CN113334568B - 一种管片整环结构及管片整环预制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管片整环结构及管片整环预制方法，预制方法包括如下步骤：步骤一，组装预制模具，按预设管片整环轮廓线组装预制模具，预制模具的底部模板、内侧模板、外侧模板和顶部模板围成浇筑环腔，浇筑环腔中依次布置多个端头板组，各端头板组包括可拆固定装配在一起的两端头板，任意相邻两端头板组分别通过中间钢骨架相对固定装配在一起；步骤二，在浇筑环腔中浇筑混凝土；步骤三，拆模、养护，在各端头板组处分离相应的两端头板，即可得到预制的多个管片分块。利用预制模具形成浇筑环腔，其内布置端头板组和中间钢骨架，在浇筑环腔中浇筑缓凝土，形成整环管片，由于采用整环浇筑成型的方式，可有效保证成型精度，适于应用于足尺试验中。

Description

一种管片整环结构及管片整环预制方法

技术领域

本发明涉及一种管片整环结构及管片整环预制方法。

背景技术

目前，对于地铁隧道盾构挖掘来讲，需要用到管片砌筑支撑隧道洞壁。管片环通常采用分块预制管片组装成型，各分块所对应的模具包括底板、上盖及四块侧板。生产流程主要包括：

1）对模具进行清理，清除模具表面的残积物；

2）将模板进行组装，并喷涂脱模剂；

3）将钢筋骨架安装在模具内，同时安装预埋件；

4）混凝土浇筑；

5）在浇筑并初凝后，对浇筑得到的管片进行蒸汽养护；

6）对管片进行脱模处理，并将脱模后的管片放置在水池中养护直至达到设计要求。

为探究新型管片的力学特性，常需在室内或现场开展足尺试验，足尺试验是按照设计尺寸一比一的制作实际管片，以进行相应试验。足尺试验时，对制作的管片要求较高，现有常规的分块预制管片在拼装时容易出现误差，不适于应用在足尺试验的管片试制。而且，因为单个足尺管片试制所需管片数量较少，特制的模具摊销费用高，蒸、水养护对硬件要求苛刻，整个成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管片整环预制方法，以解决现有技术中分块预制再整体组装的方式由于误差问题而不适于应用在足尺试验中的技术问题；同时，本发明还提供一种可由上述管片整环预制方法加工得到的管片整环结构。

为实现上述目的，本发明所提供的管片整环结构的技术方案是：

一种管片整环结构，包括：

多个管片分块，用于沿预设管片整环轮廓线依次对接布置，将管片分块上与所述预设管片整环轮廓线延伸方向相同的方向定义为分块长度方向；

各管片分块分别包括沿所述预设管片整环轮廓线间隔分布的两端头板，以及位于两端头板之间且与两端头板一体浇筑成型的混凝土本体，该混凝土本体中设有中间钢骨架，中间钢骨架沿分块长度方向延伸，同一管片分块中，中间钢骨架在分块长度方向上的两端与相应两端头板一一对应焊接连接；

各管片分块的两端头板上分别设有螺栓安装孔，所述混凝土本体上对应所述螺栓安装孔设有块间手孔；

在预设管片整环轮廓线延伸方向上，任意相邻两管片分块相向两端的两端头板贴合，通过管片分块上的块间手孔在对应贴合的两端头板上的螺栓安装孔中穿装紧固螺栓，以通过所述紧固螺栓将两管片分块固定装配在一起，进而形成管片整环结构。

有益效果是：本发明所提供的管片整环结构中，相邻管片分块的端头板可以通过穿装紧固螺栓固定装配，方便将所有管片分块按照预设管片整环轮廓线依次布置，进而形成管片整环结构。由于两端头板和混凝土本体一体浇筑成型，在可实现整环加工制作的情况下，可有效保证管片整环结构的拼装精度。

作为进一步地改进，各管片分块的中间钢骨架包括沿分块长度方向延伸的型钢以及与型钢焊接连接的多个纵向钢筋，将管片分块上与相应隧道延伸方向一致的方向定义为分块宽度方向，所述纵向钢筋沿分块宽度方向延伸，所述纵向钢筋沿分块长度方向间隔分布有多个。

