连接组件、盾构管片连接结构以及盾构管片的制作方法

1.本发明属于盾构隧道工程技术领域，具体涉及一种连接组件、基于该连接组件的盾构管片连接结构以及一种盾构管片。


背景技术：

2.随着国内盾构技术的发展，盾构隧道的建设直径越来越大，相应的施工要求也需要更标准、更严格，因此对于盾构管片的连接技术也提出了更高的要求。国内传统的盾构隧道中，盾构管片的连接还需要人工拼装，对施工效率有着严重的制约作用；并且，传统的环缝连接件需要在管片中设置手孔，手孔的设置就要进行后续的封堵操作，封堵的质量难以保证，就会影响盾构管片连接的质量。此外，传统的盾构隧道中盾构管片的连接采用螺栓，存在容易变形、施工麻烦以及耗费人力和时间等缺点；并且传统的螺栓连接方法可靠性不高、连接紧密性差，盾构管片承受的剪力荷载会较多地传递给螺栓连接组件，盾构隧道运行后期会出现连接失效和隧道渗水等问题。


技术实现要素：

3.本发明涉及一种连接组件、基于该连接组件的盾构管片连接结构以及一种盾构管片，至少可解决现有技术的部分缺陷。
4.本发明提供一种连接组件，包括连接插头和连接插座，
5.所述连接插座包括插座外壳、弹性挤压件以及多个活动销，所述插座外壳具有中空内腔并且一端壳板上开设有承插孔，所述弹性挤压件收容于所述中空内腔中并且面向所述承插孔；
6.于所述插座外壳的内壁设有多个销座，所述活动销与所述销座数量相同并且一一对应配置，其中，所述活动销一端可活动地插设于对应的销座中并且另一端抵靠在所述弹性挤压件上；各所述活动销环形分布构成为与所述承插孔同轴并且朝弹性挤压件一侧收缩的喇叭状销组结构；
7.所述连接插头为头大尾小的台阶结构，所述连接插头与所述连接插座相匹配地满足：所述连接插头自所述承插孔插入并挤压所述弹性挤压件过程中，能使各所述活动销活动至一端与对应销座抵紧并且另一端抵紧在所述连接插头的台阶面上。
8.作为实施方式之一，各所述活动销均为斜圆柱体。
9.作为实施方式之一，各所述销座与所述承插孔位于同一壳板上。
10.作为实施方式之一，所述连接插头的头部为锥状头部。
11.作为实施方式之一，所述连接插头的尾部为螺纹杆段。
12.作为实施方式之一，所述连接插头的尾部嵌插于一预埋保护套中。
13.作为实施方式之一，所述活动销与所述连接插头的台阶面抵紧时，所述预埋保护套与所述插座外壳的对应壳板贴靠。
14.作为实施方式之一，所述弹性挤压件为橡胶垫或海绵垫。
15.本发明还提供一种盾构管片连接结构，包括沿隧道纵向依次排布的两块盾构管片，两块盾构管片通过如上所述的连接组件连接，其中，所述连接插头和所述连接插座分别埋设于两块盾构管片上并且二者相互插接。
16.本发明还提供一种盾构管片，包括管片本体，所述管片本体的其中一端设有连接插头并且另一端设有连接插座；
17.所述连接插座包括插座外壳、弹性挤压件以及多个活动销，所述插座外壳具有中空内腔并且一端壳板上开设有承插孔，所述弹性挤压件收容于所述中空内腔中并且面向所述承插孔；
18.于所述插座外壳的内壁设有多个销座，所述活动销与所述销座数量相同并且一一对应配置，其中，所述活动销一端可活动地插设于对应的销座中并且另一端抵靠在所述弹性挤压件上；各所述活动销环形分布构成为与所述承插孔同轴并且朝弹性挤压件一侧收缩的喇叭状销组结构；
19.所述连接插头为头大尾小的台阶结构，所述连接插头与所述连接插座相匹配地满足：所述连接插头自所述承插孔插入并挤压所述弹性挤压件过程中，能使各所述活动销活动至一端与对应销座抵紧并且另一端抵紧在所述连接插头的台阶面上。
20.本发明至少具有如下有益效果：
21.本发明提供的连接组件，至少具有如下优点：
22.(1)结构简单：该连接组件包括连接插头、活动销、销座、插座外壳和弹性挤压件等五类核心部件，每一个零件的结构都很简单，方便制造加工，加工效率高，制作成本低；
23.(2)安装操作简便：只需将连接插头插入至连接插座中即可，操作过程简单方便，可大幅提升工作效率。
24.(3)连接结构可靠：连接插头与各活动销卡紧，不仅能可靠地承受连接插头轴向方向上的力，并且，当承受剪力时，基于连接插头与活动销之间的相互限制，能较大程度地将剪力荷载分解为连接插头轴向方向上的力并传递给连接插头和插座外壳，因此本连接组件可以实现连接构件之间的稳定可靠连接。
