洞门钢环结构的制作方法

1.本实用新型涉及盾构施工技术领域，特别涉及一种洞门钢环结构。


背景技术：

2.随着国家大力发展城市基础设施建设，地铁车站建设的越来越多，根据地铁站施工工序，一般先行施工地铁站端头井结构(便于盾构机械始发或接收)。因洞门钢环安装精度及施工质量直接影响到结构施工工期和后期盾构机械的进出洞成效，所以端头井内端墙处的洞门钢环安装尤为重要，合理将大直径洞门钢环进行分段加工制作并于现场安装，对现场安装工期及施工质量要求有较大提高。
3.目前洞门钢环通常设置为在水平或者铅锤方向对称，且现场拼装块数较多，现场安装过程中容易因施工误差导致钢环安装偏位，且由于多块钢环轴向拼装，当端墙混凝土浇筑后，钢环受到混凝土的竖向和侧向挤压，易在拼缝处产生形变，导致后期盾构机驶入(出)困难。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种洞门钢环结构，有效解决了洞门钢环拼缝处受力形变的情况，具有良好的现场实用性和经济性。
5.根据本实用新型提供的一种洞门钢环结构，其特征在于，所述钢环包括首尾连接安装的且在水平方向和铅锤方向上分布不对称的多段第一弧形钢板以及多段第二弧形钢板，所述第一弧形钢板与所述第二弧形钢板弧长不等，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的两端分别向外延伸有连接板，相邻两个所述连接板上对应开设有供栓接的螺栓孔，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的两端之间固定连接有第一加劲槽钢。
6.把钢环分成不等长的多段第一弧形钢板和多段第二弧形钢板，且第一弧形钢板和第二弧形钢板在水平和铅垂线上分布不对称，倘若第一弧形钢板与第二弧形钢板在水平线分布对称，相邻两段的第一弧形钢板和第二弧形钢板的接缝处与水平对称线重合，那么在混凝土浇筑的时候，接缝处会因为应力集中而收到挤压造成钢环变形，相邻两段的第一弧形钢板和第二弧形钢板的接缝处不与水平对称线重合，那么在进行吊装时会因为第一弧形钢板和第二弧形钢板在左右先后吊装的时间差内因重量严重不对等发生滑移导致吊装不便，倘若第一弧形钢板与第二弧形钢板沿铅垂线对称，同样会存在吊装不方便的问题，因此将第一弧形钢板与第二弧形钢板在水平和铅锤方向分布不对称，配合第一加劲槽钢来提升整体的结构稳定性。
7.进一步的，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的内弧面与所述第一加劲槽钢之间固定连接有多道第二加劲槽钢。
8.通过设置第二加劲槽钢来提高每段第一弧形钢板和第二弧形钢板的结构强度。
9.进一步的，多个所述第一加劲槽钢之间固定连接有多道内支撑。
10.通过设置多道内支撑来提高钢环整体的结构强度。
11.进一步的，每段所述第一弧形钢板弧长占所述钢环周长的四分之一，每段所述第二弧形钢板弧长占所述钢环周长的八分之一。
12.进一步的，所述钢环底部安装有用于支撑所述钢环的支撑结构，所述支撑结构包括安装于基坑底部土层中的支撑架，所述支撑架顶部为与所述钢环弧度相同的弧形段，所述支撑架顶部弧形段与所述钢环轮廓底部贴合。
13.通过采用支撑架来支撑钢环。
14.进一步的，所述支撑架包括竖向埋设于基坑底部土层中的至少一排支撑筋，每根所述支撑筋与所述钢环表面贴合。
15.通过采用至少一排支撑筋来支撑钢环，每根支撑筋与钢环表面充分贴合，以此能够保证钢环的稳定性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
17.图1为本实用新型实施例所述的钢环(仅显示其中一处连接板)的结构示意图；
18.图2为图1中a处的放大图；
19.图3为本实用新型实施例所述的钢环与支撑结构的组合结构示意图。