有益效果是：中间钢骨架包括横向延伸的型钢和纵向延伸的纵向钢筋，可有效保证中间钢骨架强度，进而可提高管片分块整体强度。

作为进一步地改进，所述型钢在分块宽度方向上间隔分布有两个以上，各型钢上沿分块长度方向依次布置有多个下料孔，各下料孔均沿所述分块宽度方向贯通相应型钢，以在进行混凝土浇筑时供混凝土浆液进入相应型钢下方。

有益效果是：型钢上设置下料孔，方便浇筑成型时供混凝土浆液进入型钢下方。

作为进一步地改进，所述块间手孔在分块长度方向上的横截面为矩形或梯形。

有益效果是：块间手孔的相应横截面为矩形或梯形，适于在块间手孔处进行螺栓紧固操作。

本发明所提供的管片整环预制方法的技术方案是：一种管片整环预制方法，包括如下步骤：

步骤一，组装预制模具；

按照预设管片整环轮廓线组装预制模具，由预制模具的底部模板、内侧模板、外侧模板和顶部模板围成浇筑环腔，浇筑环腔中沿预设管片整环轮廓线依次布置多个端头板组，各端头板组包括通过紧固螺栓可拆固定装配在一起的两端头板，在端头板组的两端头板的相背两侧对应所述紧固螺栓分别固设有块间手孔套盒，块间手孔套盒与预制模具配合以在浇筑环腔中围出手动预留腔，任意相邻两端头板组分别通过中间钢骨架相对固定装配在一起；

步骤二，在浇筑环腔中浇筑混凝土；

步骤三，拆模、养护，并在各端头板组处分离相应的两端头板，相应两端头板通过一体浇筑形成的混凝土本体相对固定装配在一起，以得到预制的多个管片分块，利用拆除块间手孔套盒后在混凝土本体上形成的块间手孔，可将任意预制的两个管片分块通过相应紧固螺栓固定连接在一起，将所有管片分块按照预设管片整环轮廓线依次固定装配在一起，即可形成管片整环结构。

有益效果是：本发明所提供的管片整环预制方法中，利用预制模具形成浇筑环腔，在浇筑环腔中布置端头板组和中间钢骨架，然后在浇筑环腔中浇筑缓凝土，以形成整环管片，然后在端头板组处拆分即可形成管片分块，由于采用整环浇筑成型的方式，可有效保证成型精度，适于应用于足尺试验中。而且，利用预制模具中的中间钢骨架固定端头板组，不仅可保证端头板组的位置精度，还可有效提高成型后的管片分块的整体强度，对应相应端头板的一侧设置块间手孔套盒，则为了方便后续成型块间手孔，进而方便将相应管片分块拼接组装在一起。

作为进一步地改进，所述步骤一中，依次布置底部模板、内侧模板、外侧模板及顶部模板，底部模板、内侧模板、外侧模板及顶部模板均沿预设管片整环轮廓线延伸，其中，在布置内侧模板后，将端头板组和中间钢骨架沿预设管片整环轮廓线布置在内侧模板外侧，然后再布置所述的外侧模板。

有益效果是：先安装内侧模板，再安装端头板组和中间钢骨架，然后再安装外侧模板的方式，更适合立式布置，安装较为方便，也方便调整更换。

作为进一步地改进，所述中间钢骨架包括沿预设管片整环轮廓线延伸布置的型钢，所述型钢上沿型钢长度方向依次布置有多个下料孔，各下料孔均沿上下方向延伸，在步骤二中浇筑混凝土时，混凝土浆液经所述下料孔进入所述型钢下方。

