一種嚙齒連接的混凝土預制構件及其安裝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工廠化生產(chǎn)的混凝土預制構件連接技術領域，包括盾構法隧道的混凝土預制管片現(xiàn)場拼裝連接技術領域，具體涉及一種嚙齒連接的混凝土預制構件及其安裝方法。
【背景技術】
[0002]混凝土預制結構是一種重要的建筑結構形式，由于其具有施工速度快、制作精確、施工簡單、減少或避免濕作業(yè)，有利于環(huán)保等優(yōu)點，許多國家已把它作為重要的甚至主要的結構形式。在預制結構中，柱、梁、板、墻的連接方式是預制結構與現(xiàn)澆結構的根本區(qū)別，連接方式的不同導致了整體結構性能的差異?；炷令A制構件的連接形式種類繁多，目前并沒有統(tǒng)一。按施工方法分，可歸納為干連接和濕連接兩大類。干連接為連接時不澆筑混凝土，而是在構件內設置鋼板或鋼部件，通過現(xiàn)場螺栓或焊接達到連接的目的。其中，螺栓連接的主要缺點為傳力路徑存在較大偏心距。由于結構應力大多分布在構件的上、下兩側，考慮到螺栓的安裝空間，在連接點的上、下兩側，通常無法容納足夠多的螺栓，只好通過附加的節(jié)點鋼板，在內部增加連接螺栓，致使合力點內移，偏心距增大，無法達到等強度連接。對于圓形盾構法隧道，目前僅采用單排螺栓連接混凝土預制管片的方式，就是因為螺栓安裝空間和混凝土局部強度的需要，致使連接剛度與管片結構不匹配，給隧道結構安全留下了很大的隱患。
[0003]焊接方式的主要缺點為現(xiàn)場的焊接質量因人而異。電磁探傷等工后檢查手段都因空間狹小、作業(yè)量大、耗時耗力而得不到廣泛應用，現(xiàn)場更多是采用目測外觀好壞來驗收，給連接節(jié)點留下了安全隱患。另外，焊接后需要清理焊縫并涂刷防銹涂料，其防銹質量同樣難以控制。
[0004]濕連接為通過澆筑混凝土、砂漿等材料，將預制構件的預留鋼筋與相鄰的構件進行錨固。
[0005]總的來說，國內外對混凝土預制構件連接的研究目前還處在初級階段，而快速發(fā)展的混凝土預制結構行業(yè)迫切需要找到高效、可靠的連接方式。

【發(fā)明內容】

[0006]針對已有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種嚙齒連接的混凝土預制構件，嚙齒連接結構屬于干連接，主要針對盾構法隧道混凝土預制管片的快速等強度連接，也可推廣應用于建筑混凝土預制結構的柱一梁、梁一梁之間的快速等強度連接。等強度是指該連接點具有與構件本體相同的各項承載能力。
[0007]本發(fā)明另一目的在于提供這種嚙齒連接的混凝土預制構件的安裝方法。
[0008]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案如下:
[0009]一種嚙齒連接的混凝土預制構件，包括結構主鋼筋，預制構件，露齒異形槽鋼，上齒條、下齒條及鎖緊螺桿，所述結構主鋼筋與預制構件端部的露齒異形槽鋼焊接，以露齒異形槽鋼為端模板，澆注混凝土。現(xiàn)場安裝時，將需要拼裝的左、右預制構件靠攏，使各自端部的榫槽貼合。然后，在露齒異形槽鋼上、下側部位，對應合上上齒條及下齒條，并將鎖緊螺桿穿過下齒條及由豎向半圓槽形成的孔道，旋入上齒條上的內螺紋內，然后擰緊鎖緊螺桿，使上齒條、下齒條分別與露齒異形槽鋼的上、下側嚙合。
[0010]這種嚙齒連接的混凝土預制構件安裝方法包括如下步驟:
