一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)，包括由多個直徑相同的第一鋼筋環(huán)和多根第一鋼筋棍構(gòu)成的第一框架，和由多個直徑相同且大于第一鋼筋環(huán)的直徑的第二鋼筋環(huán)和多根第二鋼筋棍構(gòu)成的第二框架，以及用于以垂直于第一框架和第二框架的軸線的方式連接第一框架和第二框架以構(gòu)成立體環(huán)形框架的防爆鋼筋；其中，防爆鋼筋按立體環(huán)形框架的軸向間隔的分層布置在立體環(huán)形框架內(nèi)，每層的防爆鋼筋相互間隔且均勻的分布在立體環(huán)形框架的截面上。本實用新型在框架結(jié)構(gòu)上按層均勻安裝了防爆鋼筋，在提高了混凝土管斜截面的抗剪能力的同時，未對施工帶來負(fù)面影響，而且成本增加也較少。
【專利說明】一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及盾構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]一些大直徑微型盾構(gòu)的隧道都是直接放置預(yù)制的混凝土管，該混凝土管的管壁內(nèi)一般是由雙層鋼筋構(gòu)成的框架，具備一定的抗壓強(qiáng)度。但是在實際應(yīng)用中，混凝土管埋入地下后，其會受到周邊土壤的剪力和相鄰混凝土管間的作用力，混凝土管的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度。因此，一旦軸向上的壓力大于徑向上的壓力時，混凝土管會沿著主拉應(yīng)力方向首先被破壞，在宏觀上即表現(xiàn)為混凝土管上會出現(xiàn)斜向約45度的裂縫。
[0003]雖然通過增加混凝土厚度或縱向鋼筋和箍筋的配筋率能夠在一定程度上克服該問題，但從經(jīng)濟(jì)的角度來看并不劃算。而且施工也不方便，難以控制質(zhì)量。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是要提供一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)。
[0005]特別地，本實用新型提供了一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)，包括:
[0006]第一框架，包括多個直徑相同的第一鋼筋環(huán)和多根第一鋼筋棍，所述第一鋼筋環(huán)利用與軸線平行且沿所述第一鋼筋環(huán)一圈周向布置的所述第一鋼筋棍間隔地固定成圓管形；
[0007]第二框架，包括多個直徑相同且大于所述第一鋼筋環(huán)的直徑的第二鋼筋環(huán)和多根第二鋼筋棍，所述第二鋼筋環(huán)利用與軸線平行且沿所述第二鋼筋環(huán)一圈周向布置的所述第二鋼筋棍間隔地固定成圓管形；
[0008]防爆鋼筋，用于以垂直于所述第一框架和所述第二框架的軸線的方式連接所述第一框架和所述第二框架以構(gòu)成立體環(huán)形框架；
[0009]其中，所述防爆鋼筋按所述立體環(huán)形框架的軸向間隔的分層布置在所述立體環(huán)形框架內(nèi)，每層的所述防爆鋼筋相互間隔且均勻的分布在所述立體環(huán)形框架的截面上。
[0010]進(jìn)一步地,所述防爆鋼筋包括連接本體和兩端的連接邊,所述連接邊向連接本體方向傾斜，且所述連接邊與所述連接本體的夾角小于90度；所述防爆鋼筋通過兩端的連接邊分別拉在所述第一框架和所述第二框架上。
[0011]進(jìn)一步地，所述防爆鋼筋一端的連接邊與所述連接本體構(gòu)成第一平面，所述防爆鋼筋另一端的連接邊與所述連接本體構(gòu)成第二平面，所述第一平面和所述第二平面之間具有一預(yù)定夾角。
[0012]進(jìn)一步地，所述預(yù)定夾角為90度。
[0013]進(jìn)一步地，所述防爆鋼筋的兩端的所述連接邊在傾斜后其端頭相互接觸并與所述連接本體構(gòu)成一封閉的扁環(huán)形。
[0014]進(jìn)一步地，所述防爆鋼筋的一端與所述第一框架的第一鋼筋環(huán)連接而另一端與所述第二框架的所述第二鋼筋棍連接。
[0015]進(jìn)一步地，每0.7?I平方米的截面面積內(nèi)安裝一根所述防爆鋼筋，所述的截面面積是所述第一框架和所述第二框架構(gòu)成的環(huán)寬面積。
