CN107524162A - 一种装配式波形钢板混凝土组合综合管廊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式波形钢板混凝土组合综合管廊，属于结构工程技术领域。所述波形钢板混凝土组合综合管廊由多段波形钢板混凝土组合管廊节段从前至后拼接而成。所述管廊节段截面呈矩形或多腔矩形。其中所述矩形截面管廊节段由位于该矩形截面四面的四片波形钢板混凝土组合结构和位于该矩形截面四角的四个连接角钢通过高强螺栓连接拼装而成；所述多腔矩形截面管廊节段在矩形截面管廊节段中间设置竖向波形钢板混凝土组合结构将该矩形截面分成两个或多个空腔，并在上下交界处通过连接槽钢与位于该矩形截面的波形钢板混凝土组合结构实现高强螺栓连接。本发明提出的组合综合管廊完全符合明挖预制装配法的施工要求，可应用于城市地下综合管廊建设中。

Description

一种装配式波形钢板混凝土组合综合管廊

技术领域

本发明涉及一种装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊，属于结构工程技术领域。

背景技术

城市综合管廊又称为共同沟，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，是一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施。城市综合管廊解决了架空线网密集、反复开挖路面、管线事故频发等问题，有利于保障城市基础设施功能、美化城市环境，提高了城市的发展质量和综合承载能力。

随着我国城镇化进程的深入和城市建设标准的提高，基于城市综合管廊的优点，国家层面对城市综合管廊的推进和支持力度不断加大，近年来国内不少城市相继建设综合管廊。在现有技术下，国内已建成的城市综合管廊通常采用明挖现浇法。明挖现浇法便于施工，但是该施工方法的施工过程中开挖面大，施工材料占用现场场地大，易对施工区域造成较大不利影响，另一方面该施工工艺的工期较长，在对施工工期要求较高(比如位于夏短冬长的北方寒冷地区工程)时并不十分适用。目前也有部分地区采用明挖预制拼装法进行施工，该方法是目前发达国家中较为常用的施工方法，是城市综合管廊的发展趋势之一。该施工方法将综合管廊划分为管廊节段，管廊节段在工厂进行预制，主要材料仍为钢筋和混凝土。该施工方法虽然施工周期短，但是由于钢筋混凝土结构自重大，运输长度受限，拼接缝较多，因而导致现场拼装工作量大，拼装工艺难度高。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出一种装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊，该综合管廊可采用明挖预制拼装法进行施工，从而达到了缩短施工工期、提高工程质量、降低施工成本的目的，同时具有承载效率高、结构自重轻、便于运输和拼装的特点。

本发明提出的一种装配式波形钢板混凝土组合综合管廊，其特征在于，所述装配式波形钢板混凝土组合综合管廊由多段波形钢板混凝土组合管廊节段从前至后依次拼接而成；所述波形钢板混凝土组合管廊节段截面呈矩形或多腔矩形。

在上述组合综合管廊中，所述矩形截面装配式波形钢板混凝土组合综合管廊由位于该矩形截面四面的四片波形钢板混凝土组合结构和位于该矩形截面四角的四个连接角钢通过高强螺栓连接组成；所述波形钢板混凝土组合结构的端板和所述连接角钢的分肢分别设置有相对应的安装孔，供高强螺栓穿过；所述波形钢板混凝土组合管廊节段沿前后方向贯通以在所述波形钢板混凝土组合结构围成的内部空间形成横截面为矩形的通道。

在上述组合综合管廊中，所述多腔矩形截面装配式波形钢板混凝土组合综合管廊由位于该多腔矩形截面四面的波形钢板混凝土组合结构和位于该多腔矩形截面四角的四个连接角钢通过高强螺栓连接组成外围矩形截面，在所述外围矩形截面中间设置竖向波形钢板混凝土组合结构将该外围矩形截面分成两个或多个空腔，并在上下交界处通过连接槽钢与位于该外围矩形截面的所述波形钢板混凝土组合结构实现高强螺栓连接；所述波形钢板混凝土组合结构的端板、所述连接角钢和所述连接槽钢的分肢分别设置有相对应的安装孔，供高强螺栓穿过；所述波形钢板混凝土组合管廊节段沿前后方向贯通以在所述波形钢板混凝土组合结构围成的内部空间形成横截面为多腔矩形的通道。

在上述组合综合管廊中，所述波形钢板混凝土组合结构由两块对称放置的波形钢板、内填混凝土、连接两块波形钢板的高强螺栓以及两块端板组成；所述波形钢板包括梯形波折型式、矩形波折型式、三角形波折型式或波浪型式；所述端板上设有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述连接角钢。

在上述组合综合管廊中，所述波形钢板混凝土组合结构的安装过程如下：

步骤1.1，在所述两块波形钢板波谷位置沿波谷长度方向均匀设置安装孔；

步骤1.2，在所述安装孔中穿过所述高强螺栓，实现对所述两块波形钢板的连接；

步骤1.3，在所述两块波形钢板之间浇灌所述混凝土；

步骤1.4，在所述波形钢板沿长度方向的两端分别焊接所述两块端板。

在上述组合综合管廊中，所述连接角钢在两个分肢间焊接三角形加劲肋，在所述两个分肢上设置有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述波形钢板混凝土组合结构；所述连接槽钢在三个分肢间焊接矩形加劲肋，在所述三个分肢上设置有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述波形钢板混凝土组合结构。

