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1、10申请公布号CN103741717A43申请公布日20140423CN103741717A21申请号201410010771922申请日20140109E02D29/063200601E02D29/1620060171申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号72发明人陈彦江张学明陈红娟闫维明陈适才宋林琳74专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人纪佳54发明名称一种沉管隧道柔性接头57摘要一种沉管隧道柔性接头，属于土木工程领域，本发明根据柔性沉管隧道接头的基本形式，将接头分为水上拼接和水下拼接两部分，水上拼接部分将刚性钢圈与隧道箱体之间的GINA止水带。
2、两端固定，并在内外两个分别安装型橡胶止水带，水下拼接部分将GINA止水带固定在刚性钢圈一端，另一端通过拉合水压力完成止水，并在箱体内部安装型橡胶止水带。本发明具有实质性特点和显著进步，构造合理，受力明确，水下拼接部分施工方便；接头更具柔性，能在较大变形下具有水密，抗震等功能。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图3页10申请公布号CN103741717ACN103741717A1/1页21一种沉管隧道柔性接头，包括隧道箱体（1）、刚性钢圈（2）、GINA止水带（3）、止水带连接板（4）、型橡胶止水带（5）、连接。
3、螺栓（6）、挡板（7）、钢拉索（8）、水平剪切键（9）和垂直剪切键（10），其特征在于两段隧道箱体（1）中间连接一个刚性钢圈（2），刚性钢圈（2）一端与隧道箱体（1）之间设置一个GINA止水带（3）和型橡胶止水带（5）以及钢拉索（8），其中GINA止水带（3）通过止水带连接板（4）和连接螺栓（6）固定于刚性钢圈（2），型橡胶止水带（5）则通过连接螺栓（6）两端都固定；刚性钢圈（2）另一端与隧道箱体（1）之间设置一个GINA止水带（3）和两个型橡胶止水带（5），其中GINA止水带（3）通过止水带连接板（4）和连接螺栓（6）两端都固定，内外侧两个型橡胶止水带（5）通过连接螺栓（6）两端都固定，并且。
4、外侧型橡胶止水带（5）内部设置有挡板（7）。2根据权利要求1所述的一种沉管隧道柔性接头，其特征在于隧道箱体（1）为混凝土箱体或钢箱体，其截面形状为单箱或多箱。3根据权利要求或2所述的一种沉管隧道柔性接头，其特征在于刚性钢圈（2）的截面形状与隧道箱体（1）的截面相同，并且长度取为1到2米或者隧道壁厚度的2倍。4根据权利要求1所述的一种沉管隧道柔性接头，其特征在于刚性钢圈（2）和型橡胶止水带（5）两端都固定的隧道接头在水外船坞内完成拉合，再与隧道的水下部分进行拼装。5根据权利要求1或4所述的一种沉管隧道柔性接头，其特征在于水外隧道部分刚性钢圈（2）与隧道箱体（1）之间的GINA止水带（3）和型橡胶。
5、止水带（5）两端都在水外进行施工固定。6根据权利要求1或4所述的一种沉管隧道柔性接头，其特征在于刚性钢圈（2）与水下部分之间的型橡胶止水带（5）只有一端固定，GINA止水带（3）在隧道拼装完抽干水后，在隧道内部人工进行两端固定。权利要求书CN103741717A1/2页3一种沉管隧道柔性接头技术领域0001本发明属土木工程技术领域，特别是一种沉管隧道柔性接头构造设计方法。背景技术0002沉管隧道的管段接头是沉管工程的重要环节，它的接头应具有以下的功能和要求首先是水密性，要求在沉管隧道施工和运营阶段不能出现渗水和漏水现象；第二是接头应具有抵抗各种作用的能力，这些作用包括各种荷载和强迫变形，诸如地。
6、震、温度和地基变形等；第三是接头的构造要满足受力明确，方便施工和保证施工质量等方面的要求。0003自60年代以来，荷兰等国采用GINA止水带用水力压接法构筑接头，后来继而采用GINAOMEGA两道止水带构筑防水质量更加可靠的接头，此种接头自问世以来，世界各国相继采用，我国珠江和甬江隧道也采用此种形式。0004目前，国内外沉管隧道接头多采用柔性接头形式，该法利用作用在管段后部的强大水压力，通过水平千斤顶拉合，压接GINA止水带初步止水，然后从接头中抽水直至全部压接完成，之后在内侧安装“”型橡胶止水带做第二道止水防线，满足管段接头的止水要求。最后做垂直、水平剪切键及高强接头连接键，完成水下接头施工。
