CN219974510U - 一种连拱隧道减隔震结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连拱隧道减隔震结构，包括：隧道衬砌连接部，所述隧道衬砌连接部设置于左右主洞隧道衬砌的连接处；中隔墙连接部，所述中隔墙连接部设置于中隔墙的上端；第一减隔震结构，所述第一减隔震结构连接所述隧道衬砌连接部与中隔墙连接部。本实用新型通过连拱隧道减隔震结构中的第一减隔震结构连接所述隧道衬砌连接部与中隔墙连接部，由此在隧道衬砌与中隔墙之间增设减隔震结构，由此替代现有技术中的中隔墙与连拱隧道衬砌之间的刚性连接，从而形成消能塑性连接，达到减小中隔墙弯矩和剪力的效果，并且在一定程度上提高中隔墙的延性和变形能力，达到提高连拱隧道整体的抗震性能。

Description

一种连拱隧道减隔震结构

技术领域

本实用新型涉及隧道抗震技术领域，具体涉及一种连拱隧道减隔震结构。

背景技术

随着我国铁路、公路建设的不断延伸建，经常遇到需要穿越岩体的情况，因此铁路隧道、公路隧道工程日渐增多。分幅修建的单体隧道在选线、洞口位置选择等方面限制颇多；而且分幅修建两条单体隧道造价高，对环境影响较大。双连拱隧道恰好弥补了分幅修建单体隧道的不足，应用广泛，我国在一些公路工程中多次应用了双连拱隧道。双连拱隧道具备了可以避免隧道洞口大桥分幅建造、占地面积少、对环境影响范围小的优势；但同时双连拱隧道在具备上述优点的同时,也存在着许多其他问题，例如单隔墙双连拱隧道的抗震性能不足的问题。

而连拱隧道中隔墙是连拱隧道抗震的重要构件，同时也是较容易发生破坏的部位。但目前对连拱隧道中墙结构的减隔震研究较少，且目前中隔墙与连拱隧道衬砌之间为刚性连接，发生地震时容易引起连拱隧道衬砌和中隔墙之间发生破坏，因此，亟需一种能提高连拱隧道整体的抗震性能的减隔震结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连拱隧道减隔震结构，能有效的提高连拱隧道整体的抗震性能，解决了上述背景技术中提到的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种连拱隧道减隔震结构，包括：

隧道衬砌连接部，所述隧道衬砌连接部设置于左右主洞隧道衬砌的连接处；

中隔墙连接部，所述中隔墙连接部设置于中隔墙的上端部；

第一减隔震结构，所述第一减隔震结构连接所述隧道衬砌连接部与中隔墙连接部。

优选的，所述第一减隔震结构具体为隔震支座，所述隧道衬砌连接部和中隔墙连接部均为螺栓结构，所述隔震支座的上端与隧道衬砌连接部螺栓连接，下端与中隔墙连接部螺栓连接。

优选的，所述连拱隧道减隔震结构还包括第二减隔震结构，所述第二减隔震结构包括沿隧道长度方向间隔布设的减震带，所述减震带环向连接所述隧道衬砌内壁与中隔墙墙壁。

优选的，所述减震带包括条形钢、锚栓和均布在条形钢上的锚栓孔；所述条形钢包括第一固定段和与第一固定段连接的第二固定段；所述第一固定段与第二固定段通过固定连接件连接固定；

所述第一固定段通过所述锚栓和锚栓孔固定在所述隧道衬砌内壁上；所述第二固定段通过所述锚栓和锚栓孔固定在所述中隔墙墙壁上。

优选的，所述减震带的宽度范围为0.2~1m，相邻两条减震带的间隔范围为0.5~1.2m。

优选的，所述隧道衬砌外侧设有初期支护，所述隧道衬砌与所述初期支护之间设有第三减隔震结构。

优选的，所述第三减隔震结构由海绵橡胶板构成。

优选的，所述隧道衬砌外侧设有初期支护，所述初期支护的外侧与围岩之间设有第四减隔震结构。

优选的，所述第四减隔震结构由海绵橡胶板构成。

优选的，所述连拱隧道减隔震结构还包括第五减隔震结构，所述第五减隔震结构包括设置于连拱隧道两侧的地下连续墙。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过连拱隧道减隔震结构中的第一减隔震结构连接隧道衬砌连接部与中隔墙连接部，在隧道衬砌与中隔墙之间增设减隔震结构，由此替代现有技术中的中隔墙与连拱隧道衬砌之间的刚性连接，形成消能塑性连接，从而降低中隔墙与隧道衬砌间的相互作用，达到降低中隔墙弯矩和剪力的效果，并且在一定程度上提高中隔墙的延性和变形能力，达到提高连拱隧道整体的抗震性能。