[0011]I)、將結構主鋼筋與端部的露齒異形槽鋼焊接，然后澆注混凝土，形成預制構件；
[0012]2)、待混凝土達到強度后，將預制構件運抵拼裝現(xiàn)場；同時，準備上齒條、下齒條及鎖緊螺桿；
[0013]3)、由起重設備將左、右預制構件相互靠攏，使端部榫槽貼合；
[0014]4)、在露齒異形槽鋼的上、下側，對應合上上齒條及下齒條，再將鎖緊螺桿穿過下齒條及由豎向半圓槽形成的孔道，旋入內螺紋內，然后擰緊鎖緊螺桿，使上齒條、下齒條分別與露齒異形槽鋼的上、下側嚙合。
[0015]本發(fā)明主要針對盾構法隧道混凝土預制管片的快速等強度連接，也可推廣應用于建筑混凝土預制結構的柱一梁、梁一梁之間的快速等強度連接。本發(fā)明中，螺栓法向布置用以定位，槽鋼端部抗壓，榫槽貼合抗剪，而拉、彎應力主要由嚙合齒條傳遞，其合力點位置外移，偏心距小。該連接方式為等強度連接，方法簡單可靠。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明嚙齒連接的混凝土預制構件拼裝前的頂視圖；
[0017]圖2為本發(fā)明圖1的B-B縱剖面圖；
[0018]圖3為發(fā)明圖2拼裝后的B-B縱剖面圖；
[0019]圖4為本發(fā)明構件用于圓形盾構法隧道管片拼裝的示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明構件用于矩形盾構法隧道管片拼裝的示意圖；
[0021]圖中標號說明
[0022]1-預制構件2-結構主鋼筋3-露齒異形槽鋼4-端部榫槽
[0023]5-上齒條 6-內螺紋 7-下齒條8-鎖緊螺桿 9_豎向半圓槽
【具體實施方式】
[0024]下面結合圖1-圖5進一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的。
[0025]實施例
[0026]如圖1，圖2，圖3所示，在預制構件工廠內，將結構主鋼筋2與預制構件I端部的露齒異形槽鋼3可靠焊接，以露齒異形槽鋼3為端模板，澆注混凝土?；炷吝_到強度后，將預制構件I運抵拼裝現(xiàn)場，同時，準備上齒條5、下齒條7及鎖緊螺桿8。在現(xiàn)場，利用起重設備，將需要拼裝的預制構件I相互靠攏，使兩者端部榫槽4貼合。然后，在露齒異形槽鋼3上、下側部位，對應合上上齒條5及下齒條7，并將鎖緊螺桿8穿過下齒條7及由豎向半圓槽9形成的孔道，旋入上齒條5上的內螺紋6，然后擰緊鎖緊螺桿8，使上齒條5、下齒條7分別與露齒異形槽鋼3上、下側嚙合，從而實現(xiàn)構件之間連接點的等強度連接。
[0027]如圖4所示，該簡圖展示了圓形盾構法隧道的整環(huán)管片拼接。盾構法隧道的混凝土預制管片拼裝是利用盾構機內的舉重臂，在盾殼的保護下完成的，此處略去了縱向拼裝的工藝步驟，主要描述橫向拼裝的工藝步驟。首先將下部管片搬運就位，將鎖緊螺桿8穿過齒條7，略微擰入齒條5上的內螺紋6內，然后將該組合擱在下部管片端部豎向半圓槽9的位置上，齒條7在內，齒條5在外，并分別與露齒異形槽鋼3的內、外齒型虛合。搬運側管片，使其連接端與下部管片的連接端相互靠攏、榫槽4貼合。然后擰緊鎖緊螺桿8，完成該連接點的連接。如此重復，可以完成兩側的管片拼裝。頂部管片安裝采用縱向插入的方式，可使兩側端部的榫槽4同時貼合，然后從頂部合上齒條5，從內側合上齒條7并插入鎖緊螺桿8，直至進入齒條5上的內螺紋6內，然后擰緊鎖緊螺桿8，從而完成隧道整環(huán)的管片等強度拼裝。
