CN106351258A - 一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊 - Google Patents

Abstract

本发明是一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，该管廊包括若干预制节段，所述预制节段内层为钢骨架，中间层为钢板层，外层为混凝土层，所述钢板层内设有拼接的钢板，所述钢骨架由环向钢梁和纵向钢梁组成，所述纵向钢梁将预制节段内多榀环向钢梁连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，钢板层内的钢板固接于环向钢梁和纵向钢梁的外表面，所述混凝土层中设有预先绑扎的纵、横向钢筋，并且所述混凝土层中预留张拉预应力拉索的拉索孔道和锚固端，各预制节段放置于垫层上，所述预应力拉索穿过拉索孔道张拉拉索，并通过锚具将预应力拉索锚固于锚固端。本发明具有自重轻、施工快捷、工业化程度高等优点。

Description

一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊

技术领域

本发明属于市政设施建设技术领域，具体涉及一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。近年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显，一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。地下综合管廊，又称共同沟，是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。推进他的建设，统筹各类市政管线规划、建设和管理，能够解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展。

然而，现浇的地下综合管廊在施工工期长、地面破坏严重、噪音和粉尘污染较大，极大地影响了城市环境和交通。预制装配技术能够实现“构件工厂加工、结构现场拼装”的施工方式，极大地提高了施工质量和效率，并实现绿色、节能建造。因此，在地下综合管廊的建设中引入预制装配技术具有一定的实际意义。基于此，人们先后提出了上拱形预应力结构拼装式地下管廊(CN204491661U)、预制楔形柔性接口装配式管廊(CN204040062U)、一种装配式预制竹复合管廊(CN204940337U)、一种钢结构城市综合管廊(CN204898721U)、一种可体内张拉的拼装综合管廊(CN204163108U)等基于各种材料的装配式地下综合管廊形式。

然而，混凝土的预制管廊构件沉重、装配不便，钢结构管廊的防水和受力相对较差。因此，利用混凝土和钢结构各自的优点，设计一种全部工厂预制、现场拼装的钢混凝土混合结构体系的地下综合管廊，能够为预制管廊的发展提供新的方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，保证管廊基本功能和部分预制的前提下，综合利用钢材和混凝土材料各自的优点，克服目前混凝土现浇管廊模板工程大、施工进度慢、环境影响大的缺点，克服混凝土全预制和部分预制管廊预制程序复杂、预制构件重、不便运输的缺点。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，该管廊包括若干预制节段，所述预制节段内层为钢骨架，中间层为钢板层，外层为混凝土层，所述钢板层内设有拼接的钢板，所述钢骨架由环向钢梁和纵向钢梁组成，所述纵向钢梁将预制节段内多榀环向钢梁连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，钢板层内的钢板固接于环向钢梁和纵向钢梁的外表面，所述混凝土层中设有预先绑扎的纵、横向钢筋，并且所述混凝土层中预留张拉预应力拉索的拉索孔道和锚固端，各预制节段放置于垫层上，所述预应力拉索穿过拉索孔道张拉拉索，并通过锚具将预应力拉索锚固于锚固端。

进一步的，该管廊断面为单仓或多仓的矩形、圆形、 管状拱形或者马蹄形。

进一步的，所述后张拉索体系由预应力拉索、拉索孔道、局部加劲板、锚具和锚固端组成，所述拉索孔道设置于混凝土层内部、以及环向钢梁和纵向钢梁的钢梁腹板处，所述预应力拉索上固接锚具，所述拉索孔道内设置经张拉产生预应力的预应力拉索，拉索孔道内的预应力拉索通过锚具和对应锚固端张拉固定，预应力拉索通过后张无粘结预应力的方式将多个预制节段拼接成整体。

进一步的，所述预制节段之间的拼缝处设有防水圈。

进一步的，所述局部加劲板设置于环向钢梁和纵向钢梁的拉索孔道两侧。

进一步的，所述环向钢梁由竖向环梁和水平环梁组成，所述竖向环梁和水平环梁之间通过钢梁拼接节点连接，竖向环梁和水平环梁的钢梁截面为工字形、H型钢或钢桁架梁的结构形式。

进一步的，所述钢梁拼接节点由高强螺栓、端板、加劲板、局部加劲肋组成，所述水平环梁通过高强螺栓和端板与竖向环梁连接在一起，所述加劲板设置于水平环梁和竖向环梁的夹角处,所述局部加劲肋设置于竖向环梁中，并与水平环梁下翼缘对应。

