CN106400840A - 装配式钢塑复合地下综合管廊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地下管廊。目的在于提供便于安装、运输且具有高结构强度的装配式钢塑复合地下综合管廊。所采用的技术方案是：装配式钢塑复合地下综合管廊，包括隧道主体和位于主体内部的若干支架；所述主体包括外壳和位于外壳内壁上的骨架，所述支架位于骨架上；所述外壳由多个呈正方形的面板拼接构成；所述骨架由多根钢条连接构成；所述面板拼接处的每一条拼接缝均与钢条相对，所述钢条通过螺栓与面板固定。本发明不仅便于安装和运输且结构强度极高。

Description

装配式钢塑复合地下综合管廊
技术领域
本发明涉及地下管廊,具体涉及装配式钢塑复合地下综合管廊。
背景技术
随着近十几年全国城市对电力、通讯、供水、燃气等需求的迅速扩大，在城市基础设施建设中输电电缆、通信电缆、供水管、下水管、燃气管的铺设呈井喷式增长，如果直接将各种管线铺设在地面上，将占用大量的土地资源。尤其是在土地资源严重不足的城市中，该矛盾尤为突出。目前，常规的管线敷设方式是在地下预埋管道，然后将管线沿着管道进行敷设。但采用这种方式敷设管线存在极大的缺陷，例如：1、一旦出现故障，不便于工作人员进行检修，往往还需要重新开挖。2、管道内部的管线敷设杂乱，增大了故障风险。为解决上述问题，现有技术中出现了专门用于管线敷设的综合管廊，工作人员可通过检修井进入管廊中对内部的管线进行检修，同时由于管廊内部的空间规划更加合理，也降低了事故风险。
现有的综合管廊均是采用混凝土制成，且主要分为眀挖现浇法和预制拼装法两种。采用眀挖现浇的方式，存在施工周期长的缺陷，一般20m标准段现浇隧道，从支模、钢筋绑扎，混凝土浇筑、养护到拆模需要35-45天，且在雨季施工时支护成本高，天气寒冷时根本无法进行施工。同时，现浇构筑物抗渗性和耐久性均不及工厂内预制的构筑物，另外，明挖现浇法的工程质量受施工单位技术力量及管理水平的影响较大，且伴随着严重的噪声、粉尘和废气泥浆的污染。同样的，采用预制拼装法仍然存在较多的缺陷，预制拼装法通常只能用于管廊标准断面范围，在宽度、高度有变化的非标准断面上尚无应用。大尺寸多舱室的管廊，由于其体积大，质量重，预制拼装法往往受到运输条件或现场起吊设备能力的制约，实施难度高。
除此之外，现有的无论是采用眀挖现浇法或预制拼装法制成的综合管廊由于均采用混凝土制成，其内部的支架在安装时也主要是固定在管廊壁上的固定支架，这类支架要么在预制或现浇阶段直接预埋在管廊壁上，要么在管廊施工完成后通过其他紧固件固定在管廊壁上，但由于紧固件往往需要穿入管廊壁上，这就破坏了管廊自身的结构，尤其是支架安装较多的综合性管廊，其受到的影响更大。
发明内容
本发明的目的在于提供便于安装、运输且具有高结构强度的装配式钢塑复合地下综合管廊。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：装配式钢塑复合地下综合管廊，包括管廊主体和位于主体内部的若干支架。所述主体包括外壳和位于外壳内壁上的骨架，所述支架位于骨架上。所述外壳由多个呈正方形的面板拼接构成。所述骨架由多根钢条连接构成。所述面板拼接处的每一条拼接缝均与钢条相对，所述钢条通过螺栓与面板固定。
优选的，所述支架包括连接座和支撑杆，所述支撑杆的一端与连接座连接，所述连接座与钢条连接。
优选的，构成所述骨架的钢条包括沿主体高度方向延伸的第一钢条、沿主体长度方向延伸的第二钢条和沿主体宽度方向延伸的第三钢条。所述支架位于第一钢条上。
优选的，所述每根第一钢条上均沿竖向设置多个支架。