7、，所有的工序均在水下完成。但此种接头应对变形能力有限，变形之后受力不明确。发明内容0005本发明的目的是在现有的沉管隧道接头构造技术上，提出一种柔性接头的构造设计方法，使接头可以发生更大的转动和变位，并在承受一定的拉力、剪力和弯矩的同时，仍能保证接头的水密性。0006为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案0007一种沉管隧道柔性接头，包括隧道箱体、刚性钢圈、GINA止水带、止水带连接板、型橡胶止水带，连接螺栓、挡板、钢拉索、水平剪切键和垂直剪切键。其中，两段隧道箱体之间连接一个刚性钢圈，刚性钢圈一端和端钢壳之间设置一个GINA止水带和型橡胶止水带以及钢拉索，其中GINA止水带通过止水带连接板。
8、和连接螺栓固定于刚性钢圈，型橡胶止水带则通过连接螺栓两端都固定，刚性钢圈另一端与端钢壳之间设置一个GINA止水带和两个型橡胶止水带，其中GINA止水带通过止水带连接板和连接螺栓两端都固定，内外侧两个型橡胶止水带通过连接螺栓两端都固定，并且外侧型橡胶止水带内部设置有挡板。其特征在于刚性钢圈和型橡胶止水带两端都固定的隧道接头在水外船坞内完成拉合，再与隧道的水下部分进行拼装。0008所述的柔性接头，在水下拼接部分，GINA止水带只有一端与刚性钢圈通过止水带连接板固定，另一端通过千斤顶拉合和水压力完成接头止水。0009本发明的优点是构造简单，施工方便，接头受力更加合理，结构更具柔性，接头允许承受一定的。
9、转动和变位，并在承受一定拉力、剪力和弯矩的同时，仍能保证接头的水密性。说明书CN103741717A2/2页4附图说明0010图1柔性接头横断面示意图；0011图2本发明接头在地震作用下的轴力图；0012图3普通接头在地震作用下的轴力图；0013图4本发明接头在地震作用下的相对位移；0014图5普通接头在地震作用下的相对位移。0015图中1、隧道箱体，2、刚性钢圈，3、GINA止水带，4、止水带连接板，5、型橡胶止水带，6、连接螺栓，7、挡板，8、钢拉索。0016具体实施方法0017以下结合附图及实例对本发明做进一步说明0018一种沉管隧道柔性接头，包括隧道箱体1、刚性钢圈2、GINA止水带3。
10、、止水带连接板4、型橡胶止水带5、连接螺栓6、挡板7、钢拉索8、水平剪切键9和垂直剪切键10，其特征在于两段隧道箱体1中间连接一个刚性钢圈2，刚性钢圈2一端与隧道箱体1之间设置一个GINA止水带3和型橡胶止水带5以及钢拉索8，其中GINA止水带3通过止水带连接板4和连接螺栓6固定于刚性钢圈2，型橡胶止水带5则通过连接螺栓6两端都固定；刚性钢圈2另一端与隧道箱体1之间设置一个GINA止水带3和两个型橡胶止水带5，其中GINA止水带3通过止水带连接板4和连接螺栓6两端都固定，内外侧两个型橡胶止水带5通过连接螺栓6两端都固定，并且外侧型橡胶止水带5内部设置有挡板7。0019隧道箱体1为混凝土箱体或钢。
11、箱体，其截面形状为单箱或多箱。0020刚性钢圈2的截面形状与隧道箱体1的截面相同，并且长度取为1到2米或者隧道壁厚度的2倍。0021本发明的一种沉管隧道柔性接头的具体施工方法如下0022首先，在水外船坞中预制隧道箱体1及刚性钢圈2，预制完成后，将GINA止水带3通过安装在隧道箱体1和刚性钢圈2端部的止水带连接板4固定在隧道箱体1和刚性钢圈2之间，并完成水密性测试。然后安装挡板7，并安装隧道箱体1和刚性钢圈2内外两侧的的型橡胶止水带5，完成水上拼接工作。0023隧道箱体1在干坞内起浮，出坞，浮云，进行沉放，沉放精确就位后，吊装或安装拉合千斤顶，对GINA止水带3进行预压，拉合到初步止水工况，检查。
12、初步止水没问题后，打开管节内排水阀及进气阀，开动排水泵，抽调两管节间隔舱中的水，形成负压，进行水压压接，压接完成后，打开对接舱门，安装型橡胶止水带5，张拉钢拉索8，完成垂直、水平剪切键的施工。0024利用有限元软件对本发明接头和普通接头建模进行数值分析。其中，本发明接头K1和普通接头K2的大小关系为K1K2,输入相同地震波，图2给出了本发明接头的轴力反应图，图3给出了普通接头的轴力反应图，图4给出了本发明接头处的相对位移，图5给出了普通接头的相对位移，由图可以看出，在相同地震作用下，本发明的接头所受的轴力和发生的位移是相对比较小的。因此，本发明所述的接头构造是非常合理的。说明书CN103741717A1/3页5图1图2说明书附图CN103741717A2/3页6图3图4说明书附图CN103741717A3/3页7图5说明书附图CN103741717A。