进一步的，所述钢板层内的钢板为压型钢板或普通钢板，在钢板表面固接有抗剪键。

本发明的有益效果是:

本发明的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊充分利用了钢骨架、钢板和混凝土的共同作用，在保证管廊的刚度、承载力和防水性能的前提下，降低了管廊总重和壁厚，便于运输；预制时，内部模板由钢梁和钢板组成的体系代替，仅需外部模板，降低了预制节段生产难度；内层采用钢梁和钢板，便利了内部管道支架的安装；整个建造过程实现了全预制拼装，实现了工厂预制、现场拼装的工业化生产，缩短了工期，减少了现场施工对周边环境的影响。

附图说明

图1是本发明管廊的剖面结构示意图；

图2是本发明图1管廊的I-I剖面和节段拼接示意图；

图3是本发明图1管廊的上角部节点构造示意放大图；

图4是本发明图1管廊的下角部节点构造示意放大图；

图5是本发明的后张拉索体系节点构造示意图；

图6是本发明的预制节段拼接节点构造示意图；

图7是本发明的另一种实施方式。

图中标号说明：1、混凝土层，2、钢板层，3、环向钢梁，31、竖向环梁，32、水平环梁，4、纵向钢梁，5、垫层，6、钢梁拼接节点，61、高强螺栓，62、端板，63、加劲板，64、局部加劲肋，7、后张拉索体系，71、预应力拉索，72、拉索孔道，73、局部加劲板，74、锚具，75、锚固端。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参照图1至图6所示，一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊该管廊包括若干预制节段，所述预制节段内层为钢骨架，中间层为钢板层2，外层为混凝土层1，所述钢板层2内设有拼接的钢板，所述钢骨架由环向钢梁3和纵向钢梁4组成，所述纵向钢梁4将预制节段内多榀环向钢梁3连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，钢板层2内的钢板固接于环向钢梁3和纵向钢梁4的外表面，所述混凝土层1中设有预先绑扎的纵、横向钢筋，并且所述混凝土层1中预留张拉预应力拉索的拉索孔道72和锚固端75，将各节段管廊放置于垫层5上，而后将预应力拉索71穿过拉索孔道72,张拉拉索，并用锚具74将预应力拉索71锚固于锚固端75。

该管廊断面为单仓或多仓的矩形、圆形、管状拱形或者马蹄形。

所述后张拉索体系7由预应力拉索71、拉索孔道72、局部加劲板73、锚具74和锚固端75组成，所述拉索孔道72设置于混凝土层1内部、以及环向钢梁3和纵向钢梁4的钢梁腹板处，所述预应力拉索71上固接锚具74，所述拉索孔道72内设置经张拉产生预应力的预应力拉索71，拉索孔道72内的预应力拉索71通过锚具74和对应锚固端75张拉固定，预应力拉索71通过后张无粘结预应力的方式将多个预制节段拼接成整体。

所述预制节段之间的拼缝处设有防水圈8，本实施例中，防水圈8可采用橡胶圈等防水材料或防水构造。

所述局部加劲板73设置于环向钢梁3和纵向钢梁4的拉索孔道72两侧。

所述环向钢梁3由竖向环梁31和水平环梁32组成，所述竖向环梁31和水平环梁32之间通过钢梁拼接节点6连接，竖向环梁31和水平环梁32的钢梁截面为工字形、H型钢或钢桁架梁的结构形式，用以提高钢梁的刚度和承载力，并节约材料。

所述钢梁拼接节点6由高强螺栓61、端板62、加劲板63、局部加劲肋64组成，所述水平环梁32通过高强螺栓61和端板62与竖向环梁31连接在一起，所述加劲板63设置于水平环梁32和竖向环梁31的夹角处，用以提高节点的抗转动能力，同时改善管廊角部受力，所述局部加劲肋64设置于竖向环梁31中，并与水平环梁32下翼缘对应，用以承担翼缘传递的集中力，改善构件在节点处的应力分布。

