CN111485907A - 一种弹卡连接式预制拼装顶管管节 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，包括管节本体，管节本体对半分为上管节和下管节，上管节断面上浇筑预埋若干上接头，下管节断面上浇筑预埋若干下接头，上接头与下接头数量相同且上接头在上管节断面上所处位置与下接头在下管节断面上所处位置一一对应，所述上接头包括上底座、滑块、两弹卡钳、两回拉板以及若干弹卡弹簧，下接头包括下底座，上管节断面与下管节断面贴合对齐后，每一上接头嵌入其所对应下接头形成弹卡连接结构，以锁紧上管节与下管节。管节本体对半分为上管节和下管节，便于转运、吊装，上管节与下管节通过弹卡连接结构锁紧，可以快速完成拼装，操作简单，利于自动化施工，同时满足建筑结构连续性和防水性要求。
Description
技术领域
本发明涉及非开挖预制装配式地下建筑工程技术领域，尤其涉及一种弹卡连接式预制拼装顶管管节。
背景技术
顶管技术作为一种非开挖技术，施工时对周围环境及建筑影响较小。目前，大断面、长距离及复杂地层顶进的矩形顶管技术渐成发展主流，正被广泛应用于地下人行通道、地铁站出入口、地下车行道以及城市综合管廊等工程。虽然矩形顶管节可实现标准化、工厂化生产，但大断面矩形顶管管节断面及质量较大，对施工现场平面布置及管节的运输、吊装、施工造成了很大的难度，可能会致非正常施工时间过多，工作效率较低，造成工期延误现象，增加施工成本。
预制拼装式矩形顶管技术发展在国内刚刚起步，在相关研究领域仍处于一片空白。拼装式矩形顶管的管片接头结构指的是管片间断面处起连接作用的结构，作为顶管结构的重要组成部分，也是整体结构最为薄弱环节，影响结构的力学性能及变形特性。若采用螺栓接头将会对管节结构产生削弱，安装费时费力，而铰接头、榫接头和楔形接头连接强度很低。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，不但便于转运、吊装，而且可以快速完成拼装，同时满足建筑结构连续性和防水性要求。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，包括管节本体，管节本体前端面为插口端，管节本体后端面为承口端，管节本体的插口端沿周向均匀间隔设有若干贯通管壁的注浆孔，所述管节本体对半分为上管节和下管节，上管节断面上浇筑预埋若干上接头，下管节断面上浇筑预埋若干下接头，上接头与下接头数量相同且上接头在上管节断面上所处位置与下接头在下管节断面上所处位置一一对应，上管节断面与下管节断面贴合对齐后，每一上接头嵌入其所对应下接头形成弹卡连接结构，以锁紧上管节与下管节；
所述上接头包括上底座、滑块、两弹卡钳、两回拉板以及若干弹卡弹簧，上底座中设有由其下端面向上竖直延伸的安装槽，安装槽的形状、尺寸与滑块相同，上底座左右两端面同一高度处各设有一与安装槽连通的弹卡窗口，上底座前端超出上管节断面，两弹卡钳下端以及安装槽前后两侧壁通过第一销轴铰接且铰接处位于弹卡窗口下方，两回拉板下端分别与其一弹卡钳中部通过第二销轴铰接，两回拉板上端与滑块下端通过第三销轴铰接，若干弹卡弹簧设置在滑块与安装槽顶面之间且每一弹卡弹簧上端抵住安装槽顶面、下端抵住滑块上端面，弹卡弹簧的张力推动滑块使两弹卡钳张开并通过弹卡窗口下沿限定两弹卡钳的夹角，使两弹卡钳前端分别从两弹卡窗口伸出至超出上底座左右两端面；
所述下接头包括下底座，下底座中设有由其上端面向下竖直延伸的装配槽，装配槽呈倒置T型且其上端端口的形状、尺寸与上底座前端超出上管节断面的部分相同，下底座上端面与下管节断面平齐。
进一步的，所述弹卡钳前端具有斜面，弹卡弹簧的张力推动滑块使两弹卡钳张开并通过弹卡窗口下沿限定两弹卡钳的夹角后，该斜面为水平面。
