高耐久性復合預制管片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程和節能環保技術領域，涉及一種采用新材料和新型構造形式的高耐久性復合預制管片，特別適用于地下涵洞或隧道建設，如盾構隧道施工。
【背景技術】
[0002]混凝土耐久性問題一直是困擾工程界的一個難題，尤其是鋼筋銹蝕導致的混凝土耐久性問題，每年會造成大量的經濟損失，嚴重的還會引發事故，造成人員、財產傷亡，這一問題在地下工程和工業建筑中尤為突出。
[0003]隨著城市的現代化、地下軌道交通的高速發展，盾構法因其先進的施工工藝、較高的施工效率和安全環保性，日益成為我國地下工程和隧道施工的主要方法。管片作為盾構隧道最主要和最關鍵的結構構件，其性能的優劣對工程質量和隧道服役壽命具有決定性的影響。
[0004]然而，目前國內外缺乏成熟的管片設計和生產規范與標準，管片壽命存在不確定性，特別是我國在管片的研究上與國外有著很大的差距。國內現有的管片材料、生產工藝、設備生產的管片耐久性差，難以滿足高抗滲、長壽命要求。
【實用新型內容】
[0005]本申請是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識作出的:
[0006]FRP是近年來在各種工程中廣泛應用的一種新型材料，是由碳纖維、玻璃纖維等高性能纖維與樹脂等基體混合，經過一定的加工工藝復合而成的非金屬材料。它具有很強的耐腐蝕能力，同時還有輕質、高強、成型方便等優點，現在已經逐漸應用于結構工程當中，顯示了良好的力學和耐久性性能。
[0007]從理論上講一個設計合理的FRP產品，應具有至少100年以上正常使用年限。在實際應用中，一些FRP工業設施，如電解槽等，已經正常使用超過50年，且仍在正常服役。
[0008]現有的管片材料、生產工藝、設備生產的管片耐久性差，難以滿足高抗滲、長壽命要求。然而，如果采用耐腐蝕的新型材料一一纖維增強復合材料(簡稱FRP)作為混凝土構件的外隔離層，形成高耐久性外FRP-內混凝土組合構件是一個經濟、有效的解決途徑。
[0009]由于管片的截面形式為專業設計人員通過具體工程需要確定，但由于FRP型材是一種各向異性材料，其連接形式需要特殊設計，因此經過長期相關研究經驗積累，本實用新型提出了一種適用性較強的管片結構。具體而言，本實用新型采用FRP型材為管片的外約束系統，內部連接加勁肋形成多空腔的FRP型材，內部可以填充填充物。FRP型材既承受載荷，又起到填充物模板的作用，內部的填充物起到抗剪作用，充分發揮了兩種材料的優點，使管片具有高耐腐蝕性和長壽命的優點。
[0010]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型從新型建筑材料角度提出一種高耐久性復合預制管片，所述高耐久性復合預制管片的耐久性好、成本低。
[0011]根據本實用新型的高耐久性復合預制管片，包括:上弧形板和下弧形板，所述上弧形板與所述下弧形板沿上下方向間隔開設置；左側板和右側板，所述左側板與所述右側板沿左右方向間隔開且所述左側板和右側板的上端和下端分別與所述上弧形板和所述下弧形板的左端和右端相連，所述上弧形板、下弧形板、左側板和右側板分別為纖維增強復合型材；至少一個加勁肋，至少一個所述加勁肋設在所述上弧形板與所述下弧形板之間且每個所述加勁肋的上端和下端分別與所述上弧形板和所述下弧形板相連。
[0012]根據本實用新型的高耐久性復合預制管片，上弧形板、下弧形板、左側板、右側板以及加勁肋可以構成多空腔的FRP型材系統，該系統可以較好的承受載荷且耐腐蝕性強，易于實施制造、成本相對較低。
[0013]另外，根據本實用新型的高耐久性復合預制管片還可以具有如下附加的技術特征:
[0014]根據本實用新型的一個實施例，所述上弧形板、下弧形板、左側板和右側板之間限定有空腔，至少一個所述加勁肋將所述空腔分割成多個子空腔，至少一個所述子空腔內設有填充物。
[0015]根據本實用新型的一個實施例，所述子空腔的縱截面形成為梯形、環形或不規則形。
