盾构隧道管片用快速连接装置

1.本发明属于地铁盾构隧道技术领域，具体涉及一种盾构隧道管片用快速连接装置。


背景技术：

2.采用盾构法施工的隧道，一个环管片衬砌由多块弧形管片拼接而成。环管片衬砌与环管片衬砌之间采用通缝或者错缝的拼装形式。
3.现有的弧形管片与弧形管片的连接常采用樟槽式接头，但樟槽式连接的抗弯刚度很小，它不能抵抗外加荷载引起的弯矩作用，必须依靠周围围岩的抗力达到自身的受力平衡。所以当出现沿径向的不均匀沉降等原因引起的弯矩时，樟槽式接头会很快出现较大的张开量，对管片整体性和防水性不利。
4.现有的弧形管片与弧形管片还存在螺栓连接方式，例如采用弯曲螺栓接头连接。弯曲螺栓接头与直螺栓相比造价高，接头易变形。而且弯曲螺栓及管片钢模在制作时，若不能严格按照设计弧度的精度加工，施工时，弯曲螺栓穿孔将会比较困难，特别是错缝拼装的时候，弯曲螺栓穿孔将会消耗大量的时间与人力。也即采用弯曲螺栓接头对弧形管片弧度精度要求高，组装困难。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种盾构隧道管片用快速连接装置，它对弧形管片弧度精度要求低、组装方便。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种盾构隧道管片用快速连接装置，包括第一弧形管片和第二弧形管片，所述第一弧形管片内安装有第一接头，所述第二弧形管片安装有第二接头；所述第一接头包括钩锁组件，所述钩锁组件包括钩锁；所述第二接头具有钩孔，所述钩锁能够伸入所述第二接头的所述钩孔且钩住所述第二接头完成所述第一接头与所述第二接头的连接，以实现所述第一弧形管片与所述第二弧形管片的拼接。
8.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述第一接头还包括基座、驱动块以及固定座；所述固定座固定于所述第一弧形管片；所述固定座具有承托平面以及在所述承托平面上开设的弧形槽；所述钩锁组件、所述基座以及所述驱动块组成的整体位于所述承托平面上且能够相对于所述固定座横向移动进而被所述弧形槽限位，以使得所述钩锁钩住所述第二接头。
9.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述盾构隧道管片用快速连接装置还包括拨动件，所述驱动块具有拨动孔，所述第一弧形管片具有通孔，所述拨动件经过所述通孔伸入所述拨动孔以能横向拨动所述驱动块。
10.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述拨动件为六角钩片。
11.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述钩锁组件可纵向移动安
装于所述基座。
12.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述钩锁组件包括至少两个所述钩锁，相邻的两个所述钩锁之间通过隔块间隔开。
13.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述钩锁组件包括活动块，所述钩锁与所述活动块连接，所述基座具有容纳槽，所述钩锁和所述活动块位于所述容纳槽且能够纵向移动。
14.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述第一接头还包括位于所述活动块与所述基座之间的调节螺栓，所述活动块的底面具有凹槽，所述调节螺栓与所述凹槽螺纹连接，通过转动所述调节螺栓能够驱动所述活动块相对于所述基座纵向移动。
15.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述调节螺栓的内端为八角操作端。
16.优选地，在上述的盾构隧道管片用快速连接装置中，所述固定座与所述第一弧形管片同时浇筑成型。
17.本发明的盾构隧道管片用快速连接装置的有益效果在于：通过在第一弧形管片内安装第一接头，在第二弧形管片上安装第二接头。第一接头的钩锁能够伸入第二接头的钩孔且钩住第二接头完成第一接头与第二接头的连接，以实现第一弧形管片与第二弧形管片的拼接。本发明的第一弧形管片与第二弧形管片连接快速、方便，且降低了对弧形管片的弧度精度的要求，有利于降低成本。
附图说明