有益效果是：型钢上布置下料孔，方便在进行混凝土浇筑时供混凝土流向浇筑环腔底部。

作为进一步地改进，所述型钢为工字钢或H形钢，所述型钢具有腹板，所述型钢的腹板水平布置，所述型钢的腹板上沿型钢延伸方向依次间隔分布有多个所述的下料孔。

有益效果是：型钢的腹板水平布置，且在腹板上布置下料孔，在保证强度的情况下，方便加工制作下料孔。

作为进一步地改进，所述下料孔具有设定孔径，在步骤二中，通过下料孔下入振捣棒至所述浇筑环腔的底部振捣密实，直至完成混凝土浇筑。

有益效果是：通过下料孔下入振捣棒，方便振捣密实，改善浇筑效果。

作为进一步地改进，在步骤一中，在块间手孔套盒内充满膨胀材料，防止后续混凝土浇筑时混凝土浆液封堵块间手孔套盒。

有益效果是：在块间手孔套盒内注入膨胀材料，方便防止混凝土浆液封堵块间手孔套盒，影响后续拆模及重复使用。

附图说明

图1为本发明所提供的管片整环结构的示意图；

图2为图1中H处放大图；

图3为图1中混凝土本体内部型钢装配示意图；

图4为本发明所提供的管片整环预制方法实施例1所依据的预设管片整环轮廓线的示意图；

图5为本发明所提供的管片整环预制方法的实施例1中底部模板安装、内侧模板安装、骨架安装、外侧模板安装、混凝土浇筑及模板拆除后的示意图（其中，图5（a）为底模板安装；图5（b）内侧模板安装；图5（c）为骨架安装；图5（d）为安装纵向钢筋及块间手孔盒；图5（e）为外侧模板安装；图5（f）为混凝土浇筑；图5（g）为模板拆除）；

图6为图5中对应的剖视图（其中，图6（a）为图5（a）中A-A剖视图；图6（b）为图5（b）中B-B剖视图；图6（c）为图5（c）中C-C剖视图；图6（d）为图5（d）中D-D剖视图；图6（e）为图5（e）中E-E剖视图；图6（f）为图5（f）中F-F向剖视图；图6（g）为图5（g）中G-G剖视图）；

图7为图5中对应的俯视图（其中，图7（a）为图5（a）的俯视图；图7（b）为图5（b）的俯视图；图7（c）为图5（c）的俯视图；图7（d）为图5（d）的俯视图；图7（e）为图5（e）的俯视图；图7（f）为图5（f）的俯视图，图中的顶部模板未显示；图7（g）为图5（g）的俯视图）；

图8为图5中的中间管片分块的结构示意图；

图9为根据本发明管片整环预制方法实施例4所得到的管片分块的剖视图。

附图标记说明：

1、底座；2、底部模板；2-1、顶部模板；3、内侧模板；4、外侧模板；5、背楞；6、丝杆；7、斜撑；9、钢筋笼架；90、纵向钢筋；10、型钢；10-1、下料孔；11、端头板；12、块间手孔；120、块间手孔套盒；13、环间手孔；130、环件手孔螺旋筋；14、吊装孔套管；15、混凝土填充物；150、混凝土本体；16、紧固螺栓；100、中心点；200、预设管片整环轮廓线；300、管片分块；400、中间管片分块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的管片整环预制方法用于整环制作管片结构，在浇筑完成后，再将各管片分块300拆分，这样一来，由于整环一起制作，可有效保证制作精度，不会出现分块浇筑再整环拼装时带来的误差较大的问题，适于应用于足尺试验的管片试制。

本发明所提供的管片整环结构的实施例：

管片整环结构如图1至图3所示，该实施例中的管片整环结构可由下述的管片整环预制方法成型制作，管片整环结构具体包括多个管片分块300，此处等多个管片分块300可以沿预设管片整环轮廓线200依次对接布置，为方便表述，将管片分块300上与预设管片整环轮廓线200延伸方向相同的方向定义为分块长度方向，将管片分块300上与相应隧道延伸方向一致的方向定义为分块宽度方向，各管片分块300分别包括沿预设管片整环轮廓线200间隔分布的两端头板11，以及位于两端头板11之间且与两端头板11一体浇筑成型的混凝土本体150，该混凝土本体150中设有中间钢骨架，中间钢骨架沿分块长度方向延伸，同一管片分块300中，中间钢骨架在分块长度方向上的两端与相应两端头板11一一对应焊接连接。

另外，各管片分块300的两端头板11上分别设有螺栓安装孔，在混凝土本体上对应螺栓安装孔设有块间手孔12，此处的块间手孔12在分块长度方向上的横截面为梯形，此处的梯形指的是近似梯形的结构。如图2所示，在预设管片整环轮廓线200延伸方向上，任意相邻两管片分块300相向两端的两端头板11贴合，通过管片分块300上的块间手孔12在对应贴合的两端头板11上的螺栓安装孔中穿装紧固螺栓16，能够通过相应紧固螺栓16将相邻两管片分块300固定装配在一起，进而形成管片整环结构。

本实施例中，各管片分块300的中间钢骨架分别包括沿分块长度方向延伸的型钢10以及与型钢10焊接连接的多个纵向钢筋90，此处的纵向钢筋90沿分块宽度方向延伸，并且，所有的纵向钢筋90沿分块长度方向间隔分布有多个，以形成较强的支撑强度。当然，在其他实施例中，如果强度能够满足设计要求，也可以仅设置型钢，省去纵向钢筋。

