CN107345399A - 轻质高强度混凝土预应力装配式套箱 - Google Patents

轻质高强度混凝土预应力装配式套箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，包括两组轻质高强度混凝土壁板，每组轻质高强度混凝土壁板包括一块纵向L形壁板和一块横向L形壁板，两组纵向L形壁板两端和横向L形壁板两端分别通过凹凸榫接机构拼装成矩形箱体；凹凸榫接机构的预应力精轧螺纹钢分别穿过纵向L形壁板短边端的V形槽或横向L形壁板短边端的V形槽，经过千斤顶张拉后，分别通过数个螺母锁紧在拼装后矩形箱体的四个角部上。本发明结构简单，组成矩形箱体的两组轻质高强度混凝土壁板连接牢固，轻质高强度混凝土壁板内具有有多个空腔体，大大减轻其重量，解决了钢套箱重量大、预应力筋松弛问题。本发明强度高、刚度大，大大降低了施工成本，提高了施工效率。

Description

轻质高强度混凝土预应力装配式套箱
技术领域
本发明涉及一种水上工程结构施工时的围护装置，尤其是一种用于建造桥墩、水上工程结构物围护的套箱，属于水工工程技术领域。
背景技术
水上桥墩等工程结构的建筑基面标高都在水面线以下，施工时一般采用钢套箱等结构物围护，钢套箱下部入水就位后采用水下混凝土对其底部进行水下封底，然后抽干箱内存水进行隔水围护，从而使得钢套箱内具备干施工条件。现有的钢套箱为焊接钢结构件，重量重、现场焊接作业量大，制造周期长、制造和安装的成本高。拼装时一般采用螺栓预应力可拆卸式连接结构，施工期间钢材易受腐蚀，应力松弛明显，变形量难以控制，尤其是深水基坑中的钢套箱安全性难以保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、拼装方便、制造周期较短、成本较低的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，包括两组轻质高强度混凝土壁板，每组轻质高强度混凝土壁板包括一块纵向L形壁板和一块横向L形壁板，两组纵向L形壁板两端和横向L形壁板两端分别通过凹凸榫接机构拼装成矩形箱体；所述凹凸榫接机构包括纵向L形壁板长边端的V形头和横向L形壁板短边端的V形槽，纵向L形壁板短边端的V形槽和横向L形壁板长边端的V形头，以及数根预应力精轧螺纹钢，纵向L形壁板长边端的V形头插进横向L形壁板短边端的V形槽中，横向L形壁板长边端的V形头插进纵向L形壁板短边端的V形槽中；数根并排设置的预应力精轧螺纹钢一端分别预埋在纵向L形壁板纵向长边端的V形头中或横向L形壁板长边端的V形头中；预应力精轧螺纹钢另一端分别穿过纵向L形壁板短边端的V形槽或横向L形壁板短边端的V形槽，预应力精轧螺纹钢另一端经过千斤顶张拉后，分别通过数个高强度螺母锁紧在拼装后矩形箱体的四个角部上。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
进一步的，其中所述V形头的夹角α1和V形槽的夹角α2角度相同，α1=α2=22°～26°。所述V形头及下部台肩的外侧面、V形槽外侧面分别包覆钢板。止水橡胶带固定在V形槽钢板外侧面上。
进一步的，角钢边框包覆纵向L形壁板外周面边缘和横向L形壁板外周面边缘。
进一步的，在纵向L形壁板长边内，沿高度方向设有数排矩形空腔体，沿长度方向每一排的数个矩形空腔体间隔设置；在横向L形壁板长边内，沿高度方向间隔设有数个矩形空腔体。
进一步的，在纵向L形壁板内缘和横向L形壁板内缘分别设置了由纵横交错的螺纹钢连接而成的主筋网格，在主筋网格和纵向L形壁板外侧面之间、主筋网格和横向L形壁板外侧面之间分别设置了一层Φ6mm～Φ8mm直径的钢筋网片。
本发明结构简单，采用两组轻质高强度混凝土壁板通过V形头和V形槽的插接拼接成矩形箱体，并对一端固定在V形头内并排的数根预应力精轧螺纹钢施加张拉力后通过数个高强度螺母锁紧在拼装后矩形箱体的四个角部上。精轧螺纹钢经过预应力拉伸后，利用其弹性变形来增大高强度螺母对矩形箱体四角的压紧力，使得组成矩形箱体的两组轻质高强度混凝土壁板连接更牢固。在靠近施工位置的陆地现场预制的轻质高强度混凝土壁板内具有有多个空腔体，大大减轻了轻质高强度混凝土壁板的重量，解决了钢套箱重量大、预应力筋松弛问题。本发明强度高、刚度大、稳定性好，在北方地区桥梁深水基坑施工中还有冰凌期抵抗冰凌冲击，保证基坑安全作用。本发明大大降低了施工成本，提高了施工效率。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明装配前的结构示意图；
图2是本发明装配后的结构示意图；
图3是图1的A-A剖视图；
图4是图1的Ⅰ部放大图；
图5是横向L形壁板横截面的放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图4所示，本发明包括两组轻质高强度混凝土壁板，每组轻质高强度混凝土壁板包括一块纵向L形壁板1和一块横向L形壁板2，两组纵向L形壁板1两端和横向L形壁板2两端分别通过凹凸榫接机构3拼装成矩形箱体。
凹凸榫接机构3包括纵向L形壁板1长边端的V形头31和横向L形壁板2短边端的V形槽32，纵向L形壁板1短边端的V形槽32和横向L形壁板2长边端的V形头31，以及3根预应力精轧螺纹钢4，纵向L形壁板1长边端的V形头31插进横向L形壁板2短边端的V形槽32中，横向L形壁板2长边端的V形头31插进纵向L形壁板1短边端的V形槽32中。