进一步的，所述上底座上端面和下底座下端面均向前后两端和/或左右两端延伸设有侧边挂耳，使上底座和下底座均为T型结构。
进一步的，还包括若干定位钢筋，所述侧边挂耳上设有数量与定位钢筋相同的定位通孔，定位钢筋穿插至定位通孔中以限定上底座在上接头中的位置和下底座在下接头中的位置。
进一步的，所述上管节外侧面和下管节外侧面或内侧面均设有若干吊装孔。
进一步的，所述弹卡弹簧通过定位结构进行定位使其保持竖直状态且不发生横向移位。
进一步的，所述定位结构为定位螺栓，定位螺栓固定在从上底座顶面贯穿至安装槽内的螺栓孔中。
进一步的，所述第一销轴、第二销轴和第三销轴均为弹性销。
进一步的，所述上管节和/或下管节左右两断面上均设有若干止水凹槽，止水凹槽内设有遇水膨胀条。
进一步的，所述上管节和下管节左右两断面内侧边沿均设有嵌缝凹槽，上管节断面上的嵌缝凹槽和下管节断面上的嵌缝凹槽拼合后填充双组份聚硫密封膏。
本发明的有益效果为：
其优点在于，管节本体对半分为上管节和下管节，便于转运、吊装，上管节与下管节通过弹卡连接结构锁紧，可以快速完成拼装，操作简单，利于自动化施工，同时满足建筑结构连续性和防水性要求。
附图说明
附图1为本发明管节本体的立体图；
附图2为本发明上底座的立体图；
附图3为本发明上底座的剖面图；
附图4为本发明滑块、两弹卡钳、两回拉板的连接结构示意图；
附图5为本发明上管节与下管节拼装过程的示意图；
附图6为本发明上管节与下管节拼装完成的示意图。
标注说明：1、上管节，2、下管节，3、注浆孔，4、吊装孔，5、上底座，6、弹卡窗口，7、定位通孔，8、螺栓孔，9、安装槽，10、滑块，11、第三销轴，12、回拉板，13、第二销轴，14、弹卡钳，15、第一销轴，16、下底座，17、装配槽，18、定位钢筋，19、定位螺栓，20、弹卡弹簧，21、止水凹槽，22、嵌缝凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1所示，一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，包括管节本体，管节本体包括圆形、矩形、类矩形等多种截面形状，图1所示管节本体为矩形截面，管节本体前端面为插口端，管节本体后端面为承口端。管节本体的插口端沿周向均匀间隔设有若干贯通管壁的注浆孔3，通过注浆孔3进行壁后注浆，从而填充孔隙，还可以防止管片及土体沉降。
请参阅图5-6所示，所述管节本体对半分为上管节1和下管节2，上管节1断面上浇筑预埋若干上接头，下管节2断面上浇筑预埋若干下接头，上接头与下接头数量相同且上接头在上管节1断面上所处位置与下接头在下管节2断面上所处位置一一对应，上接头和下接头的数量根据管节本体的长度确定。
上管节1断面与下管节2断面贴合对齐后，每一上接头嵌入其所对应下接头形成弹卡连接结构，以锁紧上管节1与下管节2。所述上管节1外侧面和下管节3外侧面或内侧面均设有若干吊装孔4，转运、吊装过程中均通过吊装孔4与吊装机械连接。实际设计时，对于矩形管节本体，下管节2上的吊装孔4预留在外侧，对于圆形管节本体，下管节2上的吊装孔4预留在内侧。
所述上管节1和/或下管节2左右两断面上均设有若干止水凹槽21，止水凹槽21内设有遇水膨胀条。所述上管节1和下管节2左右两断面内侧边沿均设有嵌缝凹槽22，上管节1断面上的嵌缝凹槽22和下管节2断面上的嵌缝凹槽22拼合后填充双组份聚硫密封膏。通过上述防水结构，保证上管节1与下管节2拼装后，在径向上无渗漏。
