[实用新型]一种异形U形卡扣的连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道施工中盾构端头井围护结构，具体是一种盾构端头井围护结构中桩墙体中使用形U形卡扣连接固定不同直径的玻璃纤维筋与钢筋的结构。可推广至玻璃纤维筋土钉、锚索的应用。

背景技术

目前盾构法隧道是国内外应用最为广泛的一种隧道掘进方法，盾构法施工一般划分为三个阶段，即盾构始发、正常掘进、接收。目前地铁车站或盾构井（位于地面以下）是盾构机始发与接收的必要条件，在盾构机始发与到达及穿越前必须破除洞口的端头井围护结构内侧的钢筋混凝土桩墙体（其对应于盾构机前端的区域用玻璃纤维筋代替钢筋），在破除过程中存在较大的施工安全风险且工期较长，如破除后的外侧地层直接暴露，易出现涌水和坍塌，造成周围地层沉降，甚至塌方，进而造成盾构无法正常始发与接收等。如南京地铁元通站，2007年工人在割除洞口处支护结构钢筋时，土体突然坍塌，发生涌水涌砂现象，造成地面严重变形塌陷，塌陷长度达150m；该类事故不胜枚举，上海、长沙、天津等地区均出现过该类事故。寻求一种能利用盾构刀具直接切割的方法是摆在工程技术人员面前的课题。玻璃纤维筋（GlassFiberReinforcedPolymerRebar），简称GFRP，是一种玻璃纤维增强复合材料，由玻璃纤维和树脂经热融合而成，可加工成与钢筋一样的形式与尺寸。与钢筋相比，GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、可切割性好、抗腐蚀性能好、热传导和电传导能力低等优点，在很多情况下可以用来代替普通钢筋。在盾构机穿过的区域采用玻璃纤维筋局部替代钢筋后，盾构机可直接切割桩墙体，并建立土压，使盾构在少量端头加固及不降水条件下安全始发施工。

应用玻璃纤维筋局部替代钢筋后存在一些问题，如：同等直径的玻璃纤维筋提供的受弯承载力小于钢筋提供的受弯承载力，故为节省钢材连接时通常使用较大直径的玻璃纤维筋与较小直径的钢筋连接。不同直径的玻璃纤维筋与钢筋之间如何连接，若连接不牢固，则在端头井修建过程中和盾构掘进过程中易于出现桩墙体倒塌等事故，因此必须连接牢固。但玻璃纤维筋是在高温下形成的，不具备焊接性能，且难以弯折，因此其连接要考虑机械方法。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种异形U形卡扣的连接结构，解决工程中连接不同直径的玻璃纤维筋与钢筋时存在的连接不牢固而容易导致工程事故的问题。

本实用新型的技术方案是：一种异形U形卡扣的连接结构，包括需要连接在一起的玻璃纤维筋和钢筋，其特征在于，所述的玻璃纤维筋直径大于钢筋直径；玻璃纤维筋和钢筋的连接端通过异形U形卡扣相互连接，该异形U形卡扣包括异形U形卡、固定板、垫圈和螺母，异形U形卡的两端设有螺杆，该螺杆穿过固定板上两个对应的孔，并安装垫圈和螺母；该异形U形卡上部的间距以及底部圆弧的直径分别与所述的玻璃纤维筋和钢筋的直径相配合，玻璃纤维筋和钢筋位于异形U形卡的上部和下部，或互换。

所述的玻璃纤维筋位于该异形U形卡底部，该异形U形卡称为A型异形U形卡，该A型异形U形卡的圆弧底部的一侧或两侧向外侧凸出于该异形U形卡的上部两侧。

所述的A型异形U形卡的圆弧底部的直径等于玻璃纤维筋的直径；A型异形U形卡上部为平行直线段，两侧的间距等于钢筋直径；两侧的该平行直线段与该圆弧底部之间的弯折点距异形U形卡底端的垂直净距等于，其中R为玻璃纤维筋的半径，r为钢筋的半径。

所述的玻璃纤维筋位于该异形U形卡的上部，该异形U形卡称为B型异形U形卡，其圆弧底部的半径等于钢筋的半径；该B型异形U形卡上部平行直线段的间距等于玻璃纤维筋的直径，该平行直线段与底部之间以弧形段过渡，该弧形段设在该B型异形U形卡的一侧或两侧，向外侧弯曲；该弧形段的圆心与玻璃纤维筋的轴心相对应；该弧形段向外侧弯曲的弯折点距该B型异形U形卡底端的垂直净距等于，其中R为玻璃纤维筋的半径，r为钢筋的半径。

所述的异形U形卡扣采用优质钢材制成。

本实用新型有益效果是：该异形U形卡扣的应用可以有效解决玻璃纤维筋直径与钢筋直径不同时的连接问题，相比较于使用同等直径的玻璃纤维筋与钢筋连接，极大地降低了对钢筋的使用数量，使得盾构法施工更加节约、环保；从而加快盾构的施工速度，而且极大提高了盾构始发与接收的安全性。

附图说明

图1是本实用新型装有A型异形U形卡的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型装有A型异形U形卡的另一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型装有B型异形U形卡的一个实施例的结构示意图；