25.当该连接组件用于盾构管片的纵向连接时，不仅能提高管片连接效率、降低施工成本，而且能实现盾构管片之间的稳定可靠连接。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1为本发明实施例提供的连接组件的结构示意图；
28.图2为本发明实施例提供的连接组件的另一视角的结构示意图；
29.图3为本发明实施例提供的连接插座的结构示意图；
30.图4为本发明实施例提供的连接组件插接后的结构示意图。
具体实施方式
31.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一
33.如图1-图4，本发明实施例提供一种连接组件，包括连接插头1和连接插座2，
34.所述连接插座2包括插座外壳21、弹性挤压件24以及多个活动销22，所述插座外壳21具有中空内腔并且一端壳板211上开设有承插孔，所述弹性挤压件24收容于所述中空内腔中并且面向所述承插孔；
35.于所述插座外壳21的内壁设有多个销座23，所述活动销22与所述销座23数量相同并且一一对应配置，其中，所述活动销22一端可活动地插设于对应的销座23中并且另一端抵靠在所述弹性挤压件24上；各所述活动销22环形分布构成为与所述承插孔同轴并且朝弹性挤压件24一侧收缩的喇叭状销组结构；
36.所述连接插头1为头大尾小的台阶结构，所述连接插头1与所述连接插座2相匹配地满足：所述连接插头1自所述承插孔插入并挤压所述弹性挤压件24过程中，能使各所述活动销22活动至一端与对应销座23抵紧并且另一端抵紧在所述连接插头1的台阶面上。
37.上述连接组件用于实现两个构件之间的连接，则连接插头1和连接插座2分别设置在两个构件上，当其中一个构件靠近另一个构件时，可使连接插头1靠近连接插座2，实现连接插头1自承插孔插入至中空内腔中。
38.在其中一个实施例中，上述承插孔为圆孔；该承插孔用于供连接插头1插入，因此，其他规则形状或不规则形状的承插孔也适用于本实施例中。
39.可以理解地，连接插头1插入时，与上述喇叭状销组结构同轴，以保证各活动销22均能与该连接插头1的台阶面抵紧，这可以通过连接插头1与连接插座2之间的初始定位实现，例如通过两个连接构件之间的定位实现。
40.在其中一个实施例中，上述连接插头1为圆柱状插头，易于加工，更易于与环形分布的喇叭状销组结构连接，与喇叭状销组结构中的各活动销22的传力均匀性更高。显然地，上述喇叭状销组结构的窄端内环尺寸小于上述台阶面的外沿尺寸，以略小于为佳，保证连接插头1的头部能够卡入该喇叭状销组结构的窄端并且各活动销22能够与该台阶面抵接；以连接插头1的头部为锥状头部、喇叭状销组结构的窄端为圆形端为例，该窄端内环直径略小于台阶面的外沿直径。
41.优选地，在连接插头1插入过程中，通过连接插头1的头部与各活动销22之间的接触、摩擦、挤压等作用，促使各活动销22向销座23中活动并最终一端抵紧在连接插头1的台阶面上。
42.在另外的实施例中，在连接插头1插入过程中，通过连接插头1挤压弹性挤压件24，在弹性挤压件24变形时，能够推动活动销22向销座23中滑动并支撑各活动销22，实现各活动销22逐渐靠近连接插头1的台阶面，最终连接插头1卡入至喇叭状销组结构的窄端。优选地，上述连接插头1的头端为尖端，能够更好地挤压弹性挤压件24，保证弹性挤压件24对活动销22的推力；同时，喇叭状销组结构窄端能够更紧密地环绕连接插头1，连接成功率和连
接可靠性更高。可选地，如图1、图2和图4，所述连接插头1的头部为锥状头部。
43.上述弹性挤压件24还能在连接插头1插入时起到缓冲与限位作用，并且在后续过程中，该弹性挤压件24与连接插头1始终保持紧密接触，能一定程度地吸收连接插头1所传递的振动和剪力等荷载。在其中一个实施例中，上述弹性挤压件24为橡胶垫或海绵垫，不仅工作可靠，而且具有耐候性、抗腐蚀性等性能，使用寿命长。