请参阅图2-6所示，所述上接头包括上底座5、滑块10、两弹卡钳14、两回拉板12以及若干弹卡弹簧20，上底座5中设有由其下端面向上竖直延伸的安装槽9，安装槽9的形状、尺寸与滑块10相同，上底座5左右两端面同一高度处各设有一与安装槽9连通的弹卡窗口6，上底座5前端超出上管节1断面，两弹卡钳14下端以及安装槽9前后两侧壁通过第一销轴15铰接且铰接处位于弹卡窗口6下方，两回拉板12下端分别与其一弹卡钳14中部通过第二销轴13铰接，两回拉板12上端与滑块10下端通过第三销轴11铰接，若干弹卡弹簧20设置在滑块10与安装槽9顶面之间且每一弹卡弹簧20上端抵住安装槽9顶面、下端抵住滑块10上端面。弹卡弹簧20的张力推动滑块10使两弹卡钳14张开并通过弹卡窗口9下沿限定两弹卡钳14的夹角，使两弹卡钳14前端分别从两弹卡窗口9伸出至超出上底座5左右两端面。
所述弹卡弹簧20通过定位结构进行定位使其保持竖直状态且不发生横向移位。所述定位结构为定位螺栓19，定位螺栓19固定在从上底座5顶面贯穿至安装槽9内的螺栓孔8中。所述第一销轴15、第二销轴13和第三销轴11均为弹性销，弹性销利于装配，能够更好的抗剪切力。
所述下接头包括下底座16，下底座16中设有由其上端面向下竖直延伸的装配槽17，装配槽17呈倒置T型且其上端端口的形状、尺寸与上底座5前端超出上管节1断面的部分相同，下底座16上端面与下管节2断面平齐。
所述上底座5上端面和下底座16下端面均向前后两端和/或左右两端延伸设有侧边挂耳，使上底座5和下底座16均为T型结构，T型结构可以增强上底座5与上管节1以及下底座16与下管节2之间的连接强度。还包括若干定位钢筋18，所述侧边挂耳上设有数量与定位钢筋18相同的定位通孔7，定位钢筋18穿插至定位通孔7中以限定上底座5在上管节1中的位置和下底座16在下管节2中的位置。
具体的，上管节1与下管节2的拼装过程如下：
上接头处于初始状态时，弹卡弹簧20的张力推动滑块10使两弹卡钳14张开并通过弹卡窗口9下沿限定两弹卡钳14的夹角，使两弹卡钳14前端分别从两弹卡窗口9伸出至超出上底座5左右两端面；
上接头嵌入其所对应下接头的过程中，装配槽17槽壁向内挤压两弹卡钳14使两弹卡钳14夹角变小且两者前端分别从两弹卡窗口6缩回至不超出上底座5左右两端面，这一过程中滑块10上移，弹卡弹簧20缩短；
上接头完全嵌入其所对应下接头后，弹卡弹簧20的张力推动滑块10使两弹卡钳14张开并通过弹卡窗口9下沿限定两弹卡钳14的夹角，使两弹卡钳14前端分别从两弹卡窗口9伸出至超出上底座5左右两端面，此时两弹卡钳14前端与装配槽17内端口两侧形成限位，产生强抗拔力，使上接头无法从下接头中移除。
拼装完成后，当上接头与下接头之间产生拉压力时，通过两两弹卡钳14传递给第一销轴15，再从第一销轴15传递给上底座5，对滑块10、两弹卡钳14、两回拉板12以及若干弹卡弹簧20组成的内部结构无影响，满足结构强度要求。
作为优选的，所述弹卡钳14前端具有斜面，弹卡弹簧20的张力推动滑块10使两弹卡钳14张开并通过弹卡窗口6下沿限定两弹卡钳14的夹角后，该斜面为水平面。基于上述设计，上接头完全嵌入其所对应下接头后，此时两弹卡钳14前端与装配槽17内端口两侧形成限位，而所限位的两端面均为平面，限位可靠性更强。
需要指出的是，弹卡连接结构对管环拼装精度的要求较高，也就是说，上管节1断面与下管节2断面必须完全贴合对齐，尺寸误差过大将导致上接头无法准确嵌入其所对应下接头中。
