一种高强度中空管幕结构的制作方法

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1.本实用新型涉及地下空间施工技术领域，具体而言，涉及一种高强度中空管幕结构。


背景技术：

2.管幕工法是一种常见的地下施工方法，属于浅埋暗挖施工的一种，对地面交通以及城市环境影响非常小，可以显著减少地面沉降，作为穿越道路、铁路、结构物、机场等的非开挖技术，在地下空间工程中得到了广泛应用。
3.传统管幕结构为钢管内部填充混凝土而成，其刚度由钢管与混凝土共同形成，如图1所示。位于管幕内部的箱涵顶进开挖时，管幕结构发生最大竖向沉降的位置往往位于顶排的中部钢管中。当管幕结构长度较大时(如大于100m)，钢管与内部混凝土的整体自重较大，导致管幕顶排中部的钢管变形过大。
4.因此，如何降低管幕结构关键部位的自重并提高其强度与刚度，以便降低钢管竖向沉降，确保箱涵顶进施工安全可靠，是值得探讨的技术问题。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高强度中空管幕结构，其由内管与外管组成，在内管与外管之间填充混凝土，整体重量较小而刚度较大，达到降低管幕结构竖向沉降的目的。
6.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
7.一种高强度中空管幕结构，其特征在于：包括外管、内管，所述的外管与内管之间设有多个间隔设置的支撑件，每个支撑件包括与外管内壁接触的外环、与内管外壁接触的内环，外环与内环之间具有连接二者的连接件；
8.所述的多个支撑件组装时间隔套装于内管外壁上，再整体同轴套装于外管内，所述的外管、内管之间浇筑混凝土包覆多个支撑件构成中空管幕。
9.所述的高强度中空管幕结构，其特征在于：所述的支撑件的外环为外钢环、内环为内钢环，连接件由多块扇形钢板构成，多块扇形钢板沿着外环与内环之间间隙间隔布置焊接固定。
10.所述的高强度中空管幕结构，其特征在于：所述的支撑件上所有扇形钢板的弧度总和不大于180
°
，扇形钢板小端、大端分别与内环外壁、外环内壁相固定。
11.所述的高强度中空管幕结构，其特征在于：所述的多个支撑件均匀、对称的焊接在内管的外壁上。
12.本实用新型的优点是：
13.1、本实用新型中空管幕的刚度由外管、内管及内、外管之间的混凝土共同组成，整体刚度大，强度高；
14.2、本实用新型箱涵顶进时，内管保持中空，管幕的总体重量小，对减小管幕竖向沉
降有利；
15.3、本实用新型箱内、外管结构组成的管幕仅用于关键部位，如顶排的中部，而其余部位仍使用传统钢管结构，对总体工程造价影响有限；
16.4、本实用新型支撑件独立制作与加工，生产方便，支撑件与内管、外管之间的组装施工简便。
附图说明：
17.图1为传统管幕结构钢管剖面图。
18.图2为本实用新型中空管幕结构钢管剖面图。
19.图3为本实用新型支撑件三维示意图。
20.图4为本实用新型支撑件主视图。
21.图5为本实用新型支撑件套入内管示意图。
22.图6为本实用新型内管与外管组装示意图。
23.图7为本实用新型中空管幕结构布置方式示意图。
24.附图标记说明：1、混凝土；2、钢管；3、外管；4、内管；5、支撑件；5
‑
1、外
‑
环；52、内环；5
‑
3、连接件；6、箱涵。
具体实施方式：
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
26.一种高强度中空管幕结构，包括外管3、内管4，外管3与内管4之间设有多个间隔设置的支撑件5，每个支撑件5包括与外管内壁接触的外环5
‑
1、与内管外壁接触的内环5
‑
2，外环5
‑
1与内环5
‑
2之间具有连接二者的连接件5
‑
3；
