本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)法地鐵隧道施工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種連接預(yù)制混凝土管片的螺栓，是由連接螺栓的鋼質(zhì)原材、環(huán)氧樹脂粘結(jié)層和包裹在原材外圍的碳纖維包覆層組成。

背景技術(shù)：

隨著各地大中型城市地鐵項(xiàng)目陸續(xù)上馬，盾構(gòu)法已在城市隧道建造中確定了絕對的統(tǒng)治地位，有人將其稱為城市隧道工法。我國的地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中明確提出了100年的設(shè)計(jì)壽命，但是要保證地鐵的百年壽命，必須首先解決地下混凝土結(jié)構(gòu)特別是盾構(gòu)管片的防腐防水問題。沿海環(huán)境中的各大城市，大多數(shù)地方為退海后形成的陸地，地下水質(zhì)含有大量SO₄^2-、Mg²⁺、Cl^-，且濃度嚴(yán)重超標(biāo)，部分地區(qū)環(huán)境作用等級處于D級以上，屬嚴(yán)重腐蝕。因此，在保障盾構(gòu)管片混凝土密實(shí)性的同時(shí)，必須對盾構(gòu)管片進(jìn)行外部的強(qiáng)化防腐防水，而盾構(gòu)管片之間的連接件作為整個(gè)拼裝系統(tǒng)的重要組成，強(qiáng)化防腐更加重要，如果螺栓的表面處理未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成螺栓在使用過程中生銹等現(xiàn)象，腐蝕到螺栓內(nèi)部后將影響到螺栓的機(jī)械性能及其抗拉強(qiáng)度。目前，管片螺栓的常用表面處理有：熱鍍鋅（熱浸鋅）、達(dá)克羅（俗稱：鋅基鉻酸鹽）、粉末滲鋅、多元復(fù)合粉末滲鋅等，其中最常見的是達(dá)克羅處理。但達(dá)克羅處理方式有許多不足之處，如：1.含有對環(huán)境和人體有害的鉻離子，尤其是六價(jià)鉻離子具有致癌作用。2.達(dá)克羅的燒結(jié)溫度較高、時(shí)間較長，能耗大。3.達(dá)克羅的表面硬度不高、耐磨性不好，影響制品表面質(zhì)量及防腐性能，在管片連接施工連接件穿管過程中與預(yù)留孔壁摩擦導(dǎo)致涂層損傷等。因此，達(dá)克羅涂層螺栓的實(shí)際使用壽命只有3年左右時(shí)間，3年之后就要陸續(xù)對螺栓進(jìn)行更換，導(dǎo)致隧道維護(hù)成本極大地提高?；谝陨媳尘?，本實(shí)用新型提出使用碳纖維包覆和熱鍍鋅處理結(jié)合的方案取代目前市場上的常規(guī)防腐蝕處理方式的創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是在于提供一種防腐性強(qiáng)、耐磨性好、易加工、低成本的隧道管片連接螺栓，并用此螺栓固定襯砌圓環(huán)（又稱管片），以強(qiáng)化盾構(gòu)管片襯砌系統(tǒng)防腐防水，延長地鐵隧道使用壽命，降低地鐵隧道維護(hù)成本的目標(biāo)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的一種碳纖維包覆和熱鍍鋅復(fù)合高強(qiáng)連接螺栓，包括螺栓本體，螺栓本體的形狀為彎曲形，在螺栓本體的一端為車絲端頭，在螺栓本體的另一端為螺帽，所述的螺栓本體、車絲端頭和螺帽采用鋼質(zhì)原材制成，其特征在于，在螺栓本體外設(shè)有環(huán)氧樹脂粘結(jié)層，在環(huán)氧樹脂粘結(jié)層外設(shè)有碳纖維包覆層，在螺帽的外輪廓設(shè)有鍍鋅層，在車絲端頭外設(shè)有鍍鋅層。