如图3所示，三根并排设置的预应力精轧螺纹钢4一端分别预埋在纵向L形壁板1长边端的V形头31中或横向L形壁板2长边端的V形头31中。三根并排设置的预应力精轧螺纹钢4预应力精轧螺纹钢4另一端分别穿过纵向L形壁板1短边端的V形槽32或横向L形壁板2短边端的V形槽32，经过千斤顶张拉后分别通过4个高强度螺母5锁紧在拼装后矩形箱体的四个角部上。三根预应力精轧螺纹钢4中的一根位于纵向L形壁板1的纵向中心线上，另外两根对称设置在纵向L形壁板1的纵向中心线的两侧，两根预应力精轧螺纹钢4之间的中心距A为纵向L形壁板1高度H的1/4，即A=0.25H。这样的结构使得纵向L形壁板1横向L形壁板2对应的V形头31和V形槽32连接面受力均匀，使得本发明的固定连接更可靠。
如图4所示，V形头31的夹角α1和V形槽32的夹角α2角度相同，α1=α2=22°～26°，本实施例的α1=α2=24°。在V形头31插进V形槽32中时，较小的V形头31和V形槽32的夹角能产生较大的侧向正压力，使得纵向L形壁板1和横向L形壁板2的连接更可靠。为了提高V形头31和V形槽32的强度，避免插接时损坏，V形头31及下部台肩311的外侧面、V形槽32外侧面分别包覆钢板33，本实施例采用10mm厚的低碳钢板。为了使拼接后的矩形箱体不渗水，在V形槽钢板外侧面上固定一层10mm厚的止水橡胶带6。角钢边框7包覆纵向L形壁板1外周面边缘和横向L形壁板2外周面边缘，避免本发明的边缘碰撞损坏。
如图5所示，在纵向L形壁板1内缘和横向L形壁板2内缘分别设置了由纵横交错的螺纹钢81连接而成的主筋网格8，在主筋网格8和纵向L形壁板1外侧面之间、主筋网格8和横向L形壁板2外侧面之间分别设置了一层Φ6mm直径的钢筋网片9。本实施例的主筋81直径为20mm，钢筋网片9的钢筋91直径为6mm。以提高本发明的抗裂强度。
如图3和图5所示，在纵向L形壁板长边11内，沿高度方向设有两排矩形空腔体12，沿长度方向每一排的3个矩形空腔体12间隔设置。在横向L形壁板长边21内，沿高度方向间隔设有3个矩形空腔体12。2个并排的矩形空腔体12相邻边之间的间壁厚度B为矩形空腔体12宽度C的1/2，即B=0.5C；矩形空腔体12的横向边121距相邻的纵向L形壁板1的顶面或底面的距离D为纵向L形壁板高度H的1/10，即D=0.1H。横向L形壁板2长边21内的矩形空腔体12的上下位置与前述纵向L形壁板长边11内对应的矩形空腔体12的上下位置相同。可按纵向L形壁板1或横向L形壁板2的具体尺寸调整矩形空腔体12的大小。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：包括两组轻质高强度混凝土壁板，每组轻质高强度混凝土壁板包括一块纵向L形壁板和一块横向L形壁板，两组纵向L形壁板两端和横向L形壁板两端分别通过凹凸榫接机构拼装成矩形箱体；所述凹凸榫接机构包括纵向L形壁板长边端的V形头和横向L形壁板短边端的V形槽，纵向L形壁板短边端的V形槽和横向L形壁板长边端的V形头，以及数根预应力精轧螺纹钢；纵向L形壁板长边端的V形头插进横向L形壁板短边端的V形槽中，横向L形壁板长边端的V形头插进纵向L形壁板短边端的V形槽中；数根并排设置的预应力精轧螺纹钢一端分别预埋在纵向L形壁板长边端的V形头中或横向L形壁板长边端的V形头中；预应力精轧螺纹钢另一端分别穿过纵向L形壁板短边端的V形槽或横向L形壁板短边端的V形槽，预应力精轧螺纹钢另一端经过千斤顶张拉后，分别通过数个高强度螺母锁紧在拼装后矩形箱体的四个角部上。
2.如权利要求1所述的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：所述V形头的夹角α1和V形槽的夹角α2角度相同，所述α1=α2=22°～26°。
3.如权利要求1所述的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：所述V形头及下部台肩的外侧面、V形槽外侧面分别包覆钢板。
4.如权利要求1所述的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：止水橡胶带固定在V形槽钢板外侧面上。
5.如权利要求1所述的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：角钢边框分别包覆纵向L形壁板外周面边缘和横向L形壁板外周面边缘。
6.如权利要求1所述的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：在纵向L形壁板长边内，沿高度方向设有数排矩形空腔体，沿长度方向每一排的数个矩形空腔体间隔设置；在横向L形壁板长边内，沿高度方向间隔设有数个矩形空腔体。
7.如权利要求1所述的轻质高强度混凝土预应力装配式套箱，其特征在于：在纵向L形壁板内缘和横向L形壁板内缘分别设置了由纵横交错的螺纹钢连接而成的主筋网格，在主筋网格和纵向L形壁板外侧面之间、主筋网格和横向L形壁板外侧面之间分别设置了一层Φ6mm～Φ8mm直径的钢筋网片。
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