44.进一步优选地，如图1-图4，各所述销座23与所述承插孔位于同一壳板211上，一方面便于销座23和活动销22的布置，另一方面，各活动销22更靠近连接插头1，连接可靠性更高，同时，活动销22与连接插头1之间的相互作用力在连接插头1轴向上的分解力更大，利于将连接组件所承受的剪力化解为轴向力，可提高连接组件的服役寿命。其中，销座23与插座外壳21之间可以为一体成型结构，也可以是将销座23焊接在插座外壳21上。
45.可以理解地，销座23上相应地设有插槽，活动销22的一端插设在该插槽中，并能在该插槽中滑动；插槽的深度可根据上述要求进行设计，以确保活动销22能够活动至一端与对应销座23抵紧并且另一端抵紧在连接插头1的台阶面上。
46.进一步优选地，在销座23上设有排气孔，方便在活动销22滑动时将存储在插槽内部的气体及时排出，同时，可以起到空气阻尼的作用，减小活动销22与销座23之间的撞击。
47.优选地，如图1-图4，各所述活动销22均为斜圆柱体，使活动销22与连接插头1的台阶面以面接触形式抵紧，保证连接稳定性和可靠性以及便于组件间力的传递。销座23的插槽槽底相应地设计，以使活动销22与销座23以面接触形式抵紧。
48.如上所述，连接插头1和连接插座2需安装至对应的连接构件上。在其中一个实施例中，如图1、图2和图4，所述连接插头1的尾部为螺纹杆段，一方面可与对应的连接构件采用螺纹连接，保证安装可靠性，另一方面，可以实现连接插头1的外露长度，确保连接插头1能够与连接插座2顺利地插接。
49.进一步地，所述连接插头1的尾部嵌插于一预埋保护套11中，当上述连接插头1安装在混凝土构件上时，例如盾构管片，将预埋保护套11预埋在该连接构件中，完成该连接构件的制作后(例如预制或现浇)，再将连接插头1与预埋保护套11连接，操作方便，无需在连接构件上另外制作螺纹孔，能保证连接构件的结构质量以及连接插头1与连接构件之间的安装可靠性。进一步优选地，所述活动销22与所述连接插头1的台阶面抵紧时，所述预埋保护套11与所述插座外壳21的对应壳板211贴靠，预埋保护套11与插座外壳21之间可相互限位受力，确保两个连接构件之间的连接紧密性。
50.本实施例提供的连接组件，至少具有如下有益效果：
51.(1)结构简单：该连接组件包括连接插头1、活动销22、销座23、插座外壳21和弹性挤压件24等五类核心部件，每一个零件的结构都很简单，方便制造加工，加工效率高，制作成本低；
52.(2)安装操作简便：只需将连接插头1插入至连接插座2中即可，操作过程简单方便，可大幅提升工作效率。
53.(3)连接结构可靠：连接插头1与各活动销22卡紧，不仅能可靠地承受连接插头1轴向方向上的力，并且，当承受剪力时，基于连接插头1与活动销22之间的相互限制，能较大程度地将剪力荷载分解为连接插头1轴向方向上的力并传递给连接插头1和插座外壳21，因此本连接组件可以实现连接构件之间的稳定可靠连接。
54.实施例二
55.本发明实施例提供一种盾构管片连接结构，包括沿隧道纵向依次排布的两块盾构管片，两块盾构管片通过上述实施例一所提供的连接组件连接，其中，所述连接插头1和所述连接插座2分别埋设于两块盾构管片上并且二者相互插接。
56.连接插头1和连接插座2均优选为埋设在盾构管片中。
57.两块盾构管片之间优选为通过多组连接组件连接，以保证二者连接稳定性和可靠性。
58.实施例三
59.本发明实施例提供一种盾构管片，包括管片本体，所述管片本体的其中一端设有连接插头1并且另一端设有连接插座2；
60.所述连接插座2包括插座外壳21、弹性挤压件24以及多个活动销22，所述插座外壳21具有中空内腔并且一端壳板211上开设有承插孔，所述弹性挤压件24收容于所述中空内腔中并且面向所述承插孔；
61.于所述插座外壳21的内壁设有多个销座23，所述活动销22与所述销座23数量相同并且一一对应配置，其中，所述活动销22一端可活动地插设于对应的销座23中并且另一端抵靠在所述弹性挤压件24上；各所述活动销22环形分布构成为与所述承插孔同轴并且朝弹性挤压件24一侧收缩的喇叭状销组结构；
62.所述连接插头1为头大尾小的台阶结构，所述连接插头1与所述连接插座2相匹配地满足：所述连接插头1自所述承插孔插入并挤压所述弹性挤压件24过程中，能使各所述活动销22活动至一端与对应销座23抵紧并且另一端抵紧在所述连接插头1的台阶面上。