本发明提出的一种装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊完全符合明挖预制装配法的施工要求和特点。在施工过程中，先在工厂中进行波形钢板-混凝土组合结构的装配加工，加工过程中采用完全由计算机控制的自动化生产线完成波形钢板的下料、冲压、钻孔、拼装、焊接，再完成内填混凝土的浇灌。加工完成的波形钢板-混凝土组合结构被运输到施工现场进行拼装，波形钢板-混凝土组合结构、连接角钢和连接槽钢通过高强螺栓连接组成一个矩形截面或者多腔矩形截面波形钢板-混凝土组合管廊节段，多段组合管廊节段沿管廊设计走线延伸拼装，形成装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊。

本发明实现了工厂预制和现场施工中均实现了标准化设计和装配化施工，与现有技术相比具有以下主要优点：

(1)减少了现场湿作业量，无需养护周期，不受季节影响，现场拼装速度快，施工便捷，施工工期明显缩短；

(2)工厂预制的施工特点保证了管廊节段的加工稳定性，提高了工程质量；

(3)管廊节段的加工可以采用标准化、模块化的预制拼装技术，从而有效降低摊销成本，提高生产效率，减少设计工作量，节约设计周期，符合工业化生产和装配式结构的发展特点；

(4)综合管廊截面布置上更为灵活多样，可以满足不同用途综合管廊对截面形式的多样性要求；

(5)混凝土浇筑过程中，波形钢板可充当混凝土浇筑模板，而且其自身面外刚度即可承受混凝土浇筑侧压力，减少了预制工作量，缩短了预制工期；

(6)波形钢板本身具有的波形特征使其具有远大于平钢板的面外抗弯刚度和受压性能，内填混凝土和高强螺栓的侧向约束作用又进一步增强了波形钢板的受力性能，使得波形钢板能够更为高效地承受由于土压力作用而在管廊结构中产生的压弯荷载；

(7)波形钢板和高强螺栓形成的约束体系对内填混凝土的侧向约束作用提高了混凝土的受压性能；

(8)波形钢板、混凝土和高强螺栓的组合效应使得结构承载效率高，结构自重轻，便于运输和拼装，也使得结构延性高，抗震性能好。

附图说明

图1-1为矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊的三维图。

图1-2为矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊的正视图。

图1-3为矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊的侧视图。

图2-1位多腔矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊的三维图。

图2-2为多腔矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊的正视图。

图2-3为多腔矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊的侧视图。

图3-1为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中波形钢板-混凝土组合结构的截面图。

图3-2为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中波形钢板-混凝土组合结构的正视图。

图4-1为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中波形钢板-混凝土组合结构的波形钢板板件形式型式示意图：采用梯形波折型式。

图4-2为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中波形钢板-混凝土组合结构的波形钢板板件形式型式示意图：采用矩形波折型式。

图4-3为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中波形钢板-混凝土组合结构的波形钢板板件形式型式示意图：采用三角形波折型式。

图4-4为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中波形钢板-混凝土组合结构的波形钢板板件形式型式示意图：采用波浪型式。

图5-1为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中连接角钢三维图。

图5-2为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中连接槽钢三维图。

图5-3为装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊中连接槽钢俯视图。

图中：

1——波形钢板-混凝土组合结构，其中：1-1——波形钢板，包括1-1-1——梯形波折型式、1-1-2——矩形波折型式、1-1-3——三角形波折型式、1-1-4——波浪型式；1-2——混凝土；1-3——高强螺栓；1-4——端板；

2——连接角钢，其中：2-1——角钢分肢；2-2——三角形加劲肋；2-3——安装孔；

3——连接槽钢，其中：3-1——槽钢分肢；3-2——矩形加劲肋；3-3——安装孔

4——高强螺栓。

具体实施方式

下面结合附图1～5，详细说明本专利的具体实施方式。

如图1-1～2-3所示，一种装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊，其特征在于，所述装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊由多段波形钢板-混凝土组合管廊节段从前至后拼接而成。所述波形钢板-混凝土组合管廊节段截面呈矩形或多腔矩形。

如图1-1～1-3所示，所述矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊由位于该矩形截面四面的四片波形钢板-混凝土组合结构1和位于该矩形截面四角的四个连接角钢2通过高强螺栓4连接组成。所述波形钢板-混凝土组合结构1的端板和所述连接角钢2的分肢分别设置有相对应的安装孔，供高强螺栓4穿过。所述波形钢板-混凝土组合管廊节段沿前后方向贯通以在所述波形钢板-混凝土组合结构围成的内部空间形成横截面为矩形的通道。

