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近日,日本户田建设与日本HUME公司共同研发了一种适用于盾构隧道钢筋混凝土管片的新型环向接头。该接头由插入侧铁件和承插侧铁件组成,预埋在管片内的接头锚固段(锚筋)以及插入侧铁件的接头嵌合段都设计为楔形,并通过一体成型铸造实现了紧凑化,并降低了成本。性能测试表明,使用该接头的管片在抑制表面开裂方面优于传统产品。采用该接头可显著降低盾构隧道工程中管片的成本,同时进一步提升盾构隧道的整体质量。
随着盾构隧道施工技术的发展,对于无需螺栓紧固、仅需油缸顶推即可快速完成拼装的管片接头的需求日益增加。在此背景下,户田建设与HUME公司继成功共同开发出纵向快速接头“HGA接头”后,进一步拓展了技术领域,研发出新型的环向快速接头,以满足盾构隧道施工中对于高效、便捷接头的需求。
接头概要
该新型接头由配备楔形突起的插入侧铁件和配备楔形槽的承插侧铁件构成,以实现啮合功能,是一种适用于厚度较小的钢筋混凝土管片的紧凑型接头,具有成本效益且结构简洁。铁件预埋在钢筋混凝土管片中,通过液压油缸轴向插入管片即可完成拼装,形成盾构隧道结构。
接头特点
1)通过楔形设计,嵌合段实现了紧密的啮合作用,有效防止了承插侧铁件的张开,从而显著提升了嵌合段的强度。
2)锚固段采用楔形构造,能够有效抵抗拉力,与传统的异形钢筋相比,显著降低了管片开裂的风险。
3)采用一体成型铸造技术,实现了接头的紧凑设计与成本控制。
4)该接头设计特别适用于小直径盾构隧道中使用的厚度较小的管片。
性能试验结果
通过对新型接头的性能试验研究,验证了其符合接头规定的性能标准。在锚固拉拔试验中,相较于传统异形钢筋锚筋,该新型接头在达到约80%屈服荷载时才开始出现裂缝,且裂缝的数量与宽度均保持在较低水平。此外,其他相关试验结果显示,采用该新型接头的混凝土试件相较于现有接头开裂现象有所减少,有助于防止由初期开裂引起的隧道漏水问题,预期将提升管片的整体质量。
户田建设计划将本次研发的新型环向接头与既有的纵向快速接头“HGA接头”相结合,应用于现场施工中,以期在盾构隧道工程中实现施工省力化及工程质量的进一步提升。