出厂时即具有隔振功能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种减振型盾构管片接头结构，包括：

密封垫，设置在两块相邻管片接缝处，用于密封和防水作用；

还包括：

耗能垫，设置在所述密封垫与管片之间，为条状弹性体，所述耗能垫的一侧与所述密封垫紧密贴合，另一侧与所述管片紧密贴合；

条状耗能单元，一端插入管片的混凝土内部，另一端与所述耗能垫固定连接。

所述耗能垫的材料为经过蒙脱土和炭黑补强的改性橡胶。

所述条状耗能单元包括多个，多个条状耗能单元在所述耗能垫临近管片的一侧沿所述耗能垫长度方向等间距排列。

所述条状耗能单元的材料为经过蒙脱土和炭黑补强的改性橡胶。

所述密封垫位于管片预设的密封垫沟槽内，与管片紧密贴合，所述密封垫横截面为梯形，所述耗能垫上底与密封垫的下底保持一致且上表面与密封垫下表面紧密贴合；耗能垫下表面与密封垫沟槽的槽底紧密贴合且设有条状耗能单元插入管片内部；

所述密封垫材料为三元乙丙橡胶，密封垫横截面为多孔结构，横截面积A₁需满足下式：

其中，A₁为密封垫的横截面积、A₂为管片表面密封垫沟槽横截面积。

两块相邻管片的接触面上涂敷有由阻尼耗能材料构成的耗能涂层。

所述阻尼耗能材料为聚脲材料。

位于所述管片的内弧面上分别设有环缝手孔和纵缝手孔，所述环缝手孔为两块管片之间环缝螺栓的锚固提供操作空间；所述纵缝手孔为两块管片之间纵缝螺栓的锚固提供操作空间；

所述环缝手孔的孔底连通环缝螺栓孔，环缝螺栓孔是弧状腔体结构，为两环管片之间环缝螺栓的穿入提供空间，环缝螺栓孔一端与环缝手孔相连，另一端贯穿至管片表面；

所述纵缝手孔的孔底连通纵缝螺栓孔，纵缝螺栓孔是弧状腔体结构，为两块管片之间纵缝螺栓的穿入提供空间，纵缝螺栓孔一端与纵缝手孔相连，另一端贯穿至管片表面；

本发明进一步公开了一种盾构管片减振方法，采用所述的减振型盾构管片接头结构，列车运行产生的振动波由钢轨、道床等轨道结构传递至管片表面及内部；

插入至管片内部的条状耗能单元通过自身高阻尼特性耗能，衰减传递至管片内部的振动波；

涂敷在管片外表面的耗能涂层通过自身阻尼耗能，衰减传递至管片表面的振动波；

与条状耗能单元相连的耗能垫位于两块管片之间的连接部位，通过自身高阻尼特性，对两块管片之间振动波的传递起到衰减作用。

有益效果：

与上述现有技术相比，本发明结合拼装式盾构隧道的结构特点，设计了振型管片接头构造，本发明的有益效果有：

第一．在管片工厂化预制过程中设计减振构造，在密封垫与管片之间设置耗能垫，同时在所述耗能垫临近混凝土的一侧设有嵌入混凝土内部的条状耗能单元，所述条状耗能单元在减振耗能作用的同时也能使得耗能垫与混凝土粘结地更紧密，对振动在管片之间的传递具有阻隔和耗能作用。

第二．进一步的，在两块相邻管片的接触面上涂敷有由阻尼耗能材料构成的耗能涂层，在进一步增加减振耗能作用的同时也能提供混凝土管片的耐久性。

附图说明

图1是本发明的振型管片接头构造示意图；

图2是本发明耗能垫与条状耗能单元加工示意图；

图3是本发明的密封垫施工示意图。

图4是本发明的耗能涂层施工示意图。

图5是本发明的管片施工组织流程图。

其中，管片1，环缝手孔2，环缝螺栓孔3，纵缝手孔4，纵缝螺栓孔5，密封垫6，耗能垫7，条状耗能单元8，耗能涂层9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施实例为一种地铁管片用减振螺栓套件。管片1的外径6.7m，内径5.9m，管片厚度350mm。

如图1所示为本发明的振型管片接头构造示意图，一种减振型盾构管片接头结构，所述管片主体材料为钢筋混凝土结构，混凝土标号一般为C50，其弹性模量为3.45×10⁴MPa,泊松比为0.2，密度为2420kg/m³。

环缝螺栓孔3、纵缝螺栓孔5位于管片1的内部，是弧状腔体结构，孔径为42mm。其壁厚为3mm，材料为高强度塑料，外侧直接与管片内混凝土接触。

密封垫6位于两块相邻管片接缝处，具有密封和防水作用，位于管片1预设的密封垫沟槽内，与管片紧密贴合，其材料为三元乙丙橡胶。横截面为多孔结构。

耗能垫7设在密封垫6内侧，为条状弹性体，其横截面为梯形，高为5mm，耗能垫上底与密封垫的下底保持一致且上表面与密封垫下表面紧密贴合。耗能垫下表面与管片1紧密贴合且设有条状耗能单元条状耗能单元8插入管片1内部。其材料为抗老化的高阻尼材料，如经过蒙脱土和炭黑补强的改性橡胶。

条状耗能单元8为条状弹性体，横截面边长为10mm，一端伸入混凝土，长度为50mm，另一端与条状耗能单元8相连，在条状耗能单元8底面等间距排列，间距为100mm，其材料为抗老化的高阻尼材料，如经过蒙脱土和炭黑补强的改性橡胶。在减振耗能作用的同时也能使得耗能垫7与混凝土粘结地更紧密。

耗能涂层9为阻尼耗能材料，在管片1预制过程中涂敷在管片接触表面，为聚脲材料，涂覆厚度为0.5mm。在具有减振耗能作用的同时也能提供混凝土管片的耐久性。

如图2所示为本发明的密封垫施工示意图，在模具嵌入密封垫。

如图3所示为发明耗能垫与条状耗能单元加工示意图，在模具中嵌入密封垫之后，继续嵌入耗能垫与条状耗能单元。

如图4所示为本发明的耗能涂层施工示意图。在浇筑完混凝土之后，在管片接触表面涂覆高阻尼聚脲材料。

如图5所示是本发明的管片施工组织流程图，可依据此施工组织流程在工厂预制化减振管片。

一种盾构管片减振方法，采用所述的减振型盾构管片接头结构，列车运行产生的振动波由钢轨、道床等轨道结构传递至管片表面及内部；

插入至管片内部的条状耗能单元通过自身高阻尼特性耗能，衰减传递至管片内部的振动波；

涂敷在管片外表面的耗能涂层通过自身阻尼耗能，衰减传递至管片表面的振动波；

与条状耗能单元相连的耗能垫位于两块管片之间的连接部位，通过自身高阻尼特性，对两块管片之间振动波的传递起到衰减作用。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。