优选的，所述连接座包括连接板，所述连接板一板面与第一钢条连接，另一板面设置两个相互平行的竖向的第一耳板。所述支撑杆一端设置连接部且连接部位于两个第一耳板之间。所述第一耳板和连接部上分别设置相对的第一螺栓孔，所述第一螺栓孔内设置调节螺栓，所述第一耳板和连接部之间通过调节螺栓的杆部构成铰接或通过第一耳板夹紧连接部构成锁定。
优选的，所述支撑杆由靠近连接头的一端向另一端逐渐变小且下表面呈波浪形，支撑杆远离连接头的端部弯折构成抵挡部，所述抵挡部呈与支撑杆下表面的波浪形相配合的弧形。
优选的，所述面板面向主体外部的板面沿面板边沿设置与面板垂直的法兰边，所述法兰边上设置第二螺栓孔。所述外壳位于同一平面上的面板之间通过穿设在第二螺栓孔内的螺栓固定。所述外壳的拐角处设置相吻合的L形连接件，所述L形连接件的两条边上分别设置与第二螺栓孔相对的第三螺栓孔，L形连接件的两条边分别通过螺栓与位于不同平面上的面板固定。
优选的，所述外壳位于侧面和顶面的面板的中部设置加强部，所述加强部呈向面板外侧凸起的球面形。所述面板之间、面板与L形连接件之间的拼接处均设置有橡胶密封件。
优选的，所述钢条为开口面向外壳或背向外壳的槽钢，所述连接板背向支撑杆的板面设置两个相互平行的竖向的第二耳板，所述两第二耳板之间的距离与槽钢的宽度相配合。所述槽钢的两槽壁上沿竖向均匀设置有多组第四螺栓孔，所述两第二耳板上设置有一组第四螺栓孔，所述第二耳板与槽钢之间通过穿设在第四螺栓孔内的定位螺栓构成锁定。
优选的，所述面板采用SMC材料制成，所述SMC材料由如下重量份组成：不饱和聚酯树脂100份，聚苯乙烯20份，聚甲基丙烯酸甲酯14份，碳酸钙50份，碳酸锌10份，氧化锆3份、氧化钡3份、氧化镁5份，长玻纤90份，硬脂酸钡7份，过氧化苯甲酰5份，N-苯基马来酰亚胺2.5份，乙烯基双硬脂酸酰胺4.5份，二硫化钼2.5份。
本发明的有益效果集中体现在，不仅便于安装和运输且结构强度极高。具体来说，本发明主体的外壳由多个面板拼接构成，骨架由多根钢条连接构成，由于各面板和钢条体积小、重量轻，这就更加的便于运输。同时，由于面板和钢条均是预制品，在现场只需进行装配，极大的提高了施工速度，降低了施工难度。另外，本发明通过多根钢条构成的骨架使主体的结构强度得到提升，虽然面板之间的拼接缝处是外壳结构强度的薄弱点，但本发明构成骨架的钢条正好与面板之间的拼接缝相对，解决了外壳的面板之间拼接缝处结构强度不足的缺陷，因此，本发明的整体结构强度极高。与此同时，骨架还正好作为支架的安装位置，使用非常方便。
附图说明
图1为本发明的局部结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为骨架的结构示意图；
图4为支架的安装示意图；
图5为支架的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为支撑杆的结构示意图；
图8为一种优选的支架的结构示意图；
图9为面板的结构示意图；
图10为外壳同一平面上的面板的安装示意图；
图11为外壳拐角处的面板的安装示意图。
具体实施方式
结合图1-11所示的装配式钢塑复合地下综合管廊，包括隧道主体和位于主体内部的若干支架2，隧道主体内部未设置支架2的区域可用于敷设排水管网、煤气管网、电缆管网等，同样的支架2也可以用于敷设排水管网、煤气管网、电缆管网等。最简单的支架2就是位于主体内部的多根横向的杆体，杆体上可放置电缆、线槽或各种管道，支架2也可以就是一条沿主体内壁固定敷设的线槽或其他起到相同作用的结构。所述主体包括外壳3和位于外壳3内壁上的骨架4，如图2所示，所述外壳3由多个呈正方形的面板5拼接构成，正方形的面板5具有极强的通用性，除了可拼接成如图中所示的长方体状的外壳3外，也可拼接成其他的异性外壳3。所述骨架4由多根钢条连接构成，通常情况下钢条之间相互焊接，当然也可以采用螺栓连接，为了提高连接的稳定性，其中优选焊接的方式。所述支架2位于骨架4上，也就是说支架2是安装在构成骨架4的钢条上的。当然，为了便于支架2的安装，更好的做法是，所述支架2包括连接座和支撑杆6，所述支撑杆6的一端与连接座连接，所述连接座骨架4连接，也就是连接座与钢条连接，连接座与钢条之间通常也是采用焊接的方式。所述面板5拼接处的每一条拼接缝均与钢条相对，所述钢条通过螺栓与面板5固定，结合图1和2所示，也就是说图2中面板5之间拼接的缝隙处对应主体的内部都有一根钢条。