另外，为提高强度，此处的型钢10在分块宽度方向上间隔分布有两个，各型钢10上沿分块长度方向依次布置有多个下料孔10-1，各下料孔10-1均沿所述分块宽度方向贯通相应型钢10，以在进行混凝土浇筑时供混凝土浆液进入相应型钢10下方。

在本实施例中，相应块间手孔12在分块长度方向上的横截面为近似梯形的结构，在其他实施例中，块间手孔12的横截面也可为近似矩形的结构，只要能够提供足够的操作空间即可。

在本实施例中，混凝土本体150中的中间钢骨架包括型钢10，在其他实施例中，如图9所示，中间钢骨架也可采用钢筋笼架9，以保证管片分块的结构强度。

本发明所提供的管片整环预制方法的具体实施例1：

预制方法整体包括如下步骤：

步骤一，组装预制模具

按照如图4所示的预设管片整环轮廓线200组装预制模具，由预制模具的底部模板2、内侧模板3、外侧模板4和顶部模板2-1围成浇筑环腔，浇筑环腔中沿预设管片整环轮廓线200依次布置多个端头板组，各端头板组包括可拆固定装配在一起的两端头板11，任意相邻两端头板组分别通过中间钢骨架相对固定装配在一起。

当然，为实现通过螺栓紧固装配的方式，在端头板组的两端头板11的相背两侧对应所述紧固螺栓16分别固设有块间手孔套盒120，块间手孔套盒120与预制模具配合以在浇筑环腔中围出手动预留腔，任意相邻两端头板组分别通过中间钢骨架相对固定装配在一起。

步骤二，在浇筑环腔中浇筑混凝土。

步骤三，在管片达到设定强度后，拆模并及时养护，并在各端头板组处分离相应的两端头板11，相应两端头板11通过一体浇筑形成的混凝土本体150相对固定装配在一起，以得到预制的多个管片分块300，利用拆除块间手孔套盒120后在混凝土本体150上形成的块间手孔12，可将任意预制的两个管片分块300通过相应紧固螺栓16固定连接在一起，将所有管片分块300按照预设管片整环轮廓线200依次固定装配在一起，即可形成管片整环结构。

具体而言，可按照下述方式拼接组装形成上述步骤一中的预制模具，组装预制模具时，可以按照预制结构定位、底部模板安装、内侧模板安装、骨架安装、外侧模板安装及顶部模板安装的步骤进行。

预制结构定位：首先进行场地硬化和平整，因预制管片呈环形闭合结构，场地硬化和平整范围可依实际需要而定，即可沿着预制结构底部一定范围内硬化平整，也可在环形闭合结构内全部硬化平整。如图4所示，先确定中心点100，再结合设计图纸及测量设备现场绘制预设管片整环轮廓线200，具体的轮廓线可选择内边缘线、中心线或外边缘线。

底部模板安装：按照图4所示的中心点100和预设管片整环轮廓线200布置预制定位结构，可布置底座1及底部模板2，底座1及底部模板2均沿预设管片整环轮廓线200延伸，局部结构如图5（a）、图6（a）和图7（a）所示，底部模板2采用必要的固定措施固定在底座1上.

内侧模板安装：如图5（b）、图6（b）和图7（b）所示，在底座1上安装内侧模板3，内侧模板3立式布置，内侧模板3和底部模板2之间可采用涂胶、焊接或安装锁脚块等方式进行固定，内侧模板3同样沿预设管片整环轮廓线200延伸布置。之后在内侧模板3的内侧安装背楞5，最后根据需要间隔的安装内部的斜撑7，提高内侧模板3整体结构的稳定性。需要说明的是，此处内侧模板3的内侧指的是内侧模板围成环形后，环形内侧即为内侧模板的内侧。