[0028]如圖5所示，該簡圖展示了設想的矩形盾構法隧道整體構件的拼接。矩形盾構法隧道的預制構件拼裝是利用盾構機內的舉重臂，在盾殼的保護下完成的，此處略去了縱向拼裝的工藝步驟，主要描述橫向拼裝的工藝步驟。首先將中部倒T構件搬運就位，將鎖緊螺桿8穿過齒條7，略微擰入齒條5上的內螺紋6內，然后將該組合擱在倒T構件上肢端部半圓槽9的位置上，使齒條5、7與露齒異形槽鋼3的齒型虛合。搬運T構件，使其下肢端部與倒T構件上肢端部靠攏、榫槽4貼合，然后擰緊鎖緊螺桿8，完成該連接點的連接。如此重復，可以按底板、下側構件、上側構件這個順序，逐一完成構件拼裝。在此過程中，齒條7在內，齒條5在外。頂板構件安裝采用縱向插入的方式，可使兩側端部的榫槽4同時貼合，然后從頂部合上齒條5，從內側合上齒條7并插入鎖緊螺桿8，直至進入齒條5上的內螺紋6內，然后擰緊鎖緊螺桿8，從而完成一側的構件等強度拼裝。再重復上述過程，可以完成另一側的構件等強度拼裝。
【主權項】
1.一種嚙齒連接的混凝土預制構件，包括結構主鋼筋(2)，預制構件(I)，露齒異形槽鋼(3)，上齒條(5)、下齒條(7)及鎖緊螺桿(8)，其特征在于:所述結構主鋼筋(2)與端部的露齒異形槽鋼(3)焊接組成預制構件(1)，上齒條(5)與下齒條(7)分別與上下端面的露齒異形槽鋼(3)配合，所述上齒條(5)內設有供鎖緊螺桿(8)穿過下齒條(7)旋入的內螺紋⑶。2.根據(jù)權利要求1所述的一種嚙齒連接的混凝土預制構件，其特征在于:所述預制構件⑴端部預留供鎖緊螺桿⑶穿過的豎向半圓槽(9)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種嚙齒連接的混凝土預制構件，其特征在于:預制構件(I)的端部設有榫槽(4)。4.根據(jù)權利要求1-3任意一項所述的嚙齒連接的混凝土預制構件的安裝方法，包括如下步驟: 1)、將結構主鋼筋(2)與端部的露齒異形槽鋼(3)焊接，然后澆注混凝土，形成預制構件⑴； 2)、待混凝土達到強度后，將預制構件(I)運抵拼裝現(xiàn)場；同時，準備上齒條(5)、下齒條(7)及鎖緊螺桿⑶； 3)、將左、右預制構件⑴相互靠攏，使端部榫槽⑷貼合； 4)、在露齒異形槽鋼(3)的上、下側，對應合上上齒條(5)及下齒條(7)，再將鎖緊螺桿(8)穿過下齒條(7)及由豎向半圓槽(9)形成的孔道，旋入內螺紋￠)內，然后擰緊鎖緊螺桿(8)，使上齒條(5)、下齒條(7)分別與露齒異形槽鋼(3)的上、下側嚙合。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種嚙齒連接的混凝土預制構件及其安裝方法，包括結構主鋼筋，露齒異形槽鋼，端部榫槽，上齒條、下齒條及鎖緊螺桿。所述結構主鋼筋與預制構件端部的露齒異形槽鋼焊接，構件端部榫槽互相貼合，上齒條與下齒條分別與露齒異形槽鋼的上、下側嚙合，上齒條內設有供鎖緊螺桿穿過下齒條旋入的內螺紋。本發(fā)明主要針對盾構法隧道混凝土預制管片的快速等強度連接，也可推廣應用于建筑混凝土預制結構的柱--梁、梁--梁之間的快速等強度連接。本發(fā)明屬于干連接，槽鋼端部抗壓，榫槽貼合抗剪，拉、彎應力主要由嚙合齒條傳遞，該連接方式為等強度連接，方法簡單可靠。
【IPC分類】E21D11/08
【公開號】CN105156132
【申請?zhí)枴緾N201510566319
【發(fā)明人】姚憲平
【申請人】江蘇華群科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月8日