本发明主体的外壳由多个面板5拼接构成，骨架4由多根钢条连接构成，由于各面板5和钢条体积小、重量轻，这就更加的便于运输。同时，由于面板5和钢条均是预制品，在现场只需进行装配，极大的提高了施工速度，降低了施工难度。另外，本发明通过多根钢条构成的骨架4使主体的结构强度得到提升，虽然面板5之间的拼接缝处是外壳3结构强度的薄弱点，但本发明构成骨架4的钢条正好与面板5之间的拼接缝相对，解决了外壳3的面板5之间拼接缝处结构强度不足的缺陷，因此，本发明的整体结构强度极高。与此同时，骨架4还正好作为支架2的安装位置，使用非常方便。
如图3所示，本发明构成所述骨架4的钢条包括沿主体高度方向延伸的第一钢条7、沿主体长度方向延伸的第二钢条8和沿主体宽度方向延伸的第三钢条9。所述支架2位于第一钢条7上，由于支架2上安装电缆后，支架2受到的力主要来自于电缆的重力，将支架2安装在第一钢条7上，更加便于将支架2受到的力向下分散传递，从而避免了骨架4应力集中，这样的做法尤其适合在支架2上安装截面较大的电缆。每一根第一钢条7上可设置一个支架2，为了提高空间的利用率，还可以在每根第一钢条7上均沿竖向设置多个支架2，一方面这样可以敷设更多的电缆，另一方面也可对电缆进行分层敷设，从而便于管理和检修。
进一步的，更好的做法还可以是结合图4-7所示，所述连接座包括连接板10，所述连接板10一板面与第一钢条7连接，另一板面设置两个相互平行的竖向的第一耳板11，图中连接板10左侧的板面用于与第一钢条7连接，则起右侧的板面设置两个第一耳板11。相应的，所述支撑杆6左端设置连接部12且连接部12位于两个第一耳板11之间。所述第一耳板11和连接部12上分别设置相对的第一螺栓孔，所述第一螺栓孔内设置调节螺栓13，所述第一耳板11和连接部12之间通过调节螺栓13的杆部构成铰接或通过第一耳板11夹紧连接部12构成锁定。也就是说，当放松调节螺栓13时，调节螺栓13的杆部构成铰接轴，支撑杆6可绕着调节螺栓13的杆部旋转，从而进行角度的调节，当调节到位后，又可以拧紧调节螺栓13，调节螺栓13拉扯第一耳板11，使第一耳板11夹紧连接部12，从而实现定位。连接部12一方面起到连接的作用，另一方面起特殊的异性构造也起到限位的作用，也就是说，即使调节螺栓13松动，第一耳板11无法夹紧连接部12，连接部12的下部也可以抵靠在连接板10，从而避免支撑杆6过度旋转。
另外，更好的做法还可以是，所述支撑杆6由靠近连接头的一端向另一端逐渐变小且下表面呈波浪形，支撑杆6远离连接头的端部弯折构成抵挡部14，所述抵挡部14呈与支撑杆6下表面的波浪形相配合的弧形。这样的结构主要有两大优势，下表面呈波浪形的支撑杆6自身的结构强度本身就更高，同时在支架2载重量较大时，可以将位于下方的支架2的支撑杆6调整至倾斜状态，使其抵挡部14抵靠在上方的支架2的下表面。该结构就如图1中所示，这样就可以极大的提升位于上方的支架2的结构强度，非常适合安装重量较大的电缆。而位于下方的支架2可以安装较轻的电缆，利用效率极高。