27.多个支撑件5组装时间隔套装于内管4外壁上，再整体同轴套装于外管3内，所述的外管3、内管4之间浇筑混凝土包覆多个支撑件5构成中空管幕。
28.支撑件5的外环5
‑
1为外钢环、内环5
‑
2为内钢环，连接件5
‑
3由多块扇形钢板构成，多块扇形钢板沿着外环5
‑
1与内环5
‑
2之间间隙间隔布置焊接固定。
29.实际制造加工时，支撑件5的内环5
‑
2内径略大于内管4的外径、外环5
‑
1外径略小于外管3的内径，使支撑件5能套在内部内管4外表。
30.支撑件5上所有扇形钢板的弧度总和不大于180
°
，使后续在外管3与内管4之间浇筑混凝土1时，混凝土能够流动、穿越支撑件5而充满整个空间，扇形钢板小端、大端分别与内环外壁、外环内壁相固定。
31.多个支撑件5均匀、对称的焊接在内管4的外壁上，便于内管4基于支撑件5在外管3内部行走与穿越，构成中空管幕后受力稳定性好，不易发生局部变形。
32.特别地，所提外管3、内管4与支撑件5组成的中空管幕结构，其造价与传统管幕结构有所提高，故仅在关键部位使用。如顶排中部的钢管往往变形最大，可在该部位均匀、对称的使用若干根中空双层钢管结构，而其它部位仍使用传统钢管结构，如图7所示。该做法大大降低了关键部位的变形，提高了管幕结构的安全性，而对总体造价影响有限，性价比较高。
33.待后续箱涵6顶进施工就位且箱涵6与管幕结构之间有效接触后，再在内管4的内部填充混凝土1，对内管4进行保护。
34.附图中仅展示了中空管幕结构的部分形状及部分连接方式，按照所提思路，可以改变外管、内管的连接方式，或改变内管的形状，形成其他相关类型的中空管幕结构，其均属于本实用新型的等效修改与变更，此处不再赘述。
35.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。
36.本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本实用新型思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种高强度中空管幕结构，其特征在于：包括外管、内管，所述的外管与内管之间设有多个间隔设置的支撑件，每个支撑件包括与外管内壁接触的外环、与内管外壁接触的内环，外环与内环之间具有连接二者的连接件；所述的多个支撑件组装时间隔套装于内管外壁上，再整体同轴套装于外管内，所述的外管、内管之间浇筑混凝土包覆多个支撑件构成中空管幕。2.根据权利要求1所述的高强度中空管幕结构，其特征在于：所述的支撑件的外环为外钢环、内环为内钢环，连接件由多块扇形钢板构成，多块扇形钢板沿着外环与内环之间间隙间隔布置焊接固定。3.根据权利要求2所述的高强度中空管幕结构，其特征在于：所述的支撑件上所有扇形钢板的弧度总和不大于180
°
，扇形钢板小端、大端分别与内环外壁、外环内壁相固定。4.根据权利要求1所述的高强度中空管幕结构，其特征在于：所述的多个支撑件均匀、对称的焊接在内管的外壁上。

技术总结
本实用新型公开了一种高强度中空管幕结构，包括外管、内管，外管与内管之间设有多个间隔设置的支撑件，每个支撑件包括与外管内壁接触的外环、与内管外壁接触的内环，外环与内环之间具有连接二者的连接件；多个支撑件组装时间隔套装于内管外壁上，再整体同轴套装于外管内，外管、内管之间浇筑混凝土包覆多个支撑件构成中空管幕。本实用新型整体刚度大、强度高，总体重量小，对减小管幕竖向沉降有利；支撑件与内管、外管之间的组装施工简便。外管之间的组装施工简便。外管之间的组装施工简便。


技术研发人员：马玉辉 陈凯 何锋 韩业风 吴传洋 武其亮 刘金龙 祝磊
受保护的技术使用者：中铁二十四局集团安徽工程有限公司
技术研发日：2021.06.21
技术公布日：2021/12/17