[0016]本實用新型在框架結(jié)構(gòu)上按層均勻安裝了防爆鋼筋，在提高了混凝土管斜截面的抗剪能力的同時，未對施工帶來負(fù)面影響，而且成本增加也較少。
[0017]根據(jù)下文結(jié)合附圖對本實用新型具體實施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的立體環(huán)形框架的軸向截面上設(shè)置防爆鋼筋的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例中立體環(huán)形框架的局部立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是圖2所示防爆鋼筋的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]如圖1、2所示，本實用新型提供一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)，一般性地可以由第一框架10、第二框架20和防爆鋼筋30構(gòu)成。該第一框架10可以包括多個直徑相同的第一鋼筋環(huán)11和多根第一鋼筋棍12，第一鋼筋環(huán)11可以利用與軸線平行且沿第一鋼筋環(huán)11 一圈周向布置的第一鋼筋棍12間隔地固定成圓管形。該第二框架20可以包括多個直徑相同且大于第一鋼筋環(huán)11的直徑的第二鋼筋環(huán)21和第二鋼筋棍22，第二鋼筋環(huán)21可以利用與軸線平行且沿第二鋼筋環(huán)21 —圈周向布置的第二鋼筋棍22間隔地固定成圓管形。該防爆鋼筋30用于在第一框架10套在第二框架20內(nèi)后，以垂直于第一框架10和第二框架20的軸線的方式連接第一框架10和第二框架20以構(gòu)成雙層立體環(huán)形框架。該防爆鋼筋30可以按環(huán)形框架的軸向間隔的分層布置在環(huán)形框架內(nèi)，每層的防爆鋼筋30相互間隔且均勻的分布在環(huán)形框架的截面上。通過防爆鋼筋30既實現(xiàn)了第一框架10和第二框架20的連接，同時又可以加強(qiáng)環(huán)形框架各個部位的強(qiáng)度。該環(huán)形框架完成后再利用混凝土進(jìn)行澆鑄，最后形成混凝土管產(chǎn)品。
[0023]在本實用新型中該第一框架10和第二框架20的制作均采用現(xiàn)有技術(shù)中常用方法。該防爆鋼筋30的設(shè)置數(shù)量需要考慮該混凝土管最終承受的周向壓力大小。因此設(shè)置防爆鋼筋30的層數(shù)可以以第一鋼筋環(huán)11或第二鋼筋環(huán)21在軸向上的間隔作為安裝標(biāo)準(zhǔn)，也可以以軸向間隔一定數(shù)量的第一鋼筋環(huán)11或第二鋼筋環(huán)21作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。此外，在本實用新型中，同一環(huán)形框架內(nèi)各層的防爆鋼筋30可以分別位于同一垂直平面內(nèi)也可以不位于同一垂直平面內(nèi)。
[0024]在本實用新型中，每一層的防爆鋼筋30數(shù)量在實現(xiàn)必要的固定第一框架10和第二框架20的目的時，還需要考慮混凝土管在該處所需要承受的壓力(即剪切力)。因此，該防爆鋼筋30的安裝數(shù)量可以由每層的環(huán)形框架的截面面積決定，優(yōu)選以每0.7?I平方米的截面面積內(nèi)安裝一根防爆鋼筋為宜。這種安裝方式是考慮了雙層鋼筋框架的結(jié)構(gòu)后做出。其中的截面面積是指第一框架10和第二框架20之間的環(huán)寬面積，而不是整個混凝土管的截面面積。可以理解，這里給出的計算方式是以混凝土管常規(guī)埋設(shè)時的計算方法。在需要深埋時還可以適當(dāng)?shù)脑黾臃辣摻?0的安裝數(shù)量。
[0025]如圖3所示，為了增強(qiáng)防爆鋼筋30的連接強(qiáng)度，該防爆鋼筋30可以包括連接本體31和兩端的連接邊32。連接邊32可以向連接本體31方向傾斜，且連接邊與連接本體的夾角小于90度。該防爆鋼筋30可以通過兩端的連接邊32分別拉在第一框架10和第二框架20上。連接邊32的傾斜可以在現(xiàn)場直接根據(jù)第一框架10和第二框架20之間的距離在安裝位置上現(xiàn)場制作。防爆鋼筋30采用非固定的活動安裝方式，能夠提高整個環(huán)形框架的變形能力。
