全文摘要
一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，包括上下设置的上钢板和下钢板，所述上钢板和下钢板之间固定设有两块纵向抗剪切板和两块横向抗剪切板，所述两块纵向抗剪切板、两块横向抗剪切板、上钢板和下钢板之间构成一个密封空腔；所述上钢板或下钢板在与空腔对应位置设有混凝土浇注孔和排气孔；所述上钢板和下钢板的内侧在密封空腔外的区域设有纵向剪力连接件和横向剪力连接件；密封空腔内通过混凝土浇注孔浇注有自密实混凝土。本实用新型可以在工厂化预制，且无需使用特殊机械进行加工，从而降低设备投入，同时减少现场施工工作量，使施工方便快捷。
主设计要求
1.一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：包括上下设置的上钢板和下钢板，所述上钢板和下钢板之间固定设有两块纵向抗剪切板和两块横向抗剪切板，所述两块纵向抗剪切板、两块横向抗剪切板、上钢板和下钢板之间构成一个密封空腔；所述上钢板或下钢板在与空腔对应位置设有混凝土浇注孔和排气孔；所述上钢板和下钢板的内侧在密封空腔外的区域设有纵向剪力连接件和横向剪力连接件；密封空腔内通过混凝土浇注孔浇注有自密实混凝土。
设计方案
1.一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：包括上下设置的上钢板和下钢板，所述上钢板和下钢板之间固定设有两块纵向抗剪切板和两块横向抗剪切板，所述两块纵向抗剪切板、两块横向抗剪切板、上钢板和下钢板之间构成一个密封空腔；所述上钢板或下钢板在与空腔对应位置设有混凝土浇注孔和排气孔；所述上钢板和下钢板的内侧在密封空腔外的区域设有纵向剪力连接件和横向剪力连接件；密封空腔内通过混凝土浇注孔浇注有自密实混凝土。
2.根据权利要求1所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述纵向剪力连接件为T型钢。
3.根据权利要求2所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述T型钢的数量为若干个，若干个T型钢等间距布置，且相邻两个T型钢之间的距离不小于120mm。
4.根据权利要求2所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述上钢板和下钢板的厚度为20-40mm，所述T型钢的翼板和腹板的厚度为6-10mm。
5.根据权利要求1所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述横向剪力连接件为L型加劲肋。
6.根据权利要求5所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述L型加劲肋的数量为若干个，若干个L型加劲肋等间距布置，且相邻两个L型加劲肋之间的距离不小于120mm。
7.根据权利要求1所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述纵向抗剪切板通过L型角钢与上钢板和下钢板，L型角钢的竖板通过螺栓螺母与纵向抗剪切板固定连接，L型角钢的竖板通过焊接方式与上钢板和下钢板固定连接。
8.根据权利要求1所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述横向抗剪切板通过L型角钢与上钢板和下钢板，L型角钢的竖板通过螺栓螺母与横向抗剪切板固定连接，L型角钢的竖板通过焊接方式与上钢板和下钢板固定连接。
9.根据权利要求1所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述排气孔数量为4个，4个排气孔均匀分布在混凝土浇注孔的四周。
10.根据权利要求9所述的双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其特征在于：所述混凝土浇注孔设在上钢板或下钢板的中心，且混凝土浇注孔的直径不小于200mm，排气孔的直径为80-120mm。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及预构件技术领域，具体涉及一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件。
背景技术
国外双钢壳混凝土组合结构已应用在沉管隧道中，这种结构的沉管隧道日本应用的最为成功，先后修建了四条这种组合结构的沉管隧道；国内双钢壳混凝土组合结构沉管隧道首次应用是在港珠澳大桥最终接头，最终接头长约15m,需要与两端的沉管隧道结构在水下进行合拢对接，水深近30m；由于结构规模相对较小，设计与施工借鉴了日本已建成的沉管项目经验构造及其相应的试验验证。而深中通道中的海底隧道是我国首次采用钢壳沉管隧道方案，其采用8车道高速公路标准，沉管隧道总宽度为46-55.5m，行车道单孔跨度达18.3-24.0m，沉管隧道宽度及跨度均居世界之最；由此可见双钢壳混凝土沉管隧道在我国应用的前景巨大，但是传统的双钢壳混凝土组合结构在设计上存在一些问题：纵向钢隔板与横向钢隔板同上下层钢板连接需要焊接，焊接质量难于把控，焊缝在抗弯抗剪中极易产生裂纹，且焊接时内部隔室空间狭小，焊接非常不方便。
因此，提供一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件就具有重要意义，从节约劳动力资源、保护环境、结构耐久性等角度出发，双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件是未来双钢壳混凝土沉管隧道装配化发展的一个重要方向。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，其抗弯抗剪力学性能好以及适用范围广，且方便制作加工，有利于提高双钢壳混凝土沉管隧道的焊接质量和施工效率。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，包括上下设置的上钢板和下钢板，所述上钢板和下钢板之间固定设有两块纵向抗剪切板和两块横向抗剪切板，所述两块纵向抗剪切板、两块横向抗剪切板、上钢板和下钢板之间构成一个密封空腔；所述上钢板或下钢板在与空腔对应位置设有混凝土浇注孔和排气孔；所述上钢板和下钢板的内侧在密封空腔外的区域设有纵向剪力连接件和横向剪力连接件；密封空腔内通过混凝土浇注孔浇注有自密实混凝土。
