CN107366305B - 海绵城市地下综合管廊抗震结构装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，属于领域地下综合管廊抗震结构装置，包括矩形中空的管廊本体，所述管廊本体为钢筋混凝土材质，且管廊本体包括管节和管口连接段，所述管节通过管口连接段连接，所述管廊本体通过两块水平连接的底板分隔为上层管廊、中层管廊和下层管廊，所述的上层管廊、中层管廊和下层管廊中间均竖向连接有隔墙，所述管节和管口连接段均为钢筋混凝土材质，所述管口连接段的混凝土内混有抗震装置，所述抗震装置包括钢制球心和连接杆，它可以实现提高海绵城市地下综合管廊混凝土的弹性，且可以吸收震动时候产生的能量，增强地下管廊的抗震效果，同时可以修复混凝土中的裂痕。

Description

海绵城市地下综合管廊抗震结构装置

技术领域

本发明涉及地下综合管廊抗震结构装置领域，更具体地说，涉及海绵城市地下综合管廊抗震结构装置。

背景技术

地下管线历来是城市的“血管”和“神经”，地下管线涉及给水、雨水、污水、燃气、电力等十多种地下管线，形成了一张错综复杂的地下管线网络，许多国家城市发展的经验都证明，快速城镇化会导致不透水面积率大幅增加，严重影响城市原有生态条件和水文特征，带来雨水系统的诸多问题，国际经验也早已表明，城市雨水问题是一个综合性、复杂的系统问题，涉及水生态、水安全、水环境、水资源等诸多方面，关系到人民生产、生活和城市有序运行，发达国家在城镇化过程中也曾出现过类似情况，这些国家及时调整城市规划和基础设施建设理念和方法，通过现代雨洪管理体系，合理控制并管理雨水径流，有效缓解了上述城市雨水问题，国内很多城市近年来频繁遭遇洪涝灾害，给城市居民生命财产和经济带来巨大的损失，2015年10月，国务院办公厅进一步明确了推进海绵城市建设的工作目标和基本原则，从加强规划引领、统筹有序建设、完善支持政策、抓好组织落实四个方面提出具体措施，重点是开展城市现代雨洪管理，解决城市雨水问题及由此带来的城市生态、安全等综合性问题。

地下综合管廊是海绵城市建设中的一个具体的工程项目，海绵城市建设将大量地表径流转至地下，大大增加了地下水流量，因此需要在地下铺设大量管道，这些管道被集中设置在地下综合管廊之中，因此地下管廊的安全性也是十分重要的，地下综合管廊的抗震抗裂性能也直接关系到城市能否有序运行。

发明内容

1、要解决的技术问题

针对现有技术存在的海绵城市地下综合管廊抗震抗裂性能不强的问题，本发明目的在于提供海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，它可以实现提高海绵城市地下综合管廊混凝土的弹性，且可以吸收震动时候产生的能量，增强地下管廊的抗震效果，同时可以修复混凝土中的裂痕。

2、技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，包括矩形中空的管廊本体，所述管廊本体为钢筋混凝土材质，且管廊本体包括管节和管口连接段，所述管节通过管口连接段连接，所述管廊本体通过两块水平连接的底板分隔为上层管廊、中层管廊和下层管廊，所述的上层管廊、中层管廊和下层管廊中间均竖向连接有隔墙，所述管节和管口连接段均为钢筋混凝土材质，所述管口连接段的混凝土内混有抗震装置，所述抗震装置包括钢制球心和连接杆，所述钢制球心为中空结构，所述连接杆的两端均与钢制球心的表面连接，所述钢制球心和连接杆的外表面均粘贴有碳纤维层，所述碳纤维层外连接有第一混凝土层，所述第一混凝土层内包括橡胶颗粒、沥青和碳纤维丝，所述第一混凝土层外连接第二混凝土层，且第一混凝土层与第二混凝土层之间连接有T型纤维条，所述第二混凝土层中包括自愈合球，所述自愈合球包括外球层和内球层，所述内球层上设有支撑杆，所述外球层与内球层之间通过支撑杆连接，所述支撑杆一端与内球层外侧连接，且支撑杆另一端贯穿外球层，所述支撑杆远离内球层一端连接有挂钩，所述外球层与内球层之间填有混合剂，所述内球层内填充有速干凝结剂，所述钢制球心内填充有聚氨酯半硬质泡沫塑料，所述聚氨酯半硬质泡沫塑料内连接有碳纤维丝。