18.图1是本发明实施例盾构隧道管片用快速连接装置的整体组装示意图；
19.图2是本发明实施例第一接头和第二接头的组装示意图；
20.图3是本发明实施例第一弧形管片、第一接头以及第二接头的组装图；
21.图4是本发明实施例第一接头的钩锁组件纵向未移动状态下的结构图；
22.图5是本发明实施例第一接头的钩锁组件纵向移动状态下的结构图。
23.图中部件名称和标号如下：
24.第一弧形管片(10)、通孔(11)；
25.第二弧形管片(20)；
26.第一接头(30)、钩锁组件(31)、钩锁(311)、隔块(312)、活动块(313)、连接螺栓(314)、基座(32)、驱动块(33)、拨动孔(331)、固定座(34)、弧形槽(341)、承托平面(342)、调节螺栓(35)、八角操作端(351)、弧形块(36)；
27.第二接头(40)、钩孔(41)。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
29.如图1所示，本实施例的盾构隧道管片用快速连接装置包括第一弧形管片10和第二弧形管片20。第一弧形管片10内安装有第一接头30，第二弧形管片20安装有第二接头40。
第一接头30和第二接头40的连接实现第一弧形管片10和第二弧形管片20的拼接。
30.如图2所示，第一接头30包括钩锁组件31、基座32、驱动块33以及固定座34。钩锁组件31包括钩锁311，第二接头40具有钩孔41。本实施例的钩孔41可以为矩形孔。钩锁311伸入第二接头40的钩孔41且钩住第二接头40实现第一接头30与第二接头40的连接，也即实现第一弧形管片10与第二弧形管片20的拼接。
31.具体地，本实施例的第一接头30位于第一弧形管片10的内腔中，第一弧形管片10朝向第二弧形管片20的面上具有开口，该开口上安装有可拆卸的盖板。盖板上设置有出口，该出口用于供钩锁311伸出第一弧形管片10之外。
32.本实施例通过在第一弧形管片10内安装第一接头30，在第二弧形管片20上安装第二接头40。第一接头30的钩锁311能够伸入第二接头40的钩孔41且钩住第二接头40完成第一接头30与第二接头40的连接，以实现第一弧形管片10与第二弧形管片20的拼接。本发明的第一弧形管片10与第二弧形管片20连接快速、方便，且降低了对弧形管片的弧度精度的要求，有利于降低成本。
33.本实施例的固定座34固定在第一弧形管片10内。具体地，固定座34与第一弧形管片10同时浇筑成型，因此，本实施例的固定座34具有良好的稳定性。
34.如图2和图3所示，本实施例的钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体相对于固定座34能够横向移动。具体地，固定座34的承托平面342上设置有弧形槽341。驱动块33与基座32连接，且驱动块33上设置有拨动孔331。拨动孔331可以为贯通孔，也可以为盲孔。拨动孔331可以为六边形结构。相应地，第一弧形管片10上设置有通孔11，该通孔11与第一弧形管片10的内腔连通，进而与驱动块33的拨动孔331连通。
35.在横向拨动钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构之前，钩锁组件31、基座32、驱动块33位于固定座34的承托平面342上。
36.用六角钩片穿过通孔11且伸进拨动孔331以横向拨动钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构，使得钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构横向朝向弧形槽341移动，以被固定座34的弧形槽341限位。在这个过程中，钩锁311钩住第二接头40，实现第一接头30和第二接头40的连接，且连接稳定性好。本实施例除了采用六角钩片以外，还可以采用其它的拨动件拨动驱动块33，以实现钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构的横向移动。
37.钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构被固定座34的弧形槽341限位后，可将六角钩片从通孔11中取出。本实施例的通孔11的横向尺寸大于驱动块33的拨动孔331的尺寸。本实施例的通孔11可以为方形孔。
