[实用新型]一种模拟盾构隧道环缝接头的结构

说明书

本实用新型公开了一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，涉及相邻的模型管片环之间的环缝，其特征在于所述结构包括沿所述环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组，所述环间接头弹簧组由固定于所述环缝两侧的纵向肋板以及设置于所述纵向肋板之间的环间接头组成；其中，所述纵向肋板固定于所述模型管片环的内壁上，所述环间接头的两端分别固定于所述纵向肋板的端面上。本实用新型的优点是：模型盾构隧道的环缝接头力学性能可根据原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度需要进行设计，且其弹性性能良好，且不影响盾构隧道的横向刚度，适用于室内模型试验。

技术领域

本实用新型属于盾构隧道技术领域，具体涉及一种模拟盾构隧道环缝接头的结构。

背景技术

盾构隧道是由管片通过螺栓连接而成的管状结构，由于纵缝的存在，盾构隧道的横向刚度比均质无纵缝状态时的横向刚度要小，两者的刚度比即为横向刚度有效率；同理，由于环缝的存在，盾构隧道的纵向刚度比均质无环缝状态时的纵向刚度要小，两者的刚度比即为纵向刚度有效率。盾构隧道横断面变形与纵向挠曲变形过程中，管片纵缝与环缝的受力机制不同，导致横向刚度有效率与纵向刚度有效率相差较大。

采用缩小比例的模型试验开展盾构隧道相关研究时，如近距离基坑开挖、近距离桩基施工、局部地表堆载、联络通道施工、列车循环荷载导致盾构隧道纵向不均匀沉降等对盾构隧道的影响研究具有模拟工况多，试验时间省，成本低等优点。而上述研究中，均需要考虑环缝接头刚度的影响，如果直接将螺栓连接管片环，则其环缝接头拉压刚度与剪切刚度难以按需要进行设计；若采用减小壁厚的均质管来考虑模型盾构隧道的纵向刚度折减问题，则无法同时满足盾构隧道管片环的横向刚度。

然而，对于模型盾构隧道，在考虑其横向刚度有效率问题时，可以采用减小厚度的均质圆环（无纵缝）来模拟管片环，或在纵缝接头位置采用开槽的方式模拟纵缝接头（专利“一种衬砌结构接头刚度可变的隧道模型试验方法”，申请号：201410175038.2），但当环缝对隧道纵向刚度的减小也采用减小厚度的均质管考虑时，则无法同时满足横向刚度折减与纵向刚度折减。专利“一种用于盾构隧道纵向模型试验的衬砌模型及制作方法”（申请号：201810293105.9）中采用纵缝采用割槽，环缝采用纵向接头片连接，但是当采用纵向接头片连接时，环缝接头的剪切刚度不便控制，甚至难以模拟，而管片环之间的抗剪性性能是盾构隧道纵向刚度的重要性能之一。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，该结构通过在相邻模型管片环之间的环缝上布置若干环间接头弹簧组，并通过由橡胶剪切弹簧座和拉压钢弹簧座串联组成环间接头，从而模拟原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度，进行室内模型试验。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种模拟盾构隧道环缝接头的结构，涉及相邻的模型管片环之间的环缝，其特征在于所述结构包括沿所述环缝间隔设置的若干环间接头弹簧组，所述环间接头弹簧组由固定于所述环缝两侧的纵向肋板以及设置于所述纵向肋板之间的环间接头组成；其中，所述纵向肋板固定于所述模型管片环的内壁上，所述环间接头的两端分别固定于所述纵向肋板的端面上。

所述纵向肋板在所述模型管片环上的设置位置对应于在原型管片环上环缝连接螺栓的设置位置。

所述环间接头包括相互串联的橡胶剪切弹簧座和拉压钢弹簧座，两者分别设置于所述环缝的一侧。

所述橡胶剪切弹簧座包括橡胶剪切弹簧以及分别设置在所述橡胶剪切弹簧两端的端板。

所述拉压钢弹簧座包括两根相互嵌套的钢管，所述钢管上套装有钢弹簧，各所述钢管的外端分别设置有端板。

本实用新型的优点是：模型盾构隧道的环缝接头力学性能可根据原型盾构隧道环缝接头的拉压刚度与剪切刚度需要进行设计，且其弹性性能良好，且不影响盾构隧道的横向刚度，适用于室内模型试验。

附图说明