[0016]根據本實用新型的一個實施例，所述纖維增強復合型材包括單向玻璃纖維結構層和表面氈層，所述單向玻璃纖維結構層和表面氈層內分別設有樹脂。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，所述表面氈層為碳纖維表面氈層。
[0018]根據本實用新型的一個實施例，所述單向玻璃纖維結構層為E型玻璃纖維層。
[0019]根據本實用新型的一個實施例，所述加勁肋為片狀纖維增強復合板，所述加勁肋沿所述高耐久性復合預制管片的軸向延伸設置。
[0020]根據本實用新型的一個實施例，所述加勁肋包括多個，多個所述加勁肋呈格構式或同心圓放射線式布置。
[0021]根據本實用新型的一個實施例，所述上弧形板與所述下弧形板的邊角處以及所述加勁肋與所述上弧形板和下弧形板的連接處為圓角過渡。
[0022]根據本實用新型的一個實施例，所述上弧形板的下表面和/或所述下弧形板的上表面上設有加強筋。
[0023]根據本實用新型的一個實施例，所述加強筋為纖維增強復合筋。
[0024]根據本實用新型的一個實施例，所述加勁肋上設有用于軸向連接多個所述高耐久性復合預制管片的軸向榫卯接口。
[0025]根據本實用新型的一個實施例，所述左側板和右側板上分別設有第一環向榫卯接口和可與所述第一環向榫卯接口適配的第二環向榫卯接口。
[0026]根據本實用新型的一個實施例，所述第一環向榫卯接口形成為凸塊和凹口中的一個，所述第二環向榫卯接口形成為凸塊和凹口中的另一個。
[0027]根據本實用新型的一個實施例，還包括榫卯連接件，所述第一環向榫卯接口和所述第二環向榫卯接口分別形成為可插接所述榫卯連接件的兩端的凹口。
[0028]根據本實用新型的一個實施例，所述上弧形板和/或下弧形板的一端分別設有舌型搭接件以搭接相鄰的兩個所述高耐久性復合預制管片。
[0029]根據本實用新型的一個實施例，所述舌型搭接件的長度為8-12cm。
[0030]根據本實用新型的一個實施例，所述榫卯連接件為軸對稱實心棒，在實心棒的長度方向上，所述實心棒的中部的徑向尺寸小于兩側的徑向尺寸。
[0031]根據本實用新型的一個實施例，所述榫卯連接件的邊角處為圓角過渡。
[0032]根據本實用新型的一個實施例，所述第一環向榫卯接口和所述第二環向榫卯接口的邊角處為圓角過渡。
[0033]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0034]圖1是根據本實用新型第一個實施例的高耐久性復合預制管片的結構示意圖；
[0035]圖2是根據本實用新型第二個實施例的高耐久性復合預制管片的結構示意圖；
[0036]圖3是根據本實用新型第三個實施例的高耐久性復合預制管片的結構示意圖；
[0037]圖4是根據本實用新型第四個實施例的高耐久性復合預制管片的結構示意圖；
[0038]圖5是根據本實用新型第五個實施例的高耐久性復合預制管片的結構示意圖；
[0039]圖6是根據本實用新型第六個實施例的高耐久性復合預制管片的結構示意圖；
[0040]圖7是根據本實用新型第一個實施例的高耐久性復合預制管片的榫卯連接件的結構示意圖；
[0041]圖8是根據本實用新型第二個實施例的高耐久性復合預制管片的榫卯連接件的結構示意圖。
[0042]附圖標記:
[0043]高耐久性復合預制管片100 ；
[0044]弧形外型I ;加強筋2 ;加勁肋3 ;軸向榫卯接口 4 ;第一環向榫卯接口 51 ;第二環向榫卯接口 52 ;舌型搭接件6 ;空腔7 ;榫卯連接件8。
【具體實施方式】
[0045]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0046]下面結合附圖詳細描述根據本實用新型實施例的高耐久性復合預制管片100。
[0047]參照圖1至圖8所示，根據本實用新型實施例的高耐久性復合預制管片100包括上弧形板、下弧形板、左側板、右側板和至少一個加勁肋3。
[0048]上弧形板與下弧形板沿上下方向間隔開設置，左側板與右側板沿左右方向間隔開設置。左側板的上端與上弧形板的左