20.图中，1-钢环；11-第一弧形钢板；12-第二弧形钢板；2-连接板；3-第一加劲槽钢；4-第二加劲槽钢；5-内支撑；6-支撑架；61-支撑筋。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.参见图1和图2，示出了本实用新型的一种洞门钢环结构，钢环1包括首尾连接安装的且在水平方向和铅锤方向上分布不对称的多段第一弧形钢板11以及多段第二弧形钢板12，第一弧形钢板11与第二弧形钢板12弧长不等，每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的两端分别向外延伸有连接板2，相邻两个连接板2上对应开设有供栓接的螺栓孔，每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的两端之间固定连接有第一加劲槽钢3。
23.优选的，钢环1分为不等长的三段第一弧形钢板11和两段第二弧形钢板12，每段第一弧形钢板11弧长占钢环1周长的四分之一，每段第二弧形钢板12弧长占钢环1周长的八分之一
24.把钢环分成三段第一弧形钢板11和两段第二弧形钢板12，且采用了在水平和铅锤方向上不对称的分布方式，能够避免钢环因受力集中而导致变形，理由如下：
25.传统的钢环1通常分成等长的两段或者三段，单段弧形钢板的弧长较大，往往吊装困难，而分成四段，由于第一弧形钢板11和第二弧形钢板12不等长因此必定会有其中某段
弧形钢板弧长超过整体钢环周长的1/4，在吊装时候会因为弧长差距过大而导致吊装不便，倘若第一弧形钢板与第二弧形钢板在水平线分布对称，例如钢环1等分成四段，相邻两段的第一弧形钢板和第二弧形钢板的接缝处与水平对称线重合，那么在混凝土浇筑的时候，接缝处会因为应力集中而收到挤压造成钢环变形，相邻两段的第一弧形钢板和第二弧形钢板的接缝处不与水平对称线重合，那么在进行吊装时会因为第一弧形钢板和第二弧形钢板在左右先后吊装的时间差内因重量严重不对等发生滑移导致吊装不便，倘若第一弧形钢板与第二弧形钢板沿铅垂线对称，同样会存在吊装不方便的问题，而分成六段及以上就会因为弧形钢板段数过多导致吊装效率低下，因此将第一弧形钢板与第二弧形钢板在水平和铅锤方向分布不对称，配合第一加劲槽钢来提升整体的结构稳定性。
26.每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的内弧面与第一加劲槽钢3之间固定连接有多道第二加劲槽钢4，通过设置第二加劲槽钢4来提高每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的结构强度。
27.多个第一加劲槽钢3之间固定连接有多道内支撑5，通过设置多道内支撑5来提高钢环整体的结构强度。
28.结合图3，钢环1底部安装有用于支撑钢环1的支撑结构6，支撑结构6包括安装于基坑底部土层中的支撑架61，支撑架61顶部为与钢环1弧度相同的弧形段，支撑架61顶部弧形段与钢环1轮廓底部贴合。
29.通过采用支撑架61来支撑钢环1。
30.支撑架61包括竖向埋设于基坑底部土层中的至少一排支撑筋611，每根支撑筋611与钢环1表面贴合。
31.通过采用至少一排支撑筋611来支撑钢环1，每根支撑筋611与钢环1表面充分贴合，以此能够保证钢环1的稳定性。
32.本实用新型的原理如下：
33.首先提供地铁基坑，并沿基坑轮廓浇筑地连墙；
34.预制三段第一弧形钢板11和两段第二弧形钢板12；
35.于每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的两端分别向外加工固定连接板2，于每相邻的两个连接板2上对应开设供栓接的螺栓孔，于每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的两端之间加工固定第一加劲槽钢3；
36.于地铁盾构前进方向的地连墙上标注出钢环轮廓；
37.于钢环轮廓上标注第一放样点和第二放样点，所述第一放样点位于钢环轮廓的下半部，且第一放样点与钢环轮廓圆心连线与铅垂线的夹角在0
°‑
90
°
之间，所述第二放样点与所述第一放样点的距离等同于一段第一弧形钢板11的弧长；
38.于基坑底部设置有至少一排支撑筋611，多根支撑筋611顶部与钢环1充分贴合；
39.将一段所述第一弧形钢板11的两端在高处分别对应所述第一放样点和第二放样点后吊装至所述支撑架顶部的弧形段上，所述第一弧形钢板11的弧面与所述支撑架的弧形段贴合；
40.调整上述已吊装的第一弧形钢板11的位置，使得已吊装的第一弧形钢板11的两端分别与第一放样点和第二放样点重合；