[0026]為了方便防爆鋼筋30與不同的連接點(diǎn)連接，該防爆鋼筋30的一端的連接邊32與連接本體31構(gòu)成第一平面，該防爆鋼筋另一端的連接邊與所述連接本體構(gòu)成第二平面，第一平面和第二平面之間具有一預(yù)定夾角。兩端的連接邊32不在同一個平面內(nèi)可以使防爆鋼筋30 —端與徑向的鋼筋環(huán)連接，而另一端與軸向的鋼筋棍連接。該預(yù)定夾角優(yōu)選為90度。即兩個連接邊構(gòu)成的平面相互垂直。
[0027]在本實用新型的另一個實施例中，該防爆鋼筋30的兩端的連接邊32在傾斜后其端頭可以相互接觸并與連接本體31構(gòu)成一封閉的扁環(huán)形。采用扁環(huán)形的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提高防爆鋼筋30的連接強(qiáng)度和抗剪效果。
[0028]進(jìn)一步地，該防爆鋼筋30的一端可以與第一框架10的第一鋼筋環(huán)11連接，而另一端與第二框架20的第二鋼筋棍22連接。該連接方式使防爆鋼筋30的兩端只能分別向不同的方向移動，并限制防爆鋼筋30在澆鑄過程中的移位。當(dāng)然也可以采用相反的連接方式，即防爆鋼筋30的一端與第一鋼筋棍12連接而另一端與第二鋼筋環(huán)21連接，只要連接方式能夠達(dá)到限定防爆鋼筋30隨意移動的目的都可。
[0029]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種提高混凝土管抵抗縱向剪切力的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于包括: 第一框架，包括多個直徑相同的第一鋼筋環(huán)和多根第一鋼筋棍，所述第一鋼筋環(huán)利用與軸線平行且沿所述第一鋼筋環(huán)一圈周向布置的所述第一鋼筋棍間隔地固定成圓管形； 第二框架，包括多個直徑相同且大于所述第一鋼筋環(huán)的直徑的第二鋼筋環(huán)和多根第二鋼筋棍，所述第二鋼筋環(huán)利用與軸線平行且沿所述第二鋼筋環(huán)一圈周向布置的所述第二鋼筋棍間隔地固定成圓管形； 防爆鋼筋，用于以垂直于所述第一框架和所述第二框架的軸線的方式連接所述第一框架和所述第二框架以構(gòu)成立體環(huán)形框架； 其中，所述防爆鋼筋按所述立體環(huán)形框架的軸向間隔的分層布置在所述立體環(huán)形框架內(nèi)，每層的所述防爆鋼筋相互間隔且均勻的分布在所述立體環(huán)形框架的截面上。
2.如權(quán)利要求1所述的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防爆鋼筋包括連接本體和兩端的連接邊，所述連接邊向連接本體方向傾斜，且所述連接邊與所述連接本體的夾角小于90度；所述防爆鋼筋通過兩端的連接邊分別拉在所述第一框架和所述第二框架上。
3.如權(quán)利要求2所述的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防爆鋼筋一端的連接邊與所述連接本體構(gòu)成第一平面，所述防爆鋼筋另一端的連接邊與所述連接本體構(gòu)成第二平面，所述第一平面和所述第二平面之間具有一預(yù)定夾角。
4.如權(quán)利要求3所述的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)定夾角為90度。
5.如權(quán)利要求2所述的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防爆鋼筋的兩端的所述連接邊在傾斜后其端頭相互接觸并與所述連接本體構(gòu)成一封閉的扁環(huán)形。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防爆鋼筋的一端與所述第一框架的第一鋼筋環(huán)連接而另一端與所述第二框架的所述第二鋼筋棍連接。
7.如權(quán)利要求6所述的框架結(jié)構(gòu)，其特征在于，每0.7?I平方米的截面面積內(nèi)安裝一根所述防爆鋼筋，所述的截面面積是所述第一框架和所述第二框架構(gòu)成的環(huán)寬面積。
【文檔編號】E21D11/04GK204002840SQ201420434746
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】王艷華, 蔡黎旭, 曹慶喜, 鄭磊, 李連友 申請人:中國路橋工程有限責(zé)任公司