如图2-1～2-3所示，所述多腔矩形截面装配式波形钢板-混凝土组合综合管廊由位于该多腔矩形截面四面的波形钢板-混凝土组合结构1和位于该多腔矩形截面四角的四个连接角钢2通过高强螺栓4连接组成外围矩形截面，在所述外围矩形截面中间设置竖向波形钢板-混凝土组合结构1将该外围矩形截面分成两个或多个空腔，并在上下交界处通过连接槽钢3与位于该外围矩形截面的所述波形钢板-混凝土组合结构1实现高强螺栓连接。所述波形钢板-混凝土组合结构1的端板、所述连接角钢2和所述连接槽钢3的分肢分别设置有相对应的安装孔，供高强螺栓4穿过。所述波形钢板-混凝土组合管廊节段沿前后方向贯通以在所述波形钢板-混凝土组合结构围成的内部空间形成横截面为多腔矩形的通道。

如图3-1～3-2所示，所述波形钢板-混凝土组合结构由两块对称放置的波形钢板1-1、内填混凝土1-2、连接两块波形钢板的高强螺栓1-3以及两块端板1-4组成。所述端板1-4上设有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述连接角钢。所述波形钢板-混凝土组合结构的安装过程如下：

步骤1，在所述两块波形钢板1-1波谷位置沿波谷长度方向均匀设置安装孔；

步骤2，在所述安装孔中穿过所述高强螺栓1-3，实现对所述两块波形钢板1-1的连接；

步骤3，在所述两块波形钢板1-1之间浇灌所述混凝土1-2；

步骤4，在所述波形钢板1-1沿长度方向的两端分别焊接所述两块端板1-4。

如图4-1～4-4所示，所述波形钢板包括梯形波折型式1-1-1、矩形波折型式1-1-2、三角形波折型式1-1-3或波浪型式1-1-4。

如图5-1所示，所述连接角钢在两个分肢2-1间焊接三角形加劲肋2-2，在所述两个分肢2-1上设置有安装孔2-3供高强螺栓穿过，以连接所述波形钢板-混凝土组合结构。

如图5-2～5-3所示，所述连接槽钢在三个分肢3-1间焊接矩形加劲肋3-2，在所述三个分肢3-1上设置有安装孔3-3供高强螺栓穿过，以连接所述波形钢板-混凝土组合结构。

Claims (6)

1.一种装配式波形钢板混凝土组合综合管廊，其特征在于，所述装配式波形钢板混凝土组合综合管廊由多段波形钢板混凝土组合管廊节段从前至后依次拼接而成；所述波形钢板混凝土组合管廊节段截面呈矩形或多腔矩形。

2.根据权利要求1所述的组合综合管廊，其特征在于，所述矩形截面装配式波形钢板混凝土组合综合管廊由位于该矩形截面四面的四片波形钢板混凝土组合结构和位于该矩形截面四角的四个连接角钢通过高强螺栓连接组成；所述波形钢板混凝土组合结构的端板和所述连接角钢的分肢分别设置有相对应的安装孔，供高强螺栓穿过；所述波形钢板混凝土组合管廊节段沿前后方向贯通以在所述波形钢板混凝土组合结构围成的内部空间形成横截面为矩形的通道。

3.根据权利要求1所述的组合综合管廊，其特征在于，所述多腔矩形截面装配式波形钢板混凝土组合综合管廊由位于该多腔矩形截面四面的波形钢板混凝土组合结构和位于该多腔矩形截面四角的四个连接角钢通过高强螺栓连接组成外围矩形截面，在所述外围矩形截面中间设置竖向波形钢板混凝土组合结构将该外围矩形截面分成两个或多个空腔，并在上下交界处通过连接槽钢与位于该外围矩形截面的所述波形钢板混凝土组合结构实现高强螺栓连接；所述波形钢板混凝土组合结构的端板、所述连接角钢和所述连接槽钢的分肢分别设置有相对应的安装孔，供高强螺栓穿过；所述波形钢板混凝土组合管廊节段沿前后方向贯通以在所述波形钢板混凝土组合结构围成的内部空间形成横截面为多腔矩形的通道。

4.根据权利要求2或3所述的组合综合管廊，其特征在于，所述波形钢板混凝土组合结构由两块对称放置的波形钢板、内填混凝土、连接两块波形钢板的高强螺栓以及两块端板组成；所述波形钢板包括梯形波折型式、矩形波折型式、三角形波折型式或波浪型式；所述端板上设有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述连接角钢。

5.根据权利要求2或3所述的组合综合管廊，其特征在于，所述波形钢板混凝土组合结构的安装过程如下：

步骤1.1，在所述两块波形钢板波谷位置沿波谷长度方向均匀设置安装孔；

步骤1.2，在所述安装孔中穿过所述高强螺栓，实现对所述两块波形钢板的连接；

步骤1.3，在所述两块波形钢板之间浇灌所述混凝土；

步骤1.4，在所述波形钢板沿长度方向的两端分别焊接所述两块端板。

6.根据权利要求2或3所述的组合综合管廊，其特征在于，所述连接角钢在两个分肢间焊接三角形加劲肋，在所述两个分肢上设置有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述波形钢板混凝土组合结构；所述连接槽钢在三个分肢间焊接矩形加劲肋，在所述三个分肢上设置有安装孔供高强螺栓穿过，以连接所述波形钢板混凝土组合结构。