所述钢板层2内的钢板为压型钢板或普通钢板，在钢板表面固接有抗剪键9，本实施例中在钢板表面焊有栓钉作为抗剪键9。

参照图7所示，为一种改变管廊断面形式、采用普通钢板代替压型钢板的管廊预制节段。

下结合技术方案和附图详述本发明的实施步骤：

1）根据设计的管廊各部分尺寸，制作钢梁、钢板等构件。通过钢梁拼接节点6将竖向环梁31和水平环梁32拼接成环向钢梁3，用纵向钢梁4将节段内多榀环向钢梁3拼接成整体，形成空间钢骨架。

2）将钢板层2所用的压型钢板安装于环向钢梁3和纵向钢梁4的外表面，在压型钢板外表面焊接抗剪键（栓钉或其它形式）。

3）将环向钢梁3、纵向钢梁4和钢板层2所组成的整体放入模具中，并放入混凝土层1中所需的钢筋网；随后灌注混凝土，进行养护，成型并具有一定承载能力后拆模，继续养护直至具有全部承载能力，随后按计划时间运至现场。

4）在开挖并处理好的基坑中浇筑垫层5，将预制管廊节段放置在其上部，在两个预制节段接缝处设置防水圈8；将预应力拉索71穿过拉索孔道，进行预应力张拉，并用锚具74锚固，对后张拉索体系的节点位置进行防护处理。

5）按照4）的方式逐段或多段施工，直至整个管廊建设完成。

本发明原理

本发明管廊的内部环向钢梁3和纵向钢梁4、中间钢板层2和外侧混凝土层1共同承担由土体传递而来的外荷载，钢梁构成的空间骨架为管廊提供了较大的刚度，钢梁、钢板和混凝土的共同作用为管廊提供了较高的承载力，将管廊分成多个节段在工厂预制成型，随后在工地现场采用后张无粘结预应力技术将多个预制节段拼接成整体。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (8)

1.一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，该管廊包括若干预制节段，所述预制节段内层为钢骨架，中间层为钢板层(2)，外层为混凝土层(1)，所述钢板层(2)内设有拼接的钢板，所述钢骨架由环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)组成，所述纵向钢梁(4)将预制节段内多榀环向钢梁(3)连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，钢板层(2)内的钢板固接于环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)的外表面，所述混凝土层(1)中设有预先绑扎的纵、横向钢筋，并且所述混凝土层(1)中预留张拉预应力拉索的拉索孔道(72)和锚固端（75），各预制节段放置于垫层(5)上，所述预应力拉索(71)穿过拉索孔道(72)张拉拉索，并通过锚具(74)将预应力拉索(71)锚固于锚固端(75)。

2.根据权利要求1所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，该管廊断面为单仓或多仓的矩形、圆形、管状拱形或者马蹄形。

3.根据权利要求1所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，所述后张拉索体系(7)由预应力拉索(71)、拉索孔道(72)、局部加劲板(73)、锚具(74)和锚固端（75）组成，所述拉索孔道(72)设置于混凝土层(1)内部、以及环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)的钢梁腹板处，所述预应力拉索(71)上固接锚具(74)，所述拉索孔道(72)内设置经张拉产生预应力的预应力拉索(71)，拉索孔道(72)内的预应力拉索(71)通过锚具(74)和对应锚固端(75)张拉固定，预应力拉索(71)通过后张无粘结预应力的方式将多个预制节段拼接成整体。

4.根据权利要求3所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，所述预制节段之间的拼缝处设有防水圈(8)。

5.根据权利要求3所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，所述局部加劲板(73)设置于环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)的拉索孔道(72)两侧。

6.根据权利要求1或3所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，所述环向钢梁(3)由竖向环梁(31)和水平环梁(32)组成，所述竖向环梁(31)和水平环梁(32)之间通过钢梁拼接节点(6)连接，竖向环梁(31)和水平环梁(32)的钢梁截面为工字形、H型钢或钢桁架梁的结构形式。

7.根据权利要求6所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，所述钢梁拼接节点(6)由高强螺栓(61)、端板(62)、加劲板(63)、局部加劲肋(64)组成，所述水平环梁(32)通过高强螺栓(61)和端板(62)与竖向环梁(31)连接在一起，所述加劲板(63)设置于水平环梁(32)和竖向环梁(31)的夹角处,所述局部加劲肋(64)设置于竖向环梁(31)中，并与水平环梁(32)下翼缘对应。

8.根据权利要求1所述的全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于，所述钢板层(2)内的钢板为压型钢板或普通钢板，在钢板表面固接有抗剪键(9)。