41.于已吊装到位的第一弧形钢板11的第一侧依次吊装剩余两段第一弧形钢板11，剩
余两段第一弧形钢板的弧面与所述支撑架的弧形段贴合；
42.于已吊装到为的第一弧形钢板11的第二侧依次吊装两段第二弧形钢板12，两段第二弧形钢板12的弧面与所述支撑架的弧形段贴合；
43.将相邻的连接板2之间进行栓接。
44.把钢环分成三段第一弧形钢板11和两段第二弧形钢板12依次进行分段吊装，目的在于能够避免在后期浇筑端墙过程中，相邻的第一弧形钢板11或第二弧形钢板12因轴向对称而在受到竖向和侧向挤压时接缝处发生形变，导致后期盾构机驶入困难，同时钢环分成五段，既避免了分成三段而导致单段弧形钢板过重吊装不便，又能避免分成七段及以上因拼装块数过多而在施工过程中容易导致钢环整体安装偏位。
45.在将相邻的连接板2之间进行栓接后，还包括步骤：
46.于多个第一加劲槽钢3之间固定连接多道内支撑5。
47.每段第一弧形钢板11和第二弧形钢板12的内弧面与第一加劲槽钢3之间固定连接有多道第二加劲槽钢4；
48.每段第一弧形钢板11弧长占钢环1周长的四分之一，每段所述第二弧形钢板12弧长占钢环1周长的八分之一。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
50.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
51.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种洞门钢环结构，其特征在于，所述钢环包括首尾连接安装的且在水平方向和铅锤方向上分布不对称的多段第一弧形钢板以及多段第二弧形钢板，所述第一弧形钢板与所述第二弧形钢板弧长不等，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的两端分别向外延伸有连接板，相邻两个所述连接板上对应开设有供栓接的螺栓孔，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的两端之间固定连接有第一加劲槽钢。2.根据权利要求1所述的洞门钢环结构，其特征在于，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的内弧面与所述第一加劲槽钢之间固定连接有多道第二加劲槽钢。3.根据权利要求1所述的洞门钢环结构，其特征在于，多个所述第一加劲槽钢之间固定连接有多道内支撑。4.根据权利要求1所述的洞门钢环结构，其特征在于，每段所述第一弧形钢板弧长占所述钢环周长的四分之一，每段所述第二弧形钢板弧长占所述钢环周长的八分之一。5.根据权利要求1所述的洞门钢环结构，其特征在于，所述钢环底部安装有用于支撑所述钢环的支撑结构，所述支撑结构包括安装于基坑底部土层中的支撑架，所述支撑架顶部为与所述钢环弧度相同的弧形段，所述支撑架顶部弧形段与所述钢环轮廓底部贴合。6.根据权利要求5所述的洞门钢环结构，其特征在于，所述支撑架包括竖向埋设于基坑底部土层中的至少一排支撑筋，每根所述支撑筋与所述钢环表面贴合。

技术总结
本实用新型公开了一种洞门钢环结构，所述钢环包括首尾连接安装的且在水平方向和铅锤方向上分布不对称的多段第一弧形钢板以及多段第二弧形钢板，所述第一弧形钢板与所述第二弧形钢板弧长不等，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的两端分别向外延伸有连接板，相邻两个所述连接板上对应开设有供栓接的螺栓孔，每段所述第一弧形钢板和所述第二弧形钢板的两端之间固定连接有第一加劲槽钢，有效解决了洞门钢环定位难、易偏位的问题，另一方面有效的避免了钢环拼缝处受力形变的情况，具有良好的现场实用性和经济性。良好的现场实用性和经济性。良好的现场实用性和经济性。


技术研发人员：余国梁 方能榕 王绍才 尤泽海 黄伟聪 张余进 林正杰 林志龙 钟书文 翁敏敏 王莹 江卓峰 陈宇新 林熙 李缘昊
受保护的技术使用者：中国建筑第八工程局有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/3