[发明专利]一种用于盾构隧道抗震的自复位式螺栓

说明书

本发明公开了一种用于盾构隧道抗震的自复位式螺栓，包括螺栓柱，螺栓柱包括中间的镍钛合金材料段和两端的低碳合金钢段；镍钛合金材料段与两端的低碳合金钢段通过嵌固结构连接；镍钛合金材料段为直径与螺栓直径相同的弧圆柱段或是圆柱段，镍钛合金材料段的组分及其重量百分含量为，55.9％镍，44.1％钛；低碳合金钢段为直径与螺栓直径相同的圆柱段，低碳合金钢段的一端与镍钛合金材料段通过嵌固结构连接，低碳合金钢段的另一端通过螺纹连接有螺母。利用本发明自复位式螺栓对地震波传播的吸收作用，使管片连接处具备一定的抵抗变形的能力，从而保护隧道结构的完整性。该结构对高烈度地震区的隧道施工具有较强的参考和借鉴作用。

技术领域

本发明涉及地下结构施工领域,具体涉及一种用于盾构隧道抗震的自复位式螺栓。

背景技术

20世纪以来从世界地震震害资料可知,当地震烈度达7度时,隧道易发生不同程度的破坏,且结构的修复极其困难。1983年距上海市150km处发生6级地震,造成了打浦路盾构隧道管片结构出现了5处可见裂缝；1995年日本阪神发生了7.2级地震,震区隧道破坏率超过 10％。盾构隧道管片的连接处，因为其结构的不连续性而在地震作用的情况下更易发生破坏。普通螺栓应用已有很久的历史，有着成熟的理论，但也缺乏针对抗震的设计。对于在高烈度地震区的隧道结构来说，针对其最薄弱部位，提出合理的改进方法，提高抵御地震破坏力是非常有必要的。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种用于盾构隧道抗震的自复位式螺栓，利用自复位式螺栓对地震波传播的吸收作用，使管片连接处具备一定的抵抗变形的能力，从而保护隧道结构的完整性。该结构对高烈度地震区的隧道施工具有较强的参考和借鉴作用。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种用于盾构隧道抗震的自复位式螺栓，包括螺栓柱，所述螺栓柱包括中间的镍钛合金材料段和两端的低碳合金钢段；所述镍钛合金材料段与两端的低碳合金钢段通过嵌固结构连接；所述镍钛合金材料段为直径与螺栓直径相同的弧圆柱段或是圆柱段，所述镍钛合金材料段的组分及其重量百分含量为，55.9％镍， 44.1％钛；所述低碳合金钢段为直径与螺栓直径相同的圆柱段，所述低碳合金钢段的一端与所述镍钛合金材料段通过嵌固结构连接，所述低碳合金钢段的另一端通过螺纹连接有螺母。

用于盾构隧道抗震的自复位式螺栓，其中：

所述镍钛合金材料段为圆柱段时，所述镍钛合金材料段的长度是1/3螺栓柱的长度；所述镍钛合金材料段为弧圆柱段时，所述镍钛合金材料段的展开长度是1/3螺栓柱的展开长度。

所述镍钛合金材料段上套装有橡皮套，所述橡皮套的长度为完全覆盖所述镍钛合金材料段且在该段的两侧留有2.5～3.5cm的余量。

所述嵌固结构包括设置在所述低碳合金钢段端部的卡头和设置在镍钛合金材料段端部的卡环，所述卡头包括依次与低碳合金钢段同轴设置的短颈和小头端朝外的圆台，在所述短颈的外回转表面上设有连接所述圆台的大头端与低碳合金钢段端的定位块；所述卡环包括依次与所述镍钛合金材料段同轴设置的环形槽和挡圈，所述挡圈上设有与所述定位块配合的插槽；所述卡头嵌入至所述卡环内，从而使所述低碳合金钢段与镍钛合金材料段连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:

通过自复位式螺栓将不同管片之间连接，自复位式螺栓能减小隧道管片与管片之间的相对位移，以此来达到提高管片连接处抗震性能的目的，保护盾构结构的整体性。本发明可有效提高隧道管片与管片连接处的抗震性能，且不改变原有施工方法。

附图说明

图1为本发明自复位式螺栓示意图；

图2为图1所示自复位式螺栓抵抗变形的示意图

图3-1为图1所示自复位式螺栓中嵌固结构卡头部分轴向示意图；

图3-2为图3-1所示卡头部分的端向示意图；