附图说明

图1为本实用新型连拱隧道减隔震结构的结构示意图；

图2为本实用新型中隔震支座与隧道衬砌和中隔墙的连接结构示意图；

图3为本实用新型中设有第三减隔震结构的连拱隧道结构示意图；

图4为本实用新型中设有第四减隔震结构的连拱隧道结构示意图；

图5为本实用新型中减震带在连拱隧道内的布置结构示意图；

图6为本实用新型中地下连续墙的设置结构示意图；

图中，1-连拱隧道；11-初期支护；12-隧道衬砌；13-第三减隔震结构；14-第四减隔震结构；15-中隔墙；2-隔震支座；3-条形钢；31-第一固定段；32-第二固定段；4-锚栓；5-地下连续墙；6-固定连接件；7-隧道衬砌连接部；8-中隔墙连接部；9-减震带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。显然，所描述的实施例也仅仅是本实用新型一部分实施例，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做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实用新型一种连拱隧道减隔震结构，包括：

隧道衬砌连接部7，所述隧道衬砌连接部设置于左右主洞隧道衬砌12的连接处；

中隔墙连接部8，所述中隔墙连接部设置于中隔墙15的上端部；

第一减隔震结构，所述第一减隔震结构连接所述隧道衬砌连接部与中隔墙连接部。

如图2所示，所述第一减隔震结构具体为隔震支座2，所述隧道衬砌连接部7为第一螺栓结构，所述中隔墙连接部8为第二螺栓结构，隔震支座2的上端与隧道衬砌连接部7螺栓连接，下端与中隔墙连接部8螺栓连接。

隔震支座2包括上下端的连接钢板以及设置于上下端的钢板之间的叠层橡胶支座。所述第一减隔震结构还可以选择铰接支座、摩擦支座和滑动支座中的任意一种代替上述隔震支座。铰接支座、摩擦支座和滑动支座采用现有技术中的铰接支座、摩擦支座和滑动支座。

进一步的，本实施例结构还包括第二减隔震结构，如图5所示，所述第二减隔震结构包括沿隧道长度方向间隔布设的减震带9，所述减震带环向连接所述隧道衬砌12内壁与中隔墙15墙壁。减震带环向连接所述隧道衬砌12内壁与中隔墙15墙壁，由此解决了中隔墙与左右洞衬砌的连接问题，保障连拱隧道整体受力。

进一步的，减震带9包括条形钢3、锚栓4和均布在所述条形钢3上的锚栓孔，所述条形钢3包括第一固定段31和与第一固定段31连接的第二固定段32，所述第一固定段31通过所述锚栓4和锚栓孔固定在所述隧道衬砌12内壁上，所述第二固定段32通过所述锚栓4和锚栓孔固定在所述中隔墙15墙壁上，所述第二固定段32与隔震支座2上下端的连接钢板焊接。其中所述第一固定段31与第二固定段32通过固定连接件6相连，所述固定连接件6可以采用短钢板和螺栓结构，在具体施工时可以将第一固定段31与第二固定段32焊接之后通过固定连接件6对两者的连接处进行加固。其中，所述条形钢3可以采用阻尼较大、延伸性能较好钢带。

进一步的，相邻两条所述减震带的间隔范围为0.5~1.2m，所述减震带的宽度范围为0.2~1m。

进一步的，隧道衬砌12外侧设有初期支护11，所述隧道衬砌12与所述初期支护11之间设有第三减隔震结构13。如图3所示，第三减隔震结构13的设置可以有效降低地震荷载作用下衬砌的内力峰值，保障了连拱隧道结构在强震作用下的不受破坏。

第三减隔震结构13由海绵橡胶板构成。

进一步的，隧道衬砌12外侧设有初期支护11，所述初期支护11的外侧与围岩之间设有第四减隔震结构14，如图4所示。第四减隔震结构14的设置可以有效降低地震荷载作用下衬砌的内力峰值，保障了连拱隧道结构在强震作用下的不受破坏。

第四减隔震结构14由海绵橡胶板构成。

第四减隔震结构14的厚度在连拱隧道主洞衬砌内径0.025~0.05倍的范围内，第四减隔震结构14的弹性模量与围岩弹性模量之比在0.01~0.02的范围内。

进一步的，第三减隔震结构13和第四减隔震结构14均为减震层，其厚度在连拱隧道主洞衬砌内径0.025~0.05倍的范围内，其弹性模量与围岩弹性模量之比在0.01~0.02的范围内。

所述第三减隔震结构13和第四减隔震结构14还可以由硬质聚氨酯层构成。

第三减隔震结构13和第四减隔震结构14可以有效降低地震荷载作用下衬砌的内力峰值。在实际施工时第三减隔震结构13和第四减隔震结构14均是在存在初期支护的暗挖工程中采用。

