[实用新型]盾构隧道直线段管环结构刚度蜗轮蜗杆式加强装置

说明书

本实用新型涉及一种盾构隧道直线段管环结构刚度蜗轮蜗杆式加强装置，用于主动加强的盾构隧道相邻管环间的刚度，包括加固拉杆，设置在加固拉杆两端的固定端和加载端。所述固定端包括以圆形剪力键相互连接的固定螺杆和旋转端台；加固拉杆包括丝杠部分、光滑圆杆部分和加固拉杆菱形头；加载端包括固定螺杆、可拆卸旋转扳手、加载力矩转变箱、力矩转变箱固定螺栓和固定端台五部分，加载力矩转变箱通过固定螺栓与固定端台紧固在一起；蜗轮设置于加载力矩转变箱内部，在加载力矩转变箱内，设置有直径大于丝杠孔直径的空腔。

技术领域

本实用新型属于隧道工程技术领域，涉及一种在盾构隧道直线段管环结构刚度的蜗轮蜗杆式加强装置。

背景技术

盾构隧道衬砌一般是在盾尾通过预制管片拼装而成的，管片接缝分为纵向接缝和环向接缝，拼缝处是衬砌结构受力的薄弱环节。盾构隧道相邻管环结构整体性主要依靠环间螺栓来维持，在施工工程中由于各种原因会出现纵向变形，其中包括台车振动荷载、渗漏、不同地质、不同埋深、不同施工因素、约束差异、不同地面荷载以及不同周边环境变化等各种因素。隧道的抗纵向变形能力很脆弱，引起隧道变形的因素通常是导致隧道变形向不利的方向发展。在隧道纵向变形或曲率半径达到一定的量值后，管环变形会侵占盾构隧道结构建筑界限，严重情况下，就可能出现管片环缝张开量过大而漏水或管片纵向受拉破坏，影响盾构隧道的安全性和使用性。

特别是在施工期，由于地层扰动初期盾构隧道不均匀沉降较为严重，隧道相邻管环间出现的张开变形及错位变形等工程问题可能会更加明显。目前盾构隧道相邻管环结构稳固性主要依靠环间螺栓来维持，缺少一种相邻管环结构刚度主动加强装置，所以亟待研制一种相邻管环结构刚度加强装置，主动加强仍处在施工期的盾构隧道管环结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种盾构隧道直线段管环结构刚度蜗轮蜗杆式加强装置，技术方案如下：

一种盾构隧道直线段管环结构刚度蜗轮蜗杆式加强装置，用于主动加强的盾构隧道相邻管环间的刚度，包括加固拉杆，设置在加固拉杆两端的固定端和加载端，其特征在于，

所述固定端包括以圆形剪力键相互连接的固定端固定螺杆和旋转端台，旋转端台能够绕固定端固定螺杆轴自由旋转，旋转端台设置有用以穿插加固拉杆的中间孔，在中间孔处设有防止加固拉杆旋转的榫槽；

加固拉杆包括丝杠部分、光滑圆杆部分和加固拉杆菱形头，在靠近加固拉杆菱形头的位置设置有与防止加固拉杆旋转的榫槽相匹配的防转榫头；

加载端包括加载端固定螺杆、可拆卸旋转扳手、加载力矩转变箱、力矩转变箱固定螺栓和固定端台五部分，固定端台以剪力键的形式和加载端固定螺杆相连接，并可以绕加载端固定螺杆轴线自由旋转，加载力矩转变箱通过固定螺栓与固定端台紧固在一起；

所述可拆卸旋转扳手为四角套筒扳手，与加载力矩转变箱上的四角杆相配合，能够自由卸载；

所述加载力矩转变箱包括变矩箱支架、主动加载轴、变矩轴、从动蜗杆轴和蜗轮，其中，主动加载轴、变矩轴、从动蜗杆轴和蜗轮通过固定轴的位置对部件固定，可拆卸旋转扳手的底座与主动加载轴顶部通过四角套筒相连；在变矩轴上固定有大齿轮和小齿轮，通过大齿轮与固定在主动加载轴上的齿轮相互咬合，通过小齿轮与固定在从动蜗杆轴上的齿轮相互咬合；在从动蜗杆轴上设置有蜗杆，并通过蜗杆与蜗轮相互咬合，蜗轮设置有与丝杠相匹配的内螺纹，并通过丝杠使得蜗轮靠剪力卡在加载力矩转变箱内，蜗轮旋转，丝杠被拉紧，在拉杆的拉力的作用下，相邻管环间相互贴紧，从而加强环间刚度；

蜗轮设置于加载力矩转变箱内部，在加载力矩转变箱内，设置有直径大于丝杠孔直径的空腔，蜗轮靠剪力卡在加载力矩转变箱内。