[发明专利]一种类矩形盾构隧道用管片结构及其施工方法

权利要求书

1.一种类矩形盾构隧道用管片结构，包括管片本体，所述的管片本体的断面呈类矩形状，所述的管片本体包括位于断面拱底位置的拱底圆弧段、位于断面拱顶位置的拱顶圆弧段、以及位于断面两侧拱腰位置的两个拱腰圆弧段，两个所述的拱腰圆弧段的半径相等且均小于所述的拱底圆弧段的半径以及所述的拱顶圆弧段的半径，所述的拱底圆弧段的第一端和第二端分别与两个所述的拱腰圆弧段光滑相切连接，所述的拱顶圆弧段的第一端和第二端分别与两个所述的拱腰圆弧段光滑相切连接，其特征在于所述的拱顶圆弧段上设置有第一体外预应力筋，所述的第一体外预应力筋的两端分别安装在所述的拱顶圆弧段的第一端和第二端，所述的拱底圆弧段上设置有第二体外预应力筋，所述的第二体外预应力筋的两端分别安装在所述的拱底圆弧段的第一端和第二端；未受载状态下，所述的第一体外预应力筋的中部向下凹陷，所述的第二体外预应力筋的中部向上凸起。

2.如权利要求1所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的拱顶圆弧段的内壁的中间位置上设置有一凸起的第一体外楔形体，所述的第一体外楔形体上设置有左右贯通的第一安装孔，所述的第一体外预应力筋的一端固定安装在所述的拱顶圆弧段的第一端，所述的第一体外预应力筋的另一端穿过所述的第一安装孔固定安装在所述的拱顶圆弧段的第二端。

3.如权利要求1或2所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的拱底圆弧段的内壁的中间位置上设置有一凸起的第二体外楔形体，所述的第二体外楔形体上设置有左右贯通的第二安装孔，所述的第二体外预应力筋的一端固定安装在所述的拱底圆弧段的第一端，所述的第二体外预应力筋的另一端穿过所述的第二安装孔固定安装在所述的拱底圆弧段的第二端。

4.如权利要求1所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的拱顶圆弧段的第一端和第二端分别设置有锚具槽，所述的锚具槽内设置有用于锚固所述的第一体外预应力筋的端头的锚具。

5.如权利要求1所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的拱底圆弧段的第一端和第二端分别设置有锚具槽，所述的锚具槽内设置有用于锚固所述的第二体外预应力筋的端头的锚具。

6.如权利要求1所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的拱腰圆弧段内设置有体内预应力筋，未受载状态下，所述的体内预应力筋呈与所述的拱腰圆弧段弧度相匹配的弧形结构。

7.如权利要求6所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的拱腰圆弧段内设置有一空心管，所述的空心管包括与所述的拱腰圆弧段弧度相配合的弧形段和呈镜像对称设置在所述的弧形段两端的内弯直线段，所述的体内预应力筋穿接设置在所述的空心管内，所述的体内预应力筋包括设置在所述的弧形段中的支承段和设置在所述的支承段两端的直线安装段，所述的支承段的形状与所述的弧形段的弧形相配合，所述的直线安装段设置在所述的内弯直线段内，且所述的直线安装段的端头伸出所述的内弯直线段分别固定安装在所述的拱腰圆弧段的两端。

8.如权利要求7所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的弧形段与所述的内弯直线段的连接处设置有转向板，所述的拱腰圆弧段的两端分别设置有锚具槽，所述的锚具槽内设置有用于锚固所述的直线安装段的锚具。

9.如权利要求6所述的一种类矩形盾构隧道用管片结构，其特征在于所述的第一体外预应力筋、所述的第二体外预应力筋和所述的体内预应力筋为钢绞线。

10.一种如权利要求1所述的类矩形盾构隧道用管片结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将拱顶圆弧段、拱底圆弧段和两个拱腰圆弧段拼接到一起形成断面呈类矩形状的管片本体；

（2）在拱顶圆弧段上设置第一体外预应力筋，并将第一体外预应力筋的两端分别安装在拱顶圆弧段的两端，并保持第一体外预应力筋在为受载状态下其中部向下凹陷；

（3）在拱底圆弧段上设置第二体外预应力筋，并将第二体外预应力筋的两端分别安装在拱底圆弧段的两端，并保持第二体外预应力筋在未受载状态下其中部向上凸起。