38.本实施例还可以调节钩锁组件31的纵向的位置，以适应不同位置的管片内应力需求。具体过程为：基座32具有沿着纵向延伸的容纳槽。本实施例的钩锁组件31包括两个钩锁311和位于两个钩锁311之间的隔块312以及位于两个钩锁311下方的活动块313。通过连接螺栓314将两个钩锁311、隔块312以及活动块313连接为一个整体，且位于基座32的容纳槽中。由于活动块313相对于容纳槽的槽底可纵向移动，因此，能够带动钩锁311纵向移动。本实施例的连接螺栓314的数量可以为一个或者两个，具体的数量可以根据实际需要选定。
39.如图4和图5所示，具体地，本实施例的第一接头30还包括纵向延伸的调节螺栓35。活动块313的底面设置有凹槽，且凹槽面上具有螺纹。调节螺栓35位于活动块313的下方且
与活动块313螺纹配合。调节螺栓35的内端具有八角操作端351，人工通过操作件转动八角操作端351进而转动调节螺栓35，从而驱动活动块313相对于基座32纵向移动，实现对钩锁311的纵向位置的调节。本实施例的钩锁组件31的纵向位置的调节方便。
40.具体地，基座32的底面焊接有弧形块36，使得基座32与弧形块36形成一个整体。调节螺栓35位于活动块313与该整体结构之间，且调节螺栓35分别与活动块313以及该整体结构螺纹配合。具体地，调节螺栓35的底部与基座32以及弧形块36的顶面螺纹配合。本实施例的钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构通过弧形块36被固定座34的弧形槽341限位。
41.具体地，在横向拨动钩锁组件31、基座32、驱动块33形成的整体结构之前，钩锁组件31、基座32、驱动块33通过弧形块36支撑于固定座34的承托平面342上。
42.本实施例在连接第一弧形管片10与第二弧形管片20之前，需要根据现场的需要将钩锁311纵向位置调节好且使得纵向位置固定。在连接第一弧形管片10与第二弧形管片20的时候，只需要将钩锁311钩住第二接头40即可，连接简单、快速、方便。
43.在其它的实施例中，钩锁组件31还可以包括一个钩锁311或者三个钩锁311等。当钩锁311的数量大于两个时，相邻的钩锁311之间通过隔块隔开，且所有的钩锁311与隔块通过螺栓等连接件连接为一个整体，以提高受力的均匀性。
44.如图4所示，基座32的容纳槽分为两个部分，容纳槽的上部的横向宽度小于容纳槽的下部的横向宽度。两个钩锁311以及隔块312位于容纳槽的上部。部分活动块313位于容纳槽的上部，部分活动块313位于容纳槽的下部。容纳槽上部以及下部的侧壁对活动块313的纵向移动进行导向，以保证活动块313纵向移动的精度以及稳定性。
45.为方便描述，本实施例定义的横向如图2中的x向所示，纵向如图2中的y向所示。
46.如图2所示，本实施例的钩锁311包括钩部和安装部。钩部用于伸进钩孔41以钩住第二接头40。安装部上设置有安装孔，通过连接螺栓314将钩锁311、隔块312、活动块313连接在一起。本实施例的隔块312可以为矩形板块结构。
47.本实施例的钩锁311可以采用模具浇筑，采用q195优质碳素结构钢，其组成物非金属杂质含量低，使其融入铁元素中，产生强化作用，提高钩锁311的屈服强度、抗拉强度、整体刚度和耐磨性，同时，锰元素能降低硫元素对钢体的危害，避免钢体产生热脆性。
48.隔块312和活动块313采用合金渗碳钢浇筑，其含碳量为0.1％-0.2％。其中，隔块312的含碳量与合金元素含量都可相对较低，以控制成本。对于活动块313，其底部需要设置内螺纹，需要提升其塑性和韧性，同时降低弯曲疲劳强度，因此碳含量需相对提高。加入合金元素，如铬、锰、钛，以提高活动块313的淬透性，使晶粒细化，耐磨性提高，同时保证了足够的强度。
49.本实施例的调节螺栓35与连接螺栓314采用20硼钢制成。施工时给连接螺栓314施加预压力，用特制的扳手上紧螺帽，使钩锁311产生挤压力，从而增加连接螺栓314垂直于螺体方向的摩擦力，保证钩锁311结构不产生破坏。
50.基座32和固定座34采用合金调质钢，碳的含量为0.25％-0.5％，在保证结构强度的同时，又具有很好的塑性和韧性。
51.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、
重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。