进一步的，如图6所示，本实施例结构还包括第五减隔震结构，所述第五减隔震结构包括设置于连拱隧道1两侧的地下连续墙5。在连拱隧道边墙外侧施做地下连续墙，使之能有效降低地震作用时土体传递给连拱隧道的变形，能有效约束连拱隧道顶部和底部结构的相对位移，从而降低了中隔墙相对位移，中隔墙的弯矩、剪力也得到降低。所述地下连续墙5为连续墙体或排桩。在实际施工中，地下连续墙一般用于明挖地下工程中，因此在第五减隔震结构应用于明挖连拱隧道中。

本实用新型在施工时，分为两种情况：

当连拱隧道明挖施工时，首先在连拱隧道边墙两侧位置施工地下连续墙，其中地下连续墙和连拱隧道边墙预留10~20cm间隙，之后在连拱隧道明洞施工中，将第一减隔震结构安装在中隔墙顶部使之连接所述隧道衬砌与中隔墙，最后再安装第二减隔震结构，由此加固对第一减隔震结构、隧道衬砌和中隔墙之间的连接，保障连拱隧道整体受力，其余连拱隧道施工过程与现有连拱隧道明挖施工步骤一致；

当连拱隧道暗挖施工时，在中隔墙施工时将第一减隔震结构安装在中隔墙顶部，即与中隔墙连接部相连接，之后在单侧主洞初期支护施工中，在所述初期支护的外侧与围岩之间设置第四减隔震结构，之后在隧道衬砌施工中，在初期支护和隧道衬砌之间设置第三减隔震结构，在主洞隧道衬砌施工完成后，将第一减隔震结构连接所述隧道衬砌连接部，之后再安装第二减隔震结构，由此加固对第一减隔震结构、隧道衬砌和中隔墙之间的连接，保障连拱隧道整体受力，其余连拱隧道施工过程与现有连拱隧道暗挖施工步骤一致。其中第二减隔震结构中的每根条形钢3环向设置，其宽度范围为0.2~1m，相邻两条条形钢3之间的间隔范围为0.5~1.2m。在隧道暗挖施工时，可以在第一减隔震结构的基础上增设第二减隔震结构、第三减隔震结构、第四减隔震结构中的一种或几种的组合结构。

本实用新型在隧道衬砌与中隔墙之间增设减隔震结构，由此替代现有技术中的中隔墙与连拱隧道衬砌之间的刚性连接，形成消能塑性连接，从而降低中隔墙与隧道衬砌间的相互作用，达到降低中隔墙弯矩和剪力的效果，并且在一定程度上提高中隔墙的延性和变形能力，达到提高连拱隧道整体的抗震性能。

Claims (10)

1.一种连拱隧道减隔震结构，其特征在于：包括：

隧道衬砌连接部（7），所述隧道衬砌连接部设置于左右主洞隧道衬砌（12）的连接处；

中隔墙连接部（8），所述中隔墙连接部设置于中隔墙（15）的上端部；

第一减隔震结构，所述第一减隔震结构连接所述隧道衬砌连接部（7）与中隔墙连接部（8）。

2.根据权利要求1所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述第一减隔震结构具体为隔震支座（2），所述隧道衬砌连接部（7）和中隔墙连接部（8）均为螺栓结构，所述隔震支座（2）的上端与隧道衬砌连接部（7）螺栓连接，下端与中隔墙连接部（8）螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述连拱隧道减隔震结构还包括第二减隔震结构，所述第二减隔震结构包括沿隧道长度方向间隔布设的减震带（9），所述减震带环向连接所述隧道衬砌（12）内壁与中隔墙（15）墙壁。

4.根据权利要求3所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述减震带（9）包括条形钢（3）、锚栓（4）和均布在条形钢（3）上的锚栓孔；所述条形钢（3）包括第一固定段（31）和与第一固定段（31）连接的第二固定段（32）；所述第一固定段（31）与第二固定段（32）通过固定连接件（6）连接固定；

所述第一固定段（31）通过所述锚栓（4）和锚栓孔固定在所述隧道衬砌（12）内壁上；所述第二固定段（32）通过所述锚栓（4）和锚栓孔固定在所述中隔墙（15）墙壁上。

5.根据权利要求3或4所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述减震带的宽度范围为0.2~1m，相邻两条减震带的间隔范围为0.5~1.2m。

6.根据权利要求1所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述隧道衬砌（12）外侧设有初期支护（11），所述隧道衬砌（12）与所述初期支护（11）之间设有第三减隔震结构（13）。

7.根据权利要求6所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述第三减隔震结构（13）由海绵橡胶板构成。

8.根据权利要求1所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述隧道衬砌（12）外侧设有初期支护（11），所述初期支护（11）的外侧与围岩之间设有第四减隔震结构（14）。

9.根据权利要求8所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述第四减隔震结构（14）由海绵橡胶板构成。

10.根据权利要求1所述的连拱隧道减隔震结构，其特征在于：所述连拱隧道减隔震结构还包括第五减隔震结构，所述第五减隔震结构包括设置于连拱隧道（1）两侧的地下连续墙（5）。