一種襯砌圓環(huán)，包括標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊和封頂塊，其特征在于，相鄰的標(biāo)準(zhǔn)塊、相鄰的鄰接塊之間用墊片與上述的碳纖維包覆和熱鍍鋅復(fù)合高強(qiáng)連接螺栓連接固定。

是由連接螺栓的鋼質(zhì)原材、環(huán)氧樹脂粘結(jié)層、碳纖維包覆層組成，車絲端頭和高強(qiáng)螺帽采用熱鍍鋅涂層處理。其加工方法,包括如下步驟:

1）鋼質(zhì)原材按設(shè)計(jì)尺寸截?。?/p>

2）鋼質(zhì)原材車絲、打毛處理、壓彎成型；

3）涂刷環(huán)氧樹脂粘結(jié)層；

4）碳纖維包覆復(fù)合材料包裹；

5）加熱碳化處理。

6）車絲端頭和高強(qiáng)螺帽熱鍍鋅處理。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：1.防腐防滲性能強(qiáng)、碳纖維本身在地下水甚至海水中基本不受腐蝕，跟樹脂結(jié)合后的復(fù)合材料又具有足夠的致密性，滲透率極低，很好保護(hù)了連接件鋼質(zhì)原材；2.碳纖維包覆層表面硬度極高，其復(fù)合材料包覆層的硬度是達(dá)克羅涂層硬度的百倍以上，因此耐磨性很高，在穿管施工過程中，表面層不會(huì)受損，極大提高了連接件的使用壽命，降低了隧道維護(hù)成本；3.碳纖維包覆層本身具有較高的抗拉、抗剪強(qiáng)度等良好的受力性能，與鋼質(zhì)原材結(jié)合后，可以極大提高連接件的受力性能。4.碳纖維包覆層易加工，可以使用復(fù)合材料一次性包裹后，只要加熱到150℃即可碳化成型；5.使用碳纖維包覆處理的成本僅比達(dá)克羅略高，與使用不銹鋼材質(zhì)相比具有較大的成本優(yōu)勢；6.采用熱鍍鋅端頭和螺帽復(fù)合處理的方式，處理過程簡單、施工方便、后期維護(hù)成本低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的主視圖。

圖2是圖1的A-A剖面放大圖。

圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用到襯砌圓環(huán)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種碳纖維包覆和熱鍍鋅復(fù)合高強(qiáng)連接螺栓，包括螺栓本體1，螺栓本體1的形狀為彎曲形，在螺栓本體的一端為車絲端頭5，在螺栓本體的另一端為螺帽4，所述的螺栓本體1、車絲端頭5和螺帽4采用鋼質(zhì)原材制成，其特征在于，在螺栓本體1外設(shè)有環(huán)氧樹脂粘結(jié)層2，在環(huán)氧樹脂粘結(jié)層2外設(shè)有碳纖維包覆層3，在螺帽4的外輪廓設(shè)有鍍鋅層7，在車絲端頭5外設(shè)有鍍鋅層6。

本實(shí)用新型所述的一種碳纖維包覆和熱鍍鋅復(fù)合高強(qiáng)連接螺栓的加工方法,包括如下步驟:

1）鋼質(zhì)原材按設(shè)計(jì)尺寸截取；

2）鋼質(zhì)原材車絲、打毛處理、壓彎成型；

3）涂刷環(huán)氧樹脂形成環(huán)氧樹脂粘結(jié)層2；

4）在環(huán)氧樹脂粘結(jié)層2外進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料包裹；

5）加熱150℃碳化處理形成碳纖維包覆層3。

6）車絲端頭和螺帽采用熱鍍鋅處理形成鍍鋅層。

如圖3所示，為本實(shí)用新型應(yīng)用到襯砌圓環(huán)的局部剖結(jié)構(gòu)示意圖，襯砌圓環(huán)9（又稱管片）包括標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊和封頂塊，相鄰的標(biāo)準(zhǔn)塊、相鄰的鄰接塊之間用本實(shí)用新型所述的一種碳纖維包覆和熱鍍鋅復(fù)合高強(qiáng)連接螺栓8連接固定。