[发明专利]一种波纹钢板与耐候钢混凝土复合的悬浮隧道管体结构

说明书

本发明公开了一种波纹钢板与耐候钢混凝土复合的悬浮隧道管体结构。本发明管体壁截面为三明治结构，在悬浮隧道管道内侧用钢波纹板，外侧用不锈钢板，中间用微膨胀的高性能钢筋混凝土进行浇筑，形成一个组合截面体。外侧不锈钢板用辊压成型焊接的方式进行管段拼接；中间层为预制浇筑的微膨胀的高性能钢筋混凝土；内侧采用具有较大的径向抗弯刚度的钢波纹板，施工时可作为浇筑混凝土的内模板，同时可结合中间夹层混凝土的灌注进程逐段搭接加长、方便施工，且该钢波纹板参与管道整体受力。本发明具有整体刚度大、抗裂性和抗渗防火及抗冲击性能好、施工方便、结构可靠，降低深水管道施工风险及工程造价，是一种未来悬浮隧道合理的组合结构截面型式。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种波纹钢板与耐候钢混凝土复合的悬浮隧道管体结构及施工方法。

背景技术

随着经济的不断发展，人类对于跨越长大深的海峡的愿望越来越强烈。目前，跨越长大海峡的方案主要有悬索桥、沉管隧道，但对于长大而又深的海峡水道，桥梁及沉管隧道方案则面临施工难度大、桥梁跨度限制、造价高和施工风险大等挑战，相比较而言，这时悬浮隧道方案具有预制浮运拼装施工、施工不受水深限制、两岸连接纵坡小、工程单位造价基本不受长深海域或水道影响等优势，被认为是21世纪最具竞争力的跨江海交通结构物之一。

考虑到通航要求和水体中波浪对于管体的影响等各种因素，悬浮隧道管体一般位于水面以下30米处。由于悬浮隧道的管体位于水中，普通混凝土隧道管体会受到水中各种侵蚀性物质的侵蚀或浮体的撞击等影响，因而其耐久性、抗渗性和抗冲击性能非常关键。悬浮隧道管体内部是一个相对水体环境封闭的体系，要确保隧道管体的内部和外部具有一定的刚度和良好的防撞、防火及耐久性、抗渗性性能，同时要方便施工，有必要发明一种新型的悬浮隧道管体结构形式及施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种波纹钢板与耐候钢混凝土复合的悬浮隧道管体结构及施工方法，为悬浮隧道管体的预制提供一种新的方法，提高悬浮隧道的耐久性和抗渗性，保证隧道管体内部的防撞和防火功能。

一种波纹钢板与耐候钢混凝土复合的悬浮隧道管体结构，其整体截面为圆筒形，管体壁的截面为三明治结构；悬浮隧道管道内侧用钢波纹板，外侧用不锈钢板，中间为微膨胀的高性能钢筋混凝土层2，形成一个组合截面体。

外侧不锈钢板1用辊压成型焊接的方式进行管段拼接，作为预制浇筑管段混凝土层2的外模板，使得成型时不锈钢板1能够与组合截面体共同受力；内侧采用具有较大的径向抗弯刚度的钢波纹板3，施工时可作为浇筑混凝土层2的内模板，同时可结合中间夹层混凝土的灌注进程逐段搭接加长、方便施工。

所述的钢波纹管采用特制的钢材制作而成，具有防撞和防火的作用，钢波纹管3依据管段的分段情况通过预留的螺栓孔通过搭接进行分段连接，为加强连接段的连接强度，必要时可在搭接处进一步施焊连接。

所述的分段浇筑混凝土层2实现如下：先安装连接钢筋笼片，再浇筑混凝土,且混凝土采用微膨胀混凝土，混凝土由下而上进行浇筑，每段混凝土的浇筑分为两部分，即混凝土管壁上浇筑层9和混凝土管壁下浇筑层8。

所述的钢筋笼片包括纵筋4和径向箍筋5，纵筋绑扎在径向箍筋上。为防止混凝土浇筑过程由于水化热而引起的开裂，必要时在浇筑过程中，可以预先将骨料冰冻降温处理，再拌入混凝土中。

分段浇筑的混凝土外侧应预留有钢筋搭接的接头钢筋，用于对下一分段管节钢筋笼片的拼接。

分段管体混凝土待浇筑的混凝土初凝后终凝前，应拆除浇筑混凝土临时封闭的材料，接长钢筋笼片，搭接延长内侧钢波纹板、并进行下一混凝土浇筑段的临时封闭处理和浇筑微膨胀的高性能混凝土。

上述纵筋4采用滚压直螺纹机械连接的方法进行接长，并按照施工规范进行施工。

所述的钢波纹管3内设置有行车道板和箱室6。