CN107556044A - 一种板式减隔振结构及成型制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种板式减隔振结构及成型制备方法,包括多个隔振板,多个隔振板均布设在被保护建筑与振源之间的地基中;每个隔振板均采用EPS轻质混凝土浆料现场浇筑形成;EPS轻质混凝土的组成成分包括EPS颗粒、原料土、固化剂和水;其中,EPS颗粒的堆积密度与原料土的体积比为40:60~60:40。本发明成本较低、结构简单,解决了传统隔振沟深度不足的缺陷,可有效减小交通动荷载对受保护的重要建筑或仪器等的不利影响。另外,相对孔沟隔振或填充沟隔振,减小了土方开挖工作量,提高施工效率并较低了成本,同时隔振结构的质量和耐久性得到保证。
Description
技术领域
本发明涉及工业建筑的减、隔振技术领域,特别是一种板式减隔振结构及成型制备方法。
背景技术
近年来,我国铁路系统正在大规模的进行提速,客运专线或高速铁路路网的完善也加快了建设的步伐,列车速度飞速提高。在实现铁路跨越式发展的进程中,原有铁路相关设计已不能适应当前及今后一段时期铁路建设需求,因此,研究以高速铁路为主的交通振动环境影响迫在眉捷。
地铁和高速铁路运行产生的高频振动对土体很敏感,衰减很快,而低频振动在土中的衰减较慢,传播距离更远,影响范围更大,对周边建筑物中高精度仪器的工作环境影响很大,成为减隔振的重点。因此,为了减轻铁路运行期间可能造成的不利影响,在其线路周边重要区域,尤其是当周边有重要建筑物、构筑物或厂房布置有精密仪器时,应该采取有效的减隔振手段。
目前,连续减隔振结构和非连续减隔振结构是缓解建筑施工、铁路 与公路交通、工业和爆破等人类活动引起的振动强度的两种形式。关于空沟、混凝土墙等形式的连续结构的研究和使用都已比较成熟,尽管连续结构的隔振效果比较理想,但是对于低频振源和软土、地下水位较高地区,连续结构的施工和维护费用都很高,而空沟的深度往往受到场地条件限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种板式减隔振结构,该板式减隔振结构施工方便、经济性好、具有良好隔振效果。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种板式减隔振结构,包括多个隔振板,多个隔振板均布设在被保护建筑与振源之间的地基中;每个隔振板均采用EPS轻质混凝土浆料现场浇筑形成;EPS轻质混凝土的组成成分包括EPS颗粒、原料土、固化剂和水;其中,EPS颗粒的堆积密度与原料土的体积比为40:60~ 60:40。
EPS颗粒为聚苯乙烯,呈白色颗粒状,粒径为3mm~5mm,表观密度为15 ~30kg/m3。
原料土为粘土、粉土、中细砂、粉煤灰、石屑及淤泥中的一种或几种。
固化剂为普通缓凝硅酸盐水泥,其中,水泥的含量为8%~15%。
EPS轻质混凝土中的含水量为50~80%。
一种板式减隔振结构的成型制备方法,包括如下步骤。
步骤1,EPS轻质混凝土浆料制备:将EPS颗粒、原料土、固化剂和水进行混合及搅拌,形成EPS轻质混凝土。
步骤2,隔振板孔的成型制备:将隔振板制备装置下沉至待成孔地基中的设计深度;隔振板制备装置包括钢模板和设置在钢模板底部的桩靴;其中,钢模板具有中空的浇筑腔体,浇筑腔体的形状与大小与隔振板相同;桩靴能在外部重力的作用下自动脱落或自动打开。
步骤3,浇筑隔振板:当隔振板制备装置下沉至设计深度后,向钢模板的浇筑腔体内灌注步骤1制备的EPS轻质混凝土浆料;然后,将钢模板向上拔起,此时,桩靴将在灌注的EPS轻质混凝土浆料的重力作用下自动脱落或自动打开;EPS轻质混凝土浆料将从钢模板底部流出并滞留在已成孔的地基中;在钢模板向上拔起的同时,继续向钢模板内灌注EPS轻质混凝土浆料,直至钢模板全部拔出;待地基中的EPS轻质混凝土固化后,即形成一块隔振板。
步骤4,按照步骤2至步骤3的方法,完成其余所有块隔振板的成型制备。
步骤3中,在钢模板向上拔起时,继续向钢模板内灌注的EPS轻质混凝土浆料的重量为一块隔振板所用EPS轻质混凝土浆料总量的5~20%。
步骤2中,隔振板制备装置中的桩靴为锥形的预制混凝土板靴,桩靴与钢模板底部为可拆卸连接,桩靴能在外部重力的作用下自动脱落。
步骤2中,隔振板制备装置中的桩靴为活瓣式桩靴,该活瓣式桩靴能在外部重力的作用下自动打开。
活瓣式桩靴包括两块三角形板和两块活瓣挡板;两块三角形板对称设置在钢模板底部两侧,两块活瓣挡板对称设置在钢模板底部的另外两侧;其中,每块三角形板均与钢模板一体设置,每块活瓣挡板均与钢模板底部相铰接;两块活瓣挡板相向的一侧底部均设置有斜尖,其中一个或两个斜尖上设置有磁铁;两个斜尖能相互吸附, 当两个斜尖相吸附时,两块活瓣挡板与两块三角形板相贴合,并围合形成一个与浇筑腔体相连通的密封浇筑腔。
本发明相对孔沟隔振或填充沟隔振,减小了土方开挖工作量,提高施工效率并较低了成本,同时隔振结构的质量和耐久性得到保证。另外,本发明的减振结构设置于受保护建筑物与震源之间的地基土体内。利用施力压头将带有加劲肋的钢模板和钢模板底部的预制混凝土板靴沉至设计深度,再向钢模板内灌注EPS轻质混凝土并上拔完成单幅隔振板的施工,板靴结构可以保留在隔振板的下部。通过EPS轻质混凝土在土介质中形成变异带,有效阻止振动波的传播。相邻隔振板可采用连续或非连续,单排或多排的布置形式,所述隔振板的厚度与深度根据所述震源强度进行调整。本发明的板式减隔振结构的成本较低、结构简单,解决了传统隔振沟深度不足的缺陷,可有效减小交通动荷载对受保护的重要建筑或仪器等的不利影响。
附图说明
图1显示了本发明中隔振板制备装置的结构示意图。
图2显示了图1中隔振板制备装置的A-A截面示意图。
图3显示了当桩靴为活瓣式桩靴时的立体结构示意图。
图4显示了活瓣式桩靴打开时的结构示意图。
图5显示了活瓣式桩靴闭合时的结构示意图。
图6显示了当桩靴为预制混凝土板靴时的结构示意图。
其中有:
10.钢模板;11.混凝土浇注入口;12.加筋肋;13.浇筑腔体;14.球形弹性凸起;
20.施力压头;
30.桩靴;
31.三角形板;32.转轴;33.活瓣挡板;331.斜尖;332.磁铁;333.橡胶层;
41.锥形头部;42.阻挡部;43.连接部;44.半球形凹槽;
50.夹持器;
60.隔振板。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种板式减隔振结构,包括多个隔振板60,多个隔振板均布设在被保护建筑与振源之间的地基中。多个隔振板均布方式可以为连续,也可以为不连续,可以为单排,也可以为多排,多个隔振板共同构成整体的隔振屏障。
每个隔振板均采用EPS轻质混凝土浆料现场浇筑形成。
EPS轻质混凝土的组成成分包括EPS颗粒、原料土、固化剂和水。
上述EPS颗粒