[发明专利]拼装式隧道增强结构

说明书

本发明提供一种拼装式隧道增强结构，包括多根连杆、测量杆、形状记忆合金杆、阻尼杆以及多个与隧道管片内壁固定的连接节点，相邻连接节点之间通过连杆、测量杆、形状记忆合金杆或阻尼杆中的一种连接，所有连接节点和所有连杆、测量杆、形状记忆合金杆及阻尼杆在隧道内形成沿隧道内壁延伸的网状增强结构。本发明可用于新建隧道的增强或者对既有隧道进行增强。本发明针对现有技术来说施工便捷，无须对衬砌表面进行预处理，主要受力形式为轴向受力，传力路径明确，增强效果可动态获知与调整，可以充分发挥连杆构件的强度潜力，从而起到很好的加固增强效果。

技术领域

本发明涉及一种隧道增强结构，特别是涉及一种拼装式隧道增强结构。

背景技术

随着城市地铁隧道运营年限的增长，隧道病害逐渐增多。日常监测中主要存在渗漏水，开裂损伤和纵横向变形三种病害，以上三种病害同时存在，互相影响最终会导致隧道结构产生较大变形甚至失稳破坏，极大地影响隧道的安全运营和结构的可靠度。

目前，针对隧道出现的较大变形问题，工程中采用粘贴纤维片材和内张钢圈(分为半环增强和整环增强法)的方式对管片结构进行后期补强。其中纤维片材无法大幅提高结构刚度。而内张钢圈增强又面临自重过大，施工复杂等问题，以整环增强为例，钢圈增强过程主要包括拱底块牛腿凿除、钢板定位及环氧树脂灌注等步骤。现今较为新型的增强方法如复合腔体增强虽然在一定程度上减轻了增强体的重量，其破坏形式仍旧为粘结面的剪切破坏，未能充分发挥材料的特性且加固增强效果无法动态获知及调整。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种拼装式隧道增强结构，用于解决隧道增强过程中施工复杂、材料特性发挥不充分和无法动态获知及调整增强效果等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种拼装式隧道增强结构，包括多根连杆、测量杆、形状记忆合金杆、阻尼杆以及多个与隧道管片内壁固定的连接节点，相邻连接节点之间通过连杆、测量杆、形状记忆合金杆或阻尼杆中的一种连接，所有连接节点和所有连杆、测量杆、形状记忆合金杆及阻尼杆在隧道内形成沿隧道内壁延伸的网状增强结构。

优选地，所述网状增强结构为蜂窝网状结构、矩形网状结构或三角形网状结构。

优选地，所述连接节点包括钢螺杆和置于所述隧道管片内壁上的预埋孔洞内的预埋件，所述预埋件为具有内螺纹的管状件，所述钢螺杆螺纹固定在所述预埋件内，所述钢螺杆与所述连杆、测量杆、形状记忆合金杆或阻尼杆固定相连。

优选地，所述钢螺杆上具有多个由所述钢螺杆的外周面径向向外延伸的突出连接部，每个突出连接部上具有固定孔，所述连杆、测量杆、形状记忆合金杆及阻尼杆的端部具有两段平行间隔设置的夹设部，且所述夹设部上具有螺栓孔，所述连杆、测量杆、形状记忆合金杆或阻尼杆通过两段夹设部将所述突出连接部夹住，且通过螺栓穿设在螺栓孔和固定孔内将所述连杆、测量杆、形状记忆合金杆或阻尼杆和钢螺杆固定。

优选地，所述连接节点包括预制钢板和连接端头，所述预制钢板固定粘接于所述隧道管片的内壁上，所述连接端头固定设置在所述预制钢板上，所述连接端头与所述连杆、测量杆、形状记忆合金杆或阻尼杆固定连接。

优选地，所述连杆为定长式或伸缩式连杆。

优选地，所述测量杆内设置有应力传感器、应变传感器、位移传感器、加速度传感器、倾角传感器、振动传感器或者温度传感器中的一种或多种。

优选地，所述形状记忆合金杆内设置有形状记忆合金绞线，所述形状记忆合金绞线的两端锚固在所述形状记忆合金杆的内壁上。

优选地，所述阻尼杆内设置有阻尼装置。

如上所述，本发明提供的拼装式隧道增强结构，具有以下有益效果：