骨架安装：如图5（c）、图6（c）、图7（c）、图5（d）、图6（d）及图7（d）所示，先将各端头板11两两一组通过螺栓固定装配在一起，以形成多个端头板组，将各端头板组沿预设管片整环轮廓线200依次布置，然后在任意间隔布置的两个端头板组之间固定布置中间钢骨架，此处的中间钢骨架包括型钢10，型钢10沿分开长度方向延伸，型钢10具体为工字钢，本实施例中，任意相邻两端头板组之间的型钢10沿上下方向间隔布置有两个，每个型钢10的两端对应与相应端头板11焊接连接。并且，中间钢骨架还包括与型钢10焊接连接的多个纵向钢筋90，如果将图1中管片分块300上与相应隧道延伸方向一致的方向定义为分块宽度方向，各纵向钢筋90沿分块宽度方向延伸，各纵向钢筋90沿分块长度方向间隔分布有多个，将纵向钢筋90与型钢10焊接连接，以提高中间钢骨架的结构强度。

需要特别说明的是，端头板组既可以竖直，也可倾斜，其可以根据实际需要布置。

上述的工字钢卧式布置，工字钢的腹板水平布置，在工字钢的腹板上沿预设管片整环轮廓线200依次间隔布置有多个下料孔10-1，用于供浇筑的混凝土通过以流入型钢10下方。

实际上，对于上下两层型钢10来讲，下料孔10-1竖向位置保持一致，以使得上下不同型钢10上的下料孔10-1彼此对应贯通，下料孔10-1也具有设定孔径，可供振捣棒通过，以用于下料孔10-1下入振捣棒至所述浇筑环腔的底部振捣密实，直至完成混凝土浇筑。此处的设定孔径要足够大，保证振捣棒可正常通过。

所有端头板组通过中间钢骨架固定装配在一起，以形成一个整体。端头板组和中间钢骨架形成的整体布置在内侧模板3的外侧。如图5（d）所示，在完成骨架安装后，可将箍筋、吊装孔螺旋筋、环间手孔13螺旋筋、块间手孔套盒120等焊接到相应位置处，其中，在端头板组的两端头板11的相背两侧对应紧固螺栓16分别固设有块间手孔套盒120，以使得块间手孔套盒120与预制模具配合以在浇筑环腔中围出手动预留腔，并且，在内侧模板3上开设相应的吊装孔，与吊装孔螺旋筋对应，起到相应强化作用。

本实施例中，块间手孔套盒120为两面开口的六面体壳体，开口的一面焊接到端头板11的螺栓孔位置处，开口的另一面抵触到内侧模板3上，在端头板11通过螺栓连接完成后，在块间手孔套盒120内注入膨胀材料，防止后续混凝土浇筑时混凝土浆液封堵块间手孔套盒120，最后拆模时将膨胀材料取出，当然，拆模时，也需要拆除块间手孔套盒120，以在相应混凝土本体150上形成块间手孔12。

外侧模板安装：如图5（e）、图6（e）及图7（e）所示，在端头板组和中间钢骨架的外侧布置外侧模板4，外侧模板4立式布置，外侧模板4与底部模板2之间采用涂胶、焊接或安装锁脚块等方式进行固定。然后在外侧模板4的外侧安装背楞5，之后根据需要间隔安装外部的斜撑7，提高外侧模板4整体结构的稳定性。

顶部模板安装：如图5（e）、图6（e）及图7（e）所示，将顶部模板2-1安插到内侧模板3和外侧模板4之间，不同模板的接缝处用胶水粘结或点焊连接。

最后在外侧模板4上开设吊装孔，在内侧模板3和外侧模板4的吊装孔内横穿吊装孔套管14，并对套管进行固定和管缝间隙的填充，吊装孔套管14处由吊装孔螺旋筋加强。

按照上述步骤，可组装得到预制模具，其整体上包括沿预设管片整环轮廓线200延伸的底部模板2、内侧模板3、外侧模板4及顶部模板2-1，内侧模板3和外侧模板4均为立式布置，并且，底部模板2、内侧模板3、外侧模板4及顶部模板2-1-围成浇筑环腔，用于浇筑混凝土填充物15，在浇筑环腔中，沿预设管片整环轮廓线200依次间隔有多个端头板组，各端头板组均包括可拆固定装配在一起的两端头板11，任意间隔布置的两端头板组的相对内侧两端头板11之间固定连接有中间钢骨架，中间钢骨架沿预设管片整环轮廓线200延伸，中间钢骨架具体包括沿预设管片整环轮廓线200延伸布置的型钢10以及相应的纵向钢筋90，型钢10具体为工字钢，工字钢的腹板水平布置，型钢10的腹板上沿型钢10延伸方向依次间隔分布有多个下料孔10-1，各下料孔10-1均沿上下方向延伸，用于供浇筑的混凝土填充物15通过以进入型钢10下方。

