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一种隧道减震方法及其应用的消能构件及构件的应用方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
江学良;张继琪;杨慧;喻雷;刘文杰
申请/专利权人:
中南林业科技大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-11-12
申请/专利号:
CN201911101685.8
公开时间:
2020-02-28
公开号:
CN110847928A
主申请人地址:
410004 湖南省长沙市天心区韶山南路498号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种隧道减震方法,通过沿隧道走向选定多个断面,至少在每个端面的不同应力集中位置分别安装与隧道衬砌连为一体的消能构件,主要通过消能构件的弹性变形来吸收隧道衬砌受到的地震波能量,减小隧道衬砌受到的应力,从而减小隧道衬砌变形,保护隧道衬砌稳定,提高隧道安全系数。 2.一种用于权利要求1所述方法的消能构件,其特征在于:它包括固定筒及连接于其内腔中可滑动的弹性组件,弹性组件的两端与隧道衬砌中预埋的支座钢板连接固定。 3.如权利要求2所述的消能构件,其特征在于:所述固定筒为两端开口的方形筒,其两对侧板的内壁分别对称焊接有多块导向板,相邻的导向板之间形成滑槽;侧板和导向板均采用低碳钢板。 4.如权利要求3所述的消能构件,其特征在于:所述所述弹性组件包括一对方形的滑动板和垂直连接于两滑动板之间的多根消能弹簧,滑动板的四周各侧缘有外伸的滑块,滑块的数量与所述滑槽的数量相同。 5.如权利要求4所述的消能构件,其特征在于:所述消能弹簧采用低碳钢材质的螺旋弹簧,其两端分别与所述滑动板连接固定。 6.如权利要求5所述的消能构件,其特征在于:所述滑动板的外侧连接有多根钢杆,钢杆的外端所述支座钢板连接。 7.如权利要求6所述的消能构件,其特征在于:所述滑动板和消能弹簧及钢杆的整体件通过所述滑块和滑槽配合安装于所述固定筒的内腔中。 8.一种权利要求2所述消能构件的应用方法,包括以下步骤: (1)根据隧道的横截面形状,确定同一断面上的应力集中位置作为各消能构件的安装位置,同时使各消能构件的安装位置均处于隧道的基本建筑限界外; (2)根据消能构件的不同安装位置,确定相应消能构件两滑动板之间消能弹簧的数量及其具体链接位置; (3)在隧道开挖成形并铺设钢筋网后隧道衬砌浇筑前,根据断面上各消能构件的安装位置,在每个安装位置处将两块相同的方形钢板焊接固定在钢筋网上对应消能构件两端的位置,作为连接消能构件与衬砌的支座板; (4)待衬砌浇筑完成并稳定形成设计强度后,在消能构件的安装位置凿除部分衬砌混凝土作为消能构件的安装槽,注意使步骤(3)中固定的方形钢板暴露于安装槽中; (5)将各消能构件两端的钢杆分别连接固定于相应端的方形钢板上,使消能构件与隧道衬砌连成一体,注意钢杆与方形钢板连接固定前,使消能构件的消能弹簧处于预应力状态,为隧道衬砌提供初始的支撑保护力。
摘要:
本发明公开了一种隧道减震方法及其应用的消能构件及构件的应用方法,减震方法通过沿隧道走向选定多个断面,至少在每个断面的不同应力集中位置分别安装与隧道衬砌连为一体的消能构件。消能构件包括固定筒及连接于其内腔中可滑动的弹性组件,弹性组件的两端与隧道衬砌中预埋的支座钢板连接固定,使各消能构件与隧道衬砌刚性连接,使隧道衬砌在受到地震作用力时,能很快将力传递给消能构件,通过消能构件的弹性变形来吸收消化,从而大大减小地震作用力对隧道衬砌的破坏能力,保护隧道衬砌的稳定,提高隧道安全系数和可靠性。另外,消能构件能对隧道提供支撑保护作用,避免隧道的大变形。

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