悬浮隧道接头组合结构的制作方法

本发明属于悬浮隧道接头，涉及一种悬浮隧道接头组合结构。

背景技术：

1、管节接头结构是悬浮隧道乃至所有水下结构中十分关键的环节。目前国内外的水下隧道接头设计主要针对沉管隧道、盾构隧道等，而专门设计的悬浮隧道接头结构极少。沉管隧道的管节一般采用刚性，中间接头广泛采用柔性接头。

2、不同于沉管隧道，水中悬浮隧道通常处于水下十几米至几十米的深度，所处的海洋环境更为恶劣。海床的不均匀沉降会使得锚索位置变化，导致接头的错动和张开，影响接头受力情况、管节变形以及结构的稳定性。另外，与陆上交通设施相比，水体作用于悬浮隧道管段所产生的静水压力和附加的动水压力还会引起结构自振频率与振型的改变并产生附加阻尼。悬浮隧道接头在长期的应力作用和海水化学腐蚀的双重作用下，其关键部件很容易发生损坏，最终威胁整体的安全性能。

3、目前公开的沉管隧道接头，包括对接的两个管段，两个管段之间具有接头空间，两管段之间通过减振结构和密封结构连接，减振结构包括套于相邻两管段外的连接套、将连接套两端与两管段连接的径向预应力拉索、位于两管段内的同轴设置的轴向预应力拉索和位于两管段之间将同轴的轴向预应力拉索拉紧的拉紧装置，密封结构通常包括柔性止水带等结构形式，如“gina”止水带。此类现有隧道接头基本都是应用于沉管隧道，无法适用于水下悬浮隧道，不能满足水下隧道受力、密封和抗腐蚀要求等。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种悬浮隧道接头组合结构，采用柔性接头联合刚性接头的形式，既能够抵御复杂海洋环境下水中悬浮隧道接头所产生的振动和变形，也可解决柔性接头在水下安装不便的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种悬浮隧道接头组合结构，包括至少两个线性连接的管节模块；相邻的所述管节模块之间通过刚性接头相连；每个所述管节模块包括通过柔性接头连接的第一管节及第二管节。

4、可选的，所述第一管节和所述第二管节的一端均设置有凸起的榫头状剪力键，另一端设置有与所述剪力键相匹配的卯眼结构。

5、可选的，所述剪力键和所述卯眼结构沿所述第一管节和所述第二管节的截面周向设置有若干对，形成环形榫卯结构带，使相邻的管节之间相互契合。

6、可选的，每个所述剪力键上均包裹有缓震材料，缓震材料填充满剪力键与卯眼结构之间的空隙，使得剪力键与卯眼结构连接更加紧固，并且，缓震材料还减少了剪力键接触面的应力集中效应与刚性变形导致的结构破坏，并且提升了接头整体的弹性抗振能力。

7、可选的，所述环形榫卯结构带两侧分别沿所述第一管节和所述第二管节的截面周向固定设置有环形“gina”止水带，所述“gina”止水带的一端通过高强螺栓固定连接在靠近所述剪力键的管节壁上，另一端紧贴在靠近所述卯眼结构的管节壁上。“gina”止水带具有较好的防水性能和较高的可变形能力，并且可以在变形后仍保持较高的防水性能，其作为两道结构来对管节起到止水密封的作用。

8、可选的，所述第一管节与所述第二管节之间、相邻的所述管节模块之间，均在其连接处外侧环绕设置有环形套箍，不仅起到对相邻管节的连接固定作用，还可以作为第一道防水结构来抵御外界水进入；另外，套箍的表面涂覆超厚膜环氧防腐涂料，以避免海水和海洋微生物腐蚀。

9、可选的，所述套箍通过若干个螺栓固定在相邻管节的连接处，螺栓表面涂覆聚氨酯防腐涂料，以避免海水和海洋微生物腐蚀。

10、可选的，所述柔性接头包括分别贯穿所述第一管节和所述第二管节相连接处的预应力钢筋，所述预应力钢筋沿周向设置有若干个，形成环形钢筋带，以固定连接相邻的管节。

11、可选的，所述第一管节和所述第二管节的内部均设置有容纳腔；所述预应力钢筋的两端朝向所述容纳腔方向伸出，对预应力钢筋施加一定的预应拉力后，再将其伸出部分依次固定套设上锚座和锚具，起到对预应力钢筋伸出部分的固定作用，并使两侧的管节呈拉紧的状态。

12、可选的，相邻的每对所述剪力键和所述卯眼结构之间均设置有所述预应力钢筋。

13、可选的，所述柔性接头还包括设置在所述第一管节与所述第二管节的连接处，且靠近所述容纳腔一侧的隔离板，所述隔离板沿所述第一管节与所述第二管节的连接处周向设置；隔离板采用防火材质，以防止容纳腔内的火灾隐患波及到管节连接处的结构安全。