由上可知，本实用新型通过上钢板或下钢板的混凝土浇注孔向内部密封空腔浇注自密实混凝土，待所浇注自密实混凝土强度达到设计要求，通过焊接来封闭混凝土浇注孔，从而获得钢壳预构件，只要将钢壳预构件运输到现场即可组装成双钢壳混凝土沉管隧道，大大减少了现场焊接工作量。
本实用新型可以在工厂化预制，且无需使用特殊机械进行加工，从而降低设备投入，同时减少现场施工工作量，使施工方便快捷；其抗弯抗剪力学性能好以及适用范围广，且方便制作加工，有利于提高双钢壳混凝土沉管隧道的焊接质量和施工效率。
作为本实用新型的一种改进，所述纵向剪力连接件为T型钢。
进一步地，所述T型钢的数量为若干个，若干个T型钢等间距布置，且相邻两个T型钢之间的距离不小于120mm。
进一步地，所述上钢板和下钢板的厚度为20-40mm，所述T型钢的翼板和腹板的厚度为6-10mm。
作为本实用新型的一种改进，所述横向剪力连接件为L型加劲肋。
进一步地，所述L型加劲肋的数量为若干个，若干个L型加劲肋等间距布置，且相邻两个L型加劲肋之间的距离不小于120mm。
作为本实用新型的一种改进，所述纵向抗剪切板通过L型角钢与上钢板和下钢板，L型角钢的竖板通过螺栓螺母与纵向抗剪切板固定连接，L型角钢的竖板通过焊接方式与上钢板和下钢板固定连接。
作为本实用新型的一种改进，所述横向抗剪切板通过L型角钢与上钢板和下钢板，L型角钢的竖板通过螺栓螺母与横向抗剪切板固定连接，L型角钢的竖板通过焊接方式与上钢板和下钢板固定连接。
进一步地，所述排气孔数量为4个，4个排气孔均匀分布在混凝土浇注孔的四周。
进一步地，所述混凝土浇注孔设在上钢板或下钢板的中心，且混凝土浇注孔的直径不小于200mm，排气孔的直径为80-120mm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型可以在工厂化预制，且无需使用特殊机械进行加工，从而降低设备投入，同时减少现场施工工作量，使施工方便快捷；
其抗弯抗剪力学性能好以及适用范围广，且方便制作加工，有利于提高双钢壳混凝土沉管隧道的焊接质量和施工效率。
附图说明
图1为本实用新型双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型的技术方案作进一步描述说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参考图1，一种双钢壳混凝土沉管隧道的钢壳预构件，包括上下设置的上钢板10和下钢板20，所述上钢板10和下钢板20之间固定设有两块纵向抗剪切板30和两块横向抗剪切板40，所述两块纵向抗剪切板30、两块横向抗剪切板40、上钢板10和下钢板20之间构成一个密封空腔；所述上钢板40在与空腔对应位置设有混凝土浇注孔11和排气孔12；所述上钢板10和下钢板20的内侧在密封空腔外的区域设有纵向剪力连接件50和横向剪力连接件60；密封空腔内通过混凝土浇注孔11浇注有自密实混凝土。
由上可知，本实用新型通过上钢板或下钢板的混凝土浇注孔向内部密封空腔浇注自密实混凝土，待所浇注自密实混凝土强度达到设计要求，通过焊接来封闭混凝土浇注孔，从而获得钢壳预构件，只要将钢壳预构件运输到现场即可组装成双钢壳混凝土沉管隧道，大大减少了现场焊接工作量。本实用新型可以在工厂化预制，且无需使用特殊机械进行加工，从而降低设备投入，同时减少现场施工工作量，使施工方便快捷；其抗弯抗剪力学性能好以及适用范围广，且方便制作加工，有利于提高双钢壳混凝土沉管隧道的焊接质量和施工效率。
在本实施例中，所述纵向剪力连接件50为T型钢，所述T型钢的数量为若干个，若干个T型钢等间距布置，且相邻两个T型钢之间的距离不小于120mm。所述上钢板和下钢板的厚度为20-40mm，所述T型钢的翼板和腹板的厚度为6-10mm。
在本实施例中，所述横向剪力连接件60为L型加劲肋，所述L型加劲肋的数量为若干个，若干个L型加劲肋等间距布置，且相邻两个L型加劲肋之间的距离不小于120mm。
在本实施例中，所述纵向抗剪切板30通过L型角钢70与上钢板10和下钢板20，L型角钢70的竖板通过螺栓螺母与纵向抗剪切板30固定连接，L型角钢70的竖板通过焊接方式与上钢板10和下钢板20固定连接。
在本实施例中，所述横向抗剪切板40通过L型角钢80与上钢板10和下钢板20，L型角钢80的竖板通过螺栓螺母与横向抗剪切板40固定连接，L型角钢40的竖板通过焊接方式与上钢板10和下钢板20固定连接。
在本实施例中，所述排气孔12数量为4个，4个排气孔12均匀分布在混凝土浇注孔11的四周。所述混凝土浇注孔11设在上钢板10的中心，且混凝土浇注孔11的直径不小于200mm，排气孔12的直径为80-120mm。4个排气孔均匀分布能有效提高混凝土浇注过程中排气的均匀性。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920033074.3
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209760300U
授权时间:20191210
主分类号:E02D29/073
专利分类号:E02D29/073
范畴分类:36C;36E;
申请人:广东工业大学
第一申请人:广东工业大学
申请人地址:510062 广东省广州市大学城外环西路100号
发明人:甘丽鹏;吉小明;丰收;胡涵
第一发明人:甘丽鹏
当前权利人:广东工业大学
代理人:杨晓松
代理机构:44329
代理机构编号:广东广信君达律师事务所 44329
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计