优选地，所述第二混凝土层的混凝土层强度等级与管口连接段的混凝土强度等级相同。

优选地，所述第二混凝土层连接有T型纤维条，所述T型纤维条的T型端伸出至第二混凝土层的外部。

优选地，所述外球层和内球层均为钢材质。

3、有益效果

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）管口连接段连接管节，在管口连接段的混凝土内混有抗震装置，可以避免管廊本体因不均匀沉降引起管节开裂，抗震装置中的钢制球心通过形变来吸收震动时候的能量，其中，钢制球心内填充的聚氨酯半硬质泡沫塑料具有很好的抗压缩性，可以吸收钢制球心形变时候的力，聚氨酯半硬质泡沫塑料内的碳纤维丝可以增强聚氨酯半硬质泡沫塑料的抗压力，连接杆通过与钢制球心的表面连接来传递能量，钢制球心个连接杆的表面粘贴的碳纤维层用来增强钢制球心与连接杆的强度，第一混凝土层内混有橡胶颗粒和沥青用来增强第一混凝土层的弹性，具有弹性的第一混凝土层作为吸收震动能量的第一层结构，第一混凝土层内的纤维丝可以增强抗拉力，第二混凝土层与第一混凝土层之间连接的T型纤维条可以增强连接力，第二混凝土层内的自愈合球可以修复第二混凝土层内的裂缝，支撑杆连接内球层和外球层，支撑杆一端的挂钩用来使自愈合球与第二混凝土层紧密结合，在震动产生裂缝时候，支撑杆带动内球层和外球层一起裂开，内球层内的速干凝结剂和外球层与内球层之间的混合剂接触混合，凝固修复裂缝。

（2）可以使第二混凝土层更好的与管口连接段形成一个整体，提升管口连接段的承受力。

（3）增强第二混凝土层与外界的混凝土层的结合力，同时T型纤维条也使第二混凝土层不易开裂。

（4）钢材质的外球层和内球层具有脆性，第二混凝土层开裂时候，支撑杆带动外球层和内球层裂开。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明在发生形变状态下的结构示意图；

图3为本发明使用时的结构示意图；

图4为本发明中的自愈合球的结构示意图；

图5为图2中A处的放大图。

图中：1管廊本体、2管节、3管口连接段、4上层管廊、5中层管廊、6下层管廊、7隔墙、8抗震装置、9钢制球心、10连接杆、11碳纤维层、12第一混凝土层、13第二混凝土层、14T型纤维条、15自愈合球、16外球层、17内球层、18支撑杆、19挂钩、20聚氨酯半硬质泡沫塑料。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-5，海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，包括矩形中空的管廊本体1，管廊本体1为钢筋混凝土材质，且管廊本体1包括管节2和管口连接段3，管节2通过管口连接段3连接，管廊本体1通过两块水平连接的底板分隔为上层管廊4、中层管廊5和下层管廊6，上层管廊4、中层管廊5和下层管廊6中间均竖向连接有隔墙7，管节2和管口连接段3均为钢筋混凝土材质，管口连接段3的混凝土内混有抗震装置8，抗震装置8包括钢制球心9和连接杆10，钢制球心9为中空结构，连接杆10的两端均与钢制球心9的表面连接，钢制球心9和连接杆10的外表面均粘贴有碳纤维层11，碳纤维层11外连接有第一混凝土层12，第一混凝土层12内包括橡胶颗粒、沥青和碳纤维丝，第一混凝土层12外连接第二混凝土层13，且第一混凝土层12与第二混凝土层13之间连接有T型纤维条14，第二混凝土层13中包括自愈合球15，自愈合球15包括外球层16和内球层17，内球层17上设有支撑杆18，外球层16与内球层17之间通过支撑杆18连接，支撑杆18一端与内球层17外侧连接，且支撑杆18另一端贯穿外球层16，支撑杆18远离内球层17一端连接有挂钩19，外球层16与内球层17之间填有混合剂，内球层17内填充有速干凝结剂，钢制球心9内填充有聚氨酯半硬质泡沫塑料20，聚氨酯半硬质泡沫塑料20内连接有碳纤维丝，如图3所示，管廊本体1由管口连接段3连接管节2组成，并通过水平连接的底板分隔为上层管廊4、中层管廊5和下层管廊6，上层管廊4、中层管廊5和下层管廊6中间均连接隔墙7，通过隔墙7和底板的分隔，将上层管廊4一侧分隔为电力管廊，另一侧为燃气管廊，中层管廊5一侧为给水管廊，另一侧为市政供暖管廊，下层管廊6一侧为污废水管廊，另一侧为雨水管廊，在管口连接段3的混凝土内混有抗震装置8，可以避免管廊本体1因不均匀沉降引起管节2开裂，抗震装置8中的钢制球心9通过形变来吸收震动时候的能量，其中，钢制球心9内填充的聚氨酯半硬质泡沫塑料具有很好的抗压缩性，可以吸收钢制球心9形变时候的力，避免钢制球心9所受力超过最大承受力，聚氨酯半硬质泡沫塑料内的碳纤维丝可以增强聚氨酯半硬质泡沫塑料的抗压力，如图2所示，当连接杆10一端的钢制球心9发生形变时候，连接杆10通过与钢制球心9的表面连接来传递能量，带动连接杆10另一端的钢制球心9形变，连接杆10的表面粘贴的碳纤维层11用来增强钢制球心9与连接杆10的强度，使钢制球心9不易破裂，同时增强连接杆10的抗剪切力的能力，避免连接杆10断裂，第一混凝土层12内混有橡胶颗粒和沥青用来增强第一混凝土层12的弹性，具有弹性的第一混凝土层12作为吸收震动能量的第一层结构，第一混凝土层12内的纤维丝可以增强抗拉力，第二混凝土层13与第一混凝土层12之间连接的T型纤维条14可以增强连接力，如图4和图5所示，第二混凝土层13内的自愈合球15可以修复第二混凝土层13内的裂缝，支撑杆18连接内球层17和外球层16，支撑杆18一端的挂钩用来使自愈合球15与第二混凝土层13紧密结合，在震动产生裂缝时候，由于支撑杆18的最大折断应力远大于外球层16和内球层17的表面的破坏应力，支撑杆18带动外球层16和内球层17破裂，内球层17内的速干凝结剂和外球层16与内球层17之间的混合剂接触混合并渗入到裂缝中，凝固后修复裂缝。