14、可选的，所述管节模块的内部均设置有容纳腔；所述刚性接头包括设置在所述管节模块连接处上靠近所述容纳腔一侧的锚固钢筋和混凝土，所述锚固钢筋设置有若干个，且锚入所述管节模块内，所述混凝土浇筑在所述锚固钢筋上，且包裹住所述锚固钢筋混凝土为高强度混凝土，具有较强的抗变形能力和水密性，起到对相邻管节连接部位的连接固定、抗变形、密封止水的作用。

15、本发明的有益效果在于：

16、(1)本发明采用柔性+刚性接头的组合结构形式，在陆地上进行柔性接头的对接，再在水下进行刚性接头的对接，提高了管节对接安装工作的便捷性，降低了水下对接工作的难度。

17、(2)本发明设置了可更换的第一道防水结构，即套箍和锚固螺栓，方便后期使用过程中，因结构达到一定使用年限或者收到外部撞击导致结构破坏时及时替换检修结构部件，以降低损失。

18、(3)本发明设置了三道防水结构，以保证管节连接处的止水密封效果。

19、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：包括至少两个线性连接的管节模块；相邻的所述管节模块之间通过刚性接头(9)相连；每个所述管节模块包括通过柔性接头(8)连接的第一管节(1)及第二管节(2)。

2.根据权利要求1所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述第一管节(1)和所述第二管节(2)的一端均设置有凸起的榫头状剪力键(5)，另一端设置有与所述剪力键(5)相匹配的卯眼结构。

3.根据权利要求2所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述剪力键(5)和所述卯眼结构沿所述第一管节(1)和所述第二管节(2)的截面周向设置有若干对，形成环形榫卯结构带。

4.根据权利要求3所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述环形榫卯结构带两侧分别沿所述第一管节(1)和所述第二管节(2)的截面周向固定设置有环形“gina”止水带(7)，所述“gina”止水带(7)的一端固定连接在靠近所述剪力键(5)的管节壁上，另一端紧贴在靠近所述卯眼结构的管节壁上。

5.根据权利要求1所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述第一管节(1)与所述第二管节(2)之间、相邻的所述管节模块之间，均在其连接处外侧环绕设置有环形套箍(3)。

6.根据权利要求2所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述柔性接头(8)包括分别贯穿所述第一管节(1)和所述第二管节(2)相连接处的预应力钢筋(81)，所述预应力钢筋(81)沿周向设置有若干个，形成环形钢筋带。

7.根据权利要求6所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述第一管节(1)和所述第二管节(2)的内部均设置有容纳腔；所述预应力钢筋(81)的两端朝向所述容纳腔方向伸出，其伸出部分依次固定套设有锚座(83)和锚具(84)。

8.根据权利要求6所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：相邻的每对所述剪力键(5)和所述卯眼结构之间均设置有所述预应力钢筋(81)。

9.根据权利要求6所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述柔性接头(8)还包括设置在所述第一管节(1)与所述第二管节(2)的连接处，且靠近所述容纳腔一侧的隔离板(82)，所述隔离板(82)沿所述第一管节(1)与所述第二管节(2)的连接处周向设置。

10.根据权利要求1所述的悬浮隧道接头组合结构，其特征在于：所述管节模块的内部均设置有容纳腔；所述刚性接头(9)包括设置在相邻的所述管节模块连接处上且靠近所述容纳腔一侧的锚固钢筋(91)和混凝土(92)，所述锚固钢筋(91)设置有若干个，且锚入所述管节模块内，所述混凝土(92)浇筑在所述锚固钢筋(91)上，且包裹住所述锚固钢筋(91)。

技术总结
本发明涉及一种悬浮隧道接头组合结构，属于悬浮隧道接头技术领域。包括至少两个线性连接的管节模块；相邻的所述管节模块之间通过刚性接头相连；每个所述管节模块包括通过柔性接头连接的第一管节和第二管节。第一管节和第二管节的一端设置有榫头状剪力键，另一端设置有卯眼结构，剪力键两侧还设置有两条“GINA”止水带。柔性接头包括贯穿相邻管节的预应力混凝土和锚座、锚具；刚性接头包括设置在相邻管节模块之间的锚固钢筋和混凝土。本发明在陆地完成柔性接头对接，在水下完成刚性接头对接，方便施工，保证了管节间的密封止水性，还能抵御复杂海洋环境下悬浮隧道接头所产生的振动和变形。

技术研发人员：程亮,丁浩,周嘉玮,李科,钟丹,樵勇军
受保护的技术使用者：招商局重庆交通科研设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25