本发明的优点在于，管节本体对半分为上管节1和下管节2，便于转运、吊装，上管节1与下管节2通过弹卡连接结构锁紧，可以快速完成拼装，操作简单，利于自动化施工，同时满足建筑结构连续性和防水性要求。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，包括管节本体，管节本体前端面为插口端，管节本体后端面为承口端，管节本体的插口端沿周向均匀间隔设有若干贯通管壁的注浆孔，其特征在于：所述管节本体对半分为上管节和下管节，上管节断面上浇筑预埋若干上接头，下管节断面上浇筑预埋若干下接头，上接头与下接头数量相同且上接头在上管节断面上所处位置与下接头在下管节断面上所处位置一一对应，上管节断面与下管节断面贴合对齐后，每一上接头嵌入其所对应下接头形成弹卡连接结构，以锁紧上管节与下管节；
所述上接头包括上底座、滑块、两弹卡钳、两回拉板以及若干弹卡弹簧，上底座中设有由其下端面向上竖直延伸的安装槽，安装槽的形状、尺寸与滑块相同，上底座左右两端面同一高度处各设有一与安装槽连通的弹卡窗口，上底座前端超出上管节断面，两弹卡钳下端以及安装槽前后两侧壁通过第一销轴铰接且铰接处位于弹卡窗口下方，两回拉板下端分别与其一弹卡钳中部通过第二销轴铰接，两回拉板上端与滑块下端通过第三销轴铰接，若干弹卡弹簧设置在滑块与安装槽顶面之间且每一弹卡弹簧上端抵住安装槽顶面、下端抵住滑块上端面，弹卡弹簧的张力推动滑块使两弹卡钳张开并通过弹卡窗口下沿限定两弹卡钳的夹角，使两弹卡钳前端分别从两弹卡窗口伸出至超出上底座左右两端面；
所述下接头包括下底座，下底座中设有由其上端面向下竖直延伸的装配槽，装配槽呈倒置T型且其上端端口的形状、尺寸与上底座前端超出上管节断面的部分相同，下底座上端面与下管节断面平齐。
2.根据权利要求1所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述弹卡钳前端具有斜面，弹卡弹簧的张力推动滑块使两弹卡钳张开并通过弹卡窗口下沿限定两弹卡钳的夹角后，该斜面为水平面。
3.根据权利要求1所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述上底座上端面和下底座下端面均向前后两端和/或左右两端延伸设有侧边挂耳，使上底座和下底座均为T型结构。
4.根据权利要求3所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：还包括若干定位钢筋，所述侧边挂耳上设有数量与定位钢筋相同的定位通孔，定位钢筋穿插至定位通孔中以限定上底座在上接头中的位置和下底座在下接头中的位置。
5.根据权利要求1所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述上管节外侧面和下管节外侧面或内侧面均设有若干吊装孔。
6.根据权利要求1所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述弹卡弹簧通过定位结构进行定位使其保持竖直状态且不发生横向移位。
7.根据权利要求6所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述定位结构为定位螺栓，定位螺栓固定在从上底座顶面贯穿至安装槽内的螺栓孔中。
8.根据权利要求1所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述第一销轴、第二销轴和第三销轴均为弹性销。
9.根据权利要求1所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述上管节和/或下管节左右两断面上均设有若干止水凹槽，止水凹槽内设有遇水膨胀条。
10.根据权利要求1或9所述的一种弹卡连接式预制拼装顶管管节，其特征在于：所述上管节和下管节左右两断面内侧边沿均设有嵌缝凹槽，上管节断面上的嵌缝凹槽和下管节断面上的嵌缝凹槽拼合后填充双组份聚硫密封膏。
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