CN106381885A - 一种带骨架的钢结构地下综合管廊 - Google Patents

一种带骨架的钢结构地下综合管廊 Download PDF

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Abstract

本发明是一种带骨架的钢结构地下综合管廊，包括设置于该管廊最外层的防护层、设置于防护层内侧的防水层、设置于防水层内侧的钢板层、以及设置于钢板层内侧的钢骨架，所述钢骨架由环向钢梁和纵向钢梁组成，所述纵向钢梁将多榀环向钢梁连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，所述钢板层内的钢板固接于环向钢梁和纵向钢梁的外表面，钢板层与环向钢梁和纵向钢梁共同形成管廊结构主体。内层钢梁和中间钢板共同承担荷载，外层提供防水、保温等非结构功能，该管廊的施工可分部件工厂加工、现场拼接，也可分节段工厂整体加工、现场拼接。本发明具有自重轻、施工便捷、工业化程度高等优点。

Description

一种带骨架的钢结构地下综合管廊
技术领域
本发明属于市政设施建设技术领域，具体涉及一种带骨架的钢结构地下综合管廊。
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。
钢材作为一种相对绿色节能的土木工厂材料，在装配式领域有着独特的优势，在管廊领域也有人提出了一种钢结构城市综合管廊(CN204898721U)。然而，该发明中主要利用波纹钢板拼接而成，从力学角度来看，所能承受荷载有限，使得钢结构管廊仅能在地面荷载较小、埋置深度较浅时使用，且限制了管廊断面的尺寸。因此，设计一种具有更大承载能力的钢结构管廊将有利于钢结构管廊的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种带骨架的钢结构地下综合管廊，保证管廊基本功能的前提下，充分利用钢材强度高、工业化程度高的优点，克服目前混凝土管廊模板工程大、施工进度慢、环境影响大的缺点，且相较于纯钢板形式的钢结构管廊具有更大的承载能力，可设计更大断面尺寸的钢结构管廊。
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：
一种带骨架的钢结构地下综合管廊，包括设置于该管廊最外层的防护层、设置于防护层内侧的防水层、设置于防水层内侧的钢板层、以及设置于钢板层内侧的钢骨架，所述钢骨架由环向钢梁和纵向钢梁组成，所述纵向钢梁将多榀环向钢梁连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，所述钢板层内的钢板固接于环向钢梁和纵向钢梁的外表面，钢板层与环向钢梁和纵向钢梁共同形成管廊结构主体。
进一步的，所述管廊结构主体的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，所述钢板层内的钢板由多组平钢板和肋钢板组成，所述平钢板和肋钢板之间通过焊接方式连接在一起，所述平钢板之间通过焊接、铆接或螺栓连接方式固接在一起，所述肋钢板通过铆接或螺栓连接的方式固接环向钢梁和纵向钢梁，所述平钢板与防水层紧密贴合。
进一步的，所述环向钢梁由竖向环梁和水平环梁拼接组成，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，所述管廊结构主体外表面设置防水层和防护层后放置于垫层上。
进一步的，所述防护层包裹于管廊结构主体的最外层，防护层为具备一定强度和韧性的防水、耐磨保护材料。
进一步的，在所述钢板层防护层之间还设有保温层。
进一步的，所述防水层为聚合物水泥防水砂浆防水材料。
本发明的有益效果是:
本发明的带骨架的钢结构地下综合管廊充分利用了钢结构强度高、质量轻、安装方便的特点；内部结构层和外部功能层分工明确，概念清晰；在保证管廊刚度、承载力和防水性能的前提下，降低了管廊总重，便于运输，减小了对基坑的承载要求；全钢结构的形式，工业化程度高、现场工期短、施工对周边环境影响小。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图。
图2是本发明图1的I-I剖面示意图。
图3是本发明图1的上角部节点构造示意放大图。
图4是本发明的另一种实施方式。
图中标号说明：1、防护层，2、防水层，3、环向钢梁，31、竖向环梁，32、水平环梁，4、纵向钢梁，5、钢板层，51、平钢板，52、肋钢板，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。
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和图2所示，一种带骨架的钢结构地下综合管廊，包括设置于该管廊最外层的防护层1、设置于防护层1内侧的防水层2、设置于防水层2内侧的钢板层5、以及设置于钢板层5内侧的钢骨架，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将多榀环向钢梁3连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，所述钢板层5内的钢板固接于环向钢梁3和纵向钢梁4的外表面，钢板层5与环向钢梁3和纵向钢梁4共同形成管廊结构主体。
所述管廊结构主体的断面为单仓或多仓的矩形、圆形、管状拱形或者马蹄形。
参照图3所示，所述钢板层5内的钢板由多组平钢板51和肋钢板52组成，所述平钢板51和肋钢板52之间通过焊接方式连接在一起，所述平钢板51之间通过焊接、铆接或螺栓连接方式固接在一起，所述肋钢板52通过铆接或螺栓连接的方式固接环向钢梁3和纵向钢梁4，所述平钢板51与防水层2紧密贴合。
所述环向钢梁3由竖向环梁31和水平环梁32拼接组成，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。
进所述钢梁拼接节点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。
所述管廊结构主体外表面设置防水层2和防护层1后放置于垫层7上。
所述防护层1包裹于管廊结构主体的最外层，防护层1为具备一定强度和韧性的防水、耐磨保护材料。
在所述钢板层5防护层1之间还设有保温层。
所述防水层2为聚合物水泥防水砂浆防水材料。
参照图4所示，当管廊尺寸较大时，采用一种钢桁架替代钢梁的管廊结构，以提高钢梁的刚度和承载力，并节约材料。
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，并运送至施工现场。
2）在开挖并处理好的基坑中浇筑垫层7，建设当前施工段的底部防护层1和防水层2。
3）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。
4）将钢板层2所用的钢板安装于环向钢梁3和纵向钢梁4的外表面，利用铆接或螺栓连接的形式将钢梁与肋钢板52固接，施工上部三边的防护层1和防水层2。
5）进入下一个施工段，施工段之间的拼缝处，钢板层5和纵向钢梁4通过焊接、铆接或螺栓连接拼接，防护层1和防水层2连续施工，并进行适当防水和考虑温度等因素的处理，最终完成整个管廊的施工。
本发明原理
本发明中，管廊内部环向钢梁3和纵向钢梁4、中间的钢板层5形成结构层，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、钢板的共同作用为管廊提供了较高的承载力；外部的防护层1和防水层2形成管廊的功能层，主要提供保温隔热、防火、防水等功能；各构件在工厂生产，运送至现场后拼装，或将管廊分成多个节段在工厂预制成型，随后在工地现场拼接成整体。
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 (9)

