[发明专利]一种装配式隧道模型结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种装配式隧道模型结构及其制作方法，属于地下结构抗震和岩土地震工程的模型试验领域，装配式隧道模型结构至少包括：模型螺栓、隔断层、多个预制模型管片和预制模型钢筋。装配式隧道模型结构制作方法，包括：布置外部支护；预埋螺栓模型钢丝并预制底部管片；在底部管片两端布置垫片；布置内部支护和手孔支护；后浇管片；在后浇管片上布置垫片；再次后浇管片；再次在后浇管片上布置垫片；后浇最后一个管片完成制作。本发明可在装配式隧道的缩尺模型试验中使用，模型能反应出原型管片间连接接头处的连接界面、螺栓和连接手孔等主要构造特点，还具有制作简单易行，经济性好等优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及地下结构抗震和岩土地震工程模型试验领域，尤其涉及一种装配式隧道结构及其制作方法。

背景技术：

预制装配式建筑结构具有施工速度快，绿色环保，劳动力需求低，经济性好等诸多优点特别适合城市地区的房屋和基础设施建设。近几年装配式建筑结构施工方法被引用至地下结构的建设中，如长春地铁2号线袁家店站，北京地区也将建设装配式隧道及其装配式区间隧道。

由1995年日本阪神地震的震害可知，在高烈度地区的地下结构会受到地震的威胁而发生严重的破坏。目前对普通现浇隧道已经形成了一些实用抗震分析方法，并具有良好的实用价值；但对于复杂结构形式的新型装配式、拼装式或盾构式区间隧道，目前的地下结构抗震分析方法尚具有一定的局限性。

模型试验即可在一定程度上弥补装配式隧道抗震理论和数值分析方法上的不足。然而，由于目前试验设备的尺寸或承载力的有限，尤其是地下结构模型试验常需将模型结构置于模型土中，因此模型试验的缩尺比例普遍较大，模型结构或构件的几何尺寸普遍较小(常为毫米级)。装配式模型结构的部分构造的几何尺寸较小，使得某些细部构造难以正常地按照几何相似关系进行缩尺，因此需要一种既能反应出装配式隧道结构特性又简单易行的模型结构及其制作方法。

发明内容：

一种装配式隧道模型结构，其特征在于，至少包括：模型螺栓、隔断层、多个预

制模型管片和预制模型钢筋；各管片任意一个的两个环向断面上均匀布置隔断层，阻

碍任意管片与相邻两个管片的粘结作用；各管片间连接界面的具体位置处完全截断预

制模型钢筋，使预制模型钢筋仅由模型螺栓连接；

所述模型螺栓，是在原型结构基础上经过相似比缩尺的，替代原型结构中管片之间横向或纵向连接螺栓的模型钢丝。

所述预制模型管片，是在原型结构基础上经过相似比缩尺的在模型结构制作现场浇筑成型的等效预制混凝土或砂浆模型管片构件。

进一步，模型螺栓为通长的。

进一步，模型管片上具有手孔或孔洞。

进一步，模型结构中布置有吊装部件。

制备所述的一种装配式隧道模型结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在施工场地布置内部支护1；

S2：编织预制模型钢筋3，在内部支护1外表缠绕连续的预制模型钢筋3，使内部支护1的外廓与预制模型钢筋3的横断面一致；

S3：参考原型结构，在预制模型钢筋3上标记各管片间连接界面的具体位置；在连接界面的具体位置处，采用绑扎或焊接将模型螺栓4固定到预制模型钢筋3上；

S4：各管片间连接界面的具体位置处完全截断预制模型钢筋3，使预制模型钢筋3仅由模型螺栓4连接；

S5：布置最下方外部支护，使内部支护1和最下方外部支护的间隙为3cm；

S6：配合振动棒将对应位置截断后的预制模型钢筋浇筑至最下方的管片中，并将最下方的管片养护成型；