本技術屬于裝配式隧道工程，具體涉及一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系。

背景技術：

1、隨著城市軌道交通建設的不斷擴大，隧道掘進技術得到了廣泛應用。在隧道建設過程中，受車站及既有建構筑物的制約，隧道線路不可避免與既有樁基產生空間上的沖突。為保證隧道建設的順利實施，對隧道結構與樁基沖突的情況，由于傳統鋼筋混凝土管片無法承載樁基荷載而鋼管片在水土濕熱環境下耐久性不足，因此目前常用的方法是通過修改線路避開障礙物、拆除樁基上部建構筑物，或樁基托換等措施，降低施工風險。然而，一方面，在日常工程應用中，受隧道線路眾多風險源的影響，修改路線的可操作空間受到進一步壓縮，且線路的修改常伴隨著投資及工期的增加；而在另一方面，拆除樁基上部建構筑物，待盾構通過后原位復建或選用樁基托換等手段以保證盾構順利掘進的措施，因其耗資巨大，工期冗長等缺點讓人詬病。

2、因此，急需一種新型的復合型管片體系，以適應重載條件，滿足耐久性要求，且截面通用，提高施工效率，降低工程成本。

技術實現思路

1、本實用新型為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系。

2、本實用新型的技術方案是：一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，包括鋼箱型承力構件，所述鋼箱型承力構件外設置有管片外保護層，所述管片外保護層、鋼箱型承力構件連接為一個整體，所述鋼箱型承力構件內形成多個空腔，所述空腔中填充有內部充填混凝土，所述內部充填混凝土與管片外保護層中的混凝土保護層內外共同作用，增強整體結構的穩固性和承載能力。

3、更進一步的，所述管片外保護層包括混凝土保護層、內側防裂鋼筋網，所述內側防裂鋼筋網與鋼箱型承力構件相連。

4、更進一步的，所述鋼箱型承力構件中分隔成多個箱室，所述箱室能夠填充內部充填混凝土。

5、更進一步的，所述管片外保護層、鋼箱型承力構件拼裝成環，所述鋼箱型承力構件環向通過環縫相連。

6、更進一步的，所述環縫通過填充混凝土相連，所述環縫能夠填充適應各種模具的企口、凹槽。

7、更進一步的，所述管片外保護層、鋼箱型承力構件縱向上通過縱縫相連。

8、更進一步的，所述縱縫通過填充混凝土相連，所述縱縫能夠填充適應各種模具的企口、凹槽。

9、更進一步的，所述鋼箱型承力構件中預留手孔，相鄰鋼箱型承力構件中的手孔相對應。

10、更進一步的，相鄰一對的手孔中設置有彎型螺栓，通過彎型螺栓實現相鄰鋼箱型承力構件的鋼連接。

11、本實用新型的有益效果如下：

12、本實用新型的盾構管片結構體系在結構上采用了分層設計。最外層是鋼筋混凝土保護層，它不僅能夠有效防止外部環境對內部結構的侵蝕，還能在一定程度上吸收和分散外部載荷，起到初步的保護作用。

13、本實用新型中間層是鋼箱型承力構件，這是整個結構體系的核心部分。鋼箱型承力構件由高強度鋼材制成，具有出色的承載能力和抗變形能力。其設計采用了環向和縱向的鋼肋板組合，形成了一個堅固的箱體結構。這種設計使得盾構管片在受到重載時能夠有效地分散壓力，減少單點受力過大的風險。

14、本實用新型內部是填充混凝土層，采用的高性能混凝土具有優異的抗壓強度和耐久性。它與鋼箱型承力構件緊密結合，形成了一個整體受力的復合型結構，進一步增強了盾構管片的整體穩定性。

15、本實用新型在材料方面，選用了高強度鋼材和高性能混凝土。高強度鋼材具有出色的抗拉、抗壓和抗剪能力，是制造鋼箱型承力構件的理想材料。而高性能混凝土則具有高強度、高耐久性和低滲透性等特點，非常適合作為鋼殼外部材料。

16、本實用新型采用了特制的彎型螺栓和其他高強度連接部件，以確保各層結構之間的緊密結合。這種連接方式不僅保證了結構的整體性，還能在一定程度上吸收和緩沖外部載荷對結構產生的沖擊。

17、本實用新型充分考慮了盾構管片在重載條件下的安全性和耐久性需求。通過優化結構設計、選用高強度材料和采用先進的連接方式，確保了盾構管片在長期使用過程中能夠保持穩定的承載能力和抗變形能力。此外，鋼筋混凝土保護層的設置也進一步增強了盾構管片的耐久性，使其能夠抵御各種惡劣環境條件的侵蝕。

技術特征：

1.一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：包括鋼箱型承力構件（2），所述鋼箱型承力構件（2）外設置有管片外保護層（1），所述管片外保護層（1）、鋼箱型承力構件（2）連接為一個整體，所述鋼箱型承力構件（2）內形成多個空腔，所述空腔中填充有內部充填混凝土（3），所述內部充填混凝土（3）與管片外保護層（1）中的混凝土保護層（11）內外共同作用，增強整體結構的穩固性和承載能力。

2.根據權利要求1所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述管片外保護層（1）包括混凝土保護層（11）、內側防裂鋼筋網（12），所述內側防裂鋼筋網（12）與鋼箱型承力構件（2）相連。

3.根據權利要求1所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述鋼箱型承力構件（2）中分隔成多個箱室，所述箱室能夠填充內部充填混凝土（3）。

4.根據權利要求1所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述管片外保護層（1）、鋼箱型承力構件（2）拼裝成環，所述鋼箱型承力構件（2）環向通過環縫相連。

5.根據權利要求4所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述環縫通過填充混凝土相連，所述環縫能夠填充適應各種模具的企口、凹槽。

6.根據權利要求4所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述管片外保護層（1）、鋼箱型承力構件（2）縱向上通過縱縫相連。

7.根據權利要求6所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述縱縫通過填充混凝土相連，所述縱縫能夠填充適應各種模具的企口、凹槽。

8.根據權利要求7所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：所述鋼箱型承力構件（2）中預留手孔（42），相鄰鋼箱型承力構件（2）中的手孔（42）相對應。

9.根據權利要求8所述的一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，其特征在于：相鄰一對的手孔（42）中設置有彎型螺栓（41），通過彎型螺栓（41）實現相鄰鋼箱型承力構件（2）的鋼連接。

技術總結
本技術公開了一種地下工程重載條件下的鋼混組復合型結構體系，包括鋼箱型承力構件，鋼箱型承力構件外設置有管片外保護層，管片外保護層、鋼箱型承力構件連接為一個整體，鋼箱型承力構件內形成多個空腔，空腔中填充有內部充填混凝土，內部充填混凝土與管片外保護層中的混凝土保護層內外共同作用，增強整體結構的穩固性和承載能力。本技術通過鋼箱型承力構件內部填充高性能混凝土的方式，能較大幅度提高管片自身承載能力；管片外部設置防裂鋼筋網及混凝土保護層，極大提高了管片自身耐久性；管片環縫和縱縫的連接采用混凝土，能夠適應各種模具的企口、凹槽等連接形式，便于利用模具生產，管片間采用專用搭接鋼板連接，提高了管片整體性。

技術研發人員：文斯翔,唐偉,黃永健,李愛東,吳劭旸,趙林,鄒晉華,高廉鎮,張舵,龔貴清
受保護的技術使用者：中國鐵路設計集團有限公司
技術研發日：20240710
技術公布日：2025/4/28