1.一种带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，包括设置于该管廊最外层的防护层(1)、设置于防护层(1)内侧的防水层(2)、设置于防水层(2)内侧的钢板层(5)、以及设置于钢板层(5)内侧的钢骨架，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)将多榀环向钢梁(3)连接成廊状整体，形成空间形式的钢骨架，所述钢板层(5)内的钢板固接于环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)的外表面，钢板层(5)与环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)共同形成管廊结构主体。
2.根据权利要求1所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，所述管廊结构主体的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所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，所述钢板层(5)内的钢板由多组平钢板(51)和肋钢板(52)组成，所述平钢板(51)和肋钢板(52)之间通过焊接方式连接在一起，所述平钢板(51)之间通过焊接、铆接或螺栓连接方式固接在一起，所述肋钢板(52)通过铆接或螺栓连接的方式固接环向钢梁(3)和纵向钢梁(4)，所述平钢板(51)与防水层(2)紧密贴合。
4.根据权利要求1或3所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，所述环向钢梁(3)由竖向环梁(31)和水平环梁(32)拼接组成，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。
5.根据权利要求4所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，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。
6.根据权利要求1所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，所述管廊结构主体外表面设置防水层(2)和防护层(1)后放置于垫层(7)上。
7.根据权利要求1所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，所述防护层(1)包裹于管廊结构主体的最外层，防护层(1)为具备一定强度和韧性的防水、耐磨保护材料。
8.根据权利要求1所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，在所述钢板层(5)防护层(1)之间还设有保温层。
9.根据权利要求1或3所述的带骨架的钢结构地下综合管廊，其特征在于，所述防水层(2)为聚合物水泥防水砂浆防水材料。
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