本发明所述的面板5之间的拼接方式较多，例如：可以在面板5一组相对的边沿设置凹槽，另一组相对的边沿设置相匹配的凸棱，各面板5之间通过凹槽和凸棱构成拼接。也可以是通过工字型的卡子将面板5卡接。当然，采用其他起到相同作用的方式也是可行的，具体来说，更好的做法是，结合图9-11所示，所述面板5面向主体外部的板面沿面板5边沿设置与面板5垂直的法兰边15，所述法兰边15上设置第二螺栓孔。所述外壳3位于同一平面上的面板5之间通过穿设在第二螺栓孔内的螺栓固定。所述外壳3的拐角处设置相吻合的L形连接件16，所述L形连接件16的两条边上分别设置与第二螺栓孔相对的第三螺栓孔，L形连接件16的两条边分别通过螺栓与位于不同平面上的面板5固定。这种连接结构既保证了安装的便捷性，也兼顾了连接的稳定性。如图9所示，还可以在所述外壳3位于侧面和顶面的面板5的中部设置加强部17，所述加强部17呈向面板5外侧凸起的球面形。如图10和11所示，所述面板5之间、面板5与L形连接件16之间的拼接处均设置有橡胶密封件18。橡胶密封件18的形状既可以是常规的片状，也可以是如图10和图11所示的异形，其中异性的橡胶密封件18可提高包覆性，使密封效果更佳。
本发明的支架2除上述的直接焊接在钢条上的方式外，还可以采用可调节的支架2。其具体结构为，如图8所示，所述钢条为开口面向外壳3或背向外壳3的槽钢，所述连接板10背向支撑杆6的板面设置两个相互平行的竖向的第二耳板19，所述两第二耳板19之间的距离与槽钢的宽度相配合。所述槽钢的两槽壁上沿竖向均匀设置有多组第四螺栓孔，所述两第二耳板19上设置有一组第四螺栓孔，所述第二耳板19与槽钢之间通过穿设在第四螺栓孔内的定位螺栓20构成锁定。这样一来，就可以沿竖向调整支架2的安装位置，使本发明的通用性更强。
为了进一步提升面板5自身的结构强度，所述面板5采用SMC材料制成，所述的SMC材料即是片状模塑料。所述SMC材料由如下重量份组成：不饱和聚酯树脂100份，聚苯乙烯20份，聚甲基丙烯酸甲酯14份，碳酸钙50份，碳酸锌10份，氧化锆3份、氧化钡3份、氧化镁5份，长玻纤90份，硬脂酸钡7份，过氧化苯甲酰5份，N-苯基马来酰亚胺2.5份，乙烯基双硬脂酸酰胺4.5份，二硫化钼2.5份。
所述SMC材料按以下方法加工制成：
a.按所述重量份将聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、过氧化苯甲酰、N-苯基马来酰亚胺、乙烯基双硬脂酸酰胺以及二硫化钼加入到不饱和聚酯树脂中，混合均匀；然后加入碳酸钙、碳酸锌、氧化锆、氧化钡、氧化镁和硬脂酸锌，混合均匀，得到树脂糊。
b.将步骤a所得树脂糊均匀的涂敷在上下两层聚乙烯薄膜上，中间均匀沉降经硅烷偶联剂处理后的长玻纤，经过挤压，使树脂糊和长玻纤充分浸润后收卷；
c.将步骤b收卷好的片材，在35-45℃下增稠48小时。
经过上述方法得到SMC材料性能指标如下表：
测试项目 单位 测试标准 数值
弯曲强度 MPa ISO178-2001E 313
冲击强度 KJ/m2 ISO179-2000E 89
成型收缩率 ％ ISO2577-1984E 0.17
成品密度 g/cm3 ISO1183-2004E 2.1
结合上表可以看出，本发明采用的SMC材料，其性能指标优异。由本发明的SMC材料制成的面板5结构强度将大大的提高。

Claims (10)

1.装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：包括隧道主体和位于主体内部的若干支架(2)；所述主体包括外壳(3)和位于外壳(3)内壁上的骨架(4)，所述支架(2)位于骨架(4)上；所述外壳(3)由多个呈正方形的面板(5)拼接构成；所述骨架(4)由多根钢条连接构成；所述面板(5)拼接处的每一条拼接缝均与钢条相对，所述钢条通过螺栓与面板(5)固定。
2.根据权利要求1所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述支架(2)包括连接座和支撑杆(6)，所述支撑杆(6)的一端与连接座连接，所述连接座与钢条连接。