其中，在实际使用中，第二混凝土层13的混凝土层强度等级与管口连接段3的混凝土强度等级相同，可以使第二混凝土层13更好的与管口连接段3形成一个整体，提升管口连接段3的承受力，第二混凝土层13连接有T型纤维条14，T型纤维条14的T型端伸出至第二混凝土层13的外部，增强第二混凝土层13与外界的混凝土层的结合力，同时T型纤维条14也使第二混凝土层13不易开裂，外球层16和内球层17均为钢材质，钢材质的外球层16和内球层17具有脆性，第二混凝土层13开裂时候，支撑杆18带动外球层16和内球层17裂开，使速干凝结剂和混合剂接触后修补裂缝。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，其特征在于：包括矩形中空的管廊本体（1），所述管廊本体（1）为钢筋混凝土材质，且管廊本体（1）包括管节（2）和管口连接段（3），所述管节（2）通过管口连接段（3）连接，所述管廊本体（1）通过两块水平连接的底板分隔为上层管廊（4）、中层管廊（5）和下层管廊（6），所述的上层管廊（4）、中层管廊（5）和下层管廊（6）中间均竖向连接有隔墙（7），所述管节（2）和管口连接段（3）均为钢筋混凝土材质，所述管口连接段（3）的混凝土内混有抗震装置（8），所述抗震装置（8）包括钢制球心（9）和连接杆（10），所述钢制球心（9）为中空结构，所述连接杆（10）的两端均与钢制球心（9）的表面连接，所述钢制球心（9）和连接杆（10）的外表面均粘贴有碳纤维层（11），所述碳纤维层（11）外连接有第一混凝土层（12），所述第一混凝土层（12）内包括橡胶颗粒、沥青和碳纤维丝，所述第一混凝土层（12）外连接第二混凝土层（13），且第一混凝土层（12）与第二混凝土层（13）之间连接有T型纤维条（14），所述第二混凝土层（13）中包括自愈合球（15），所述自愈合球（15）包括外球层（16）和内球层（17），所述内球层（17）上设有支撑杆（18），所述外球层（16）与内球层（17）之间通过支撑杆（18）连接，所述支撑杆（18）一端与内球层（17）外侧连接，且支撑杆（18）另一端贯穿外球层（16），所述支撑杆（18）远离内球层（17）一端连接有挂钩（19），所述外球层（16）与内球层（17）之间填有混合剂，所述内球层（17）内填充有速干凝结剂，所述钢制球心（9）内填充有聚氨酯半硬质泡沫塑料（20），所述聚氨酯半硬质泡沫塑料（20）内连接有碳纤维丝。

2.根据权利要求1所述的海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，其特征在于：所述第二混凝土层（13）的混凝土层强度等级与管口连接段（3）的混凝土强度等级相同。

3.根据权利要求1所述的海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，其特征在于：所述第二混凝土层（13）连接有T型纤维条（14），所述T型纤维条（14）的T型端伸出至第二混凝土层（13）的外部。

4.根据权利要求1所述的海绵城市地下综合管廊抗震结构装置，其特征在于：所述外球层（16）和内球层（17）均为钢材质。