在组装形成预制模具后，如图5（f）、图6（f）及图7（f）所示，在浇筑环腔中浇筑混凝土填充物15，浇筑混凝土时，混凝土经型钢10上的下料孔10-1浇筑到浇筑环腔的底部，在此过程中，可通过下料孔10-1下入振捣棒至浇筑环腔的底部振捣密实，直至完成混凝土浇筑。拆模后的管片结构如图5（g）、图6（g）及图7（g）和图1所示，混凝土填充物15形成管片分块300，管片分块300的端头布置端头板11，相邻的端头板11通过螺栓固定装配在一起以形成端头板组。在管片达到设定强度后，拆模并及时养护，并在各端头板组处分离相应的两端头板11，相应两端头板11通过一体浇筑形成的混凝土本体150相对固定装配在一起，以得到预制的多个管片分块300，其中，一个中间管片分块400的结构如图8所示，该中间管片分块400的混凝土本体150上设有吊装孔套管14、环件手孔以及块间手孔12，混凝土本体150的相应两端分别一体设置端头板11，并且，一个端头板11竖直布置，另外一个倾斜布置，安装时，利用拆除块间手孔套盒120后在混凝土本体150上形成的块间手孔12，可将任意预制的两个管片分块300通过相应紧固螺栓16固定连接在一起，将所有管片分块300按照预设管片整环轮廓线200依次固定装配在一起，即可形成管片整环结构，之后开展相关试验即可。

使用本实施例所提供的管片整环预制方法预制方式灵活，适用于不同形状、不同尺寸的常规或异形管片，具体可根据实际管片形状进行预制，管片可为圆形、矩形、类矩形及马蹄形等，还可预制特殊形状的环形管片。

所采用的预制模具整体上拆装较为方便，材料易取，且可重复使用，预制成本相对较低，并且，由于是整环集中预制，预制完成后再分开成块布置，可有效保证拼装精度，适于应用于足尺试验的管片预制场景中。

本发明所提供的管片整环预制方法的具体实施例2：

其与实施例的区别主要在于：实施例1中，型钢具体为工字钢。在本实施例中，型钢可为H型钢，此时，H型钢的腹板也可水平布置，H型钢的腹板上设置下料孔，供混凝土填充物通过。

当然，在其他实施例中，也可采用其他型钢，如角钢。

本发明所提供的管片整环预制方法的具体实施例3：

其与实施例的区别主要在于：实施例1中，安装内侧模板后，先安装端头板及中间钢骨架，再安装外侧模板。在本实施例中，也可以在安装完内侧模板后，先安装外侧模板，在形成的环槽中，由上向下地吊装放入固定装配在一起的端头板及中间钢骨架即可，安装相对不便。

本发明所提供的管片整环预制方法的具体实施例4：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，中间钢骨架包括型钢。在本实施例中，省去型钢，如图9所示，混凝土本体150中设置钢筋笼架9，由钢筋笼架9作为中间钢骨架使用。

需要说明的是，本发明所提供的管片整环预制方法，不仅可应用于足尺试验中的管片预制，也可应用于其他场景的管片预制例如缩尺试验、正常的管片试制。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管片整环结构，其特征在于，包括：

多个管片分块（300），用于沿预设管片整环轮廓线（200）依次对接布置，将管片分块（300）上与所述预设管片整环轮廓线（200）延伸方向相同的方向定义为分块长度方向；

各管片分块（300）分别包括沿所述预设管片整环轮廓线（200）间隔分布的两端头板（11），以及位于两端头板（11）之间且与两端头板（11）一体浇筑成型的混凝土本体（150），该混凝土本体（150）中设有中间钢骨架，中间钢骨架沿分块长度方向延伸，同一管片分块（300）中，中间钢骨架在分块长度方向上的两端与相应两端头板（11）一一对应焊接连接；

各管片分块（300）的两端头板（11）上分别设有螺栓安装孔，所述混凝土本体（150）上对应所述螺栓安装孔设有块间手孔（12）；

在预设管片整环轮廓线（200）延伸方向上，任意相邻两管片分块（300）相向两端的两端头板（11）贴合，通过管片分块（300）上的块间手孔（12）在对应贴合的两端头板（11）上的螺栓安装孔中穿装紧固螺栓（16），以通过所述紧固螺栓（16）将两管片分块（300）固定装配在一起，进而形成管片整环结构；