3.根据权利要求2所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：构成所述骨架(4)的钢条包括沿主体高度方向延伸的第一钢条(7)、沿主体长度方向延伸的第二钢条(8)和沿主体宽度方向延伸的第三钢条(9)；所述支架(2)位于第一钢条(7)上。
4.根据权利要求3所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述每根第一钢条(7)上均沿竖向设置多个支架(2)。
5.根据权利要求4所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述连接座包括连接板(10)，所述连接板(10)一板面与第一钢条(7)连接，另一板面设置两个相互平行的竖向的第一耳板(11)；所述支撑杆(6)一端设置连接部(12)且连接部(12)位于两个第一耳板(11)之间；所述第一耳板(11)和连接部(12)上分别设置相对的第一螺栓孔，所述第一螺栓孔内设置调节螺栓(13)，所述第一耳板(11)和连接部(12)之间通过调节螺栓(13)的杆部构成铰接或通过第一耳板(11)夹紧连接部(12)构成锁定。
6.根据权利要求5所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述支撑杆(6)由靠近连接头的一端向另一端逐渐变小且下表面呈波浪形，支撑杆(6)远离连接头的端部弯折构成抵挡部(14)，所述抵挡部(14)呈与支撑杆(6)下表面的波浪形相配合的弧形。
7.根据权利要求6所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述面板(5)面向主体外部的板面沿面板(5)边沿设置与面板(5)垂直的法兰边(15)，所述法兰边(15)上设置第二螺栓孔；所述外壳(3)位于同一平面上的面板(5)之间通过穿设在第二螺栓孔内的螺栓固定；所述外壳(3)的拐角处设置相吻合的L形连接件(16)，所述L形连接件(16)的两条边上分别设置与第二螺栓孔相对的第三螺栓孔，L形连接件(16)的两条边分别通过螺栓与位于不同平面上的面板(5)固定。
8.根据权利要求7中所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述外壳(3)位于侧面和顶面的面板(5)的中部设置加强部(17)，所述加强部(17)呈向面板(5)外侧凸起的球面形；所述面板(5)之间、面板(5)与L形连接件(16)之间的拼接处均设置有橡胶密封件(18)。
9.根据权利要求8所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述钢条为开口面向外壳(3)或背向外壳(3)的槽钢，所述连接板(10)背向支撑杆(6)的板面设置两个相互平行的竖向的第二耳板(19)，所述两第二耳板(19)之间的距离与槽钢的宽度相配合；所述槽钢的两槽壁上沿竖向均匀设置有多组第四螺栓孔，所述两第二耳板(19)上设置有一组第四螺栓孔，所述第二耳板(19)与槽钢之间通过穿设在第四螺栓孔内的定位螺栓(20)构成锁定。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的装配式钢塑复合地下综合管廊，其特征在于：所述面板(5)采用SMC材料制成，所述SMC材料由如下重量份组成：不饱和聚酯树脂100份，聚苯乙烯20份，聚甲基丙烯酸甲酯14份，碳酸钙50份，碳酸锌10份，氧化锆3份、氧化钡3份、氧化镁5份，长玻纤90份，硬脂酸钡7份，过氧化苯甲酰5份，N-苯基马来酰亚胺2.5份，乙烯基双硬脂酸酰胺4.5份，二硫化钼2.5份。
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