63.该盾构管片上设置的连接插头1及连接插座2的结构可参考上述实施例一中的相关内容，此处不作赘述。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种连接组件，其特征在于：包括连接插头和连接插座，所述连接插座包括插座外壳、弹性挤压件以及多个活动销，所述插座外壳具有中空内腔并且一端壳板上开设有承插孔，所述弹性挤压件收容于所述中空内腔中并且面向所述承插孔；于所述插座外壳的内壁设有多个销座，所述活动销与所述销座数量相同并且一一对应配置，其中，所述活动销一端可活动地插设于对应的销座中并且另一端抵靠在所述弹性挤压件上；各所述活动销环形分布构成为与所述承插孔同轴并且朝弹性挤压件一侧收缩的喇叭状销组结构；所述连接插头为头大尾小的台阶结构，所述连接插头与所述连接插座相匹配地满足：所述连接插头自所述承插孔插入并挤压所述弹性挤压件过程中，能使各所述活动销活动至一端与对应销座抵紧并且另一端抵紧在所述连接插头的台阶面上。2.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于：各所述活动销均为斜圆柱体。3.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于：各所述销座与所述承插孔位于同一壳板上。4.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于：所述连接插头的头部为锥状头部。5.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于：所述连接插头的尾部为螺纹杆段。6.如权利要求1或5所述的连接组件，其特征在于：所述连接插头的尾部嵌插于一预埋保护套中。7.如权利要求6所述的连接组件，其特征在于：所述活动销与所述连接插头的台阶面抵紧时，所述预埋保护套与所述插座外壳的对应壳板贴靠。8.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于：所述弹性挤压件为橡胶垫或海绵垫。9.一种盾构管片连接结构，包括沿隧道纵向依次排布的两块盾构管片，其特征在于：两块盾构管片通过权利要求1至8中任一项所述的连接组件连接，其中，所述连接插头和所述连接插座分别埋设于两块盾构管片上并且二者相互插接。10.一种盾构管片，包括管片本体，其特征在于：所述管片本体的其中一端设有连接插头并且另一端设有连接插座；所述连接插座包括插座外壳、弹性挤压件以及多个活动销，所述插座外壳具有中空内腔并且一端壳板上开设有承插孔，所述弹性挤压件收容于所述中空内腔中并且面向所述承插孔；于所述插座外壳的内壁设有多个销座，所述活动销与所述销座数量相同并且一一对应配置，其中，所述活动销一端可活动地插设于对应的销座中并且另一端抵靠在所述弹性挤压件上；各所述活动销环形分布构成为与所述承插孔同轴并且朝弹性挤压件一侧收缩的喇叭状销组结构；所述连接插头为头大尾小的台阶结构，所述连接插头与所述连接插座相匹配地满足：所述连接插头自所述承插孔插入并挤压所述弹性挤压件过程中，能使各所述活动销活动至一端与对应销座抵紧并且另一端抵紧在所述连接插头的台阶面上。

技术总结
本发明涉及一种连接组件，包括连接插头和连接插座，连接插座包括设有承插孔的插座外壳、弹性挤压件和多个活动销，各活动销环形分布构成为与承插孔同轴并且朝弹性挤压件一侧收缩的喇叭状销组结构；连接插头为头大尾小的台阶结构，连接插头自承插孔插入并挤压弹性挤压件时，能使各活动销活动至一端与对应销座抵紧并且另一端抵紧在连接插头的台阶面上。另外还涉及基于该连接组件的盾构管片连接结构以及设有连接插头和连接插座的盾构管片。上述连接组件结构简单，安装操作简便，能可靠地承受轴向力和剪力等荷载，因此可以实现盾构管片等连接构件之间的稳定可靠连接。连接构件之间的稳定可靠连接。连接构件之间的稳定可靠连接。


技术研发人员：肖明清 薛光桥 柳献 鲁志鹏 赵明应 吴鑫林 师一鸣 张肇一
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8