各管片分块（300）的中间钢骨架包括沿分块长度方向延伸的型钢（10），型钢（10）上沿分块长度方向依次布置有多个下料孔（10-1），将管片分块（300）上与相应隧道延伸方向一致的方向定义为分块宽度方向，各下料孔（10-1）均沿所述分块宽度方向贯通相应型钢（10），以在进行混凝土浇筑时供混凝土浆液进入相应型钢（10）下方。

2.根据权利要求1所述的管片整环结构，其特征在于，各管片分块（300）的中间钢骨架还包括与型钢（10）焊接连接的多个纵向钢筋（90），所述纵向钢筋（90）沿分块宽度方向延伸，所述纵向钢筋（90）沿分块长度方向间隔分布有多个。

3.根据权利要求2所述的管片整环结构，其特征在于，所述型钢（10）在分块宽度方向上间隔分布有两个以上，各型钢（10）上沿分块长度方向均依次布置有多个下料孔（10-1）。

4.根据权利要求1或2或3所述的管片整环结构，其特征在于，所述块间手孔（12）在分块长度方向上的横截面为矩形或梯形。

5.一种管片整环预制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，组装预制模具；

按照预设管片整环轮廓线（200）组装预制模具，由预制模具的底部模板（2）、内侧模板（3）、外侧模板（4）和顶部模板（2-1）围成浇筑环腔，浇筑环腔中沿预设管片整环轮廓线（200）依次布置多个端头板组，各端头板组包括通过紧固螺栓（16）可拆固定装配在一起的两端头板（11），在端头板组的两端头板（11）的相背两侧对应所述紧固螺栓（16）分别固设有块间手孔套盒（120），块间手孔套盒（120）与预制模具配合以在浇筑环腔中围出手动预留腔，任意相邻两端头板组分别通过中间钢骨架相对固定装配在一起；

步骤二，在浇筑环腔中浇筑混凝土；

步骤三，拆模、养护，并在各端头板组处分离相应的两端头板（11），相应两端头板（11）通过一体浇筑形成的混凝土本体（150）相对固定装配在一起，以得到预制的多个管片分块（300），利用拆除块间手孔套盒（120）后在混凝土本体（150）上形成的块间手孔（12），可将任意预制的两个管片分块（300）通过相应紧固螺栓（16）固定连接在一起，将所有管片分块（300）按照预设管片整环轮廓线（200）依次固定装配在一起，即可形成管片整环结构；

所述中间钢骨架包括沿预设管片整环轮廓线（200）延伸布置的型钢（10），所述型钢（10）上沿型钢长度方向依次布置有下料孔（10-1），下料孔（10-1）沿上下方向延伸，在步骤二中浇筑混凝土时，混凝土浆液经所述下料孔（10-1）进入所述型钢（10）下方。

6.根据权利要求5所述的管片整环预制方法，其特征在于，所述步骤一中，依次布置底部模板（2）、内侧模板（3）、外侧模板（4）及顶部模板（2-1），底部模板（2）、内侧模板（3）、外侧模板（4）及顶部模板（2-1）均沿预设管片整环轮廓线（200）延伸，其中，在布置内侧模板（3）后，将端头板组和中间钢骨架沿预设管片整环轮廓线（200）布置在内侧模板（3）外侧，然后再布置所述的外侧模板（4）。

7.根据权利要求6所述的管片整环预制方法，其特征在于，所述型钢（10）上沿型钢长度方向依次布置有多个下料孔（10-1），各下料孔（10-1）均沿上下方向延伸。

8.根据权利要求7所述的管片整环预制方法，其特征在于，所述型钢（10）为工字钢或H形钢，所述型钢（10）具有腹板，所述型钢（10）的腹板水平布置，所述型钢（10）的腹板上沿型钢（10）延伸方向依次间隔分布有多个所述的下料孔（10-1）。

9.根据权利要求7或8所述的管片整环预制方法，其特征在于，所述下料孔（10-1）具有设定孔径，在步骤二中，通过下料孔（10-1）下入振捣棒至所述浇筑环腔的底部振捣密实，直至完成混凝土浇筑。

10.根据权利要求6或7或8所述的管片整环预制方法，其特征在于，在步骤一中，在块间手孔套盒（120）内充满膨胀材料，防止后续混凝土浇筑时混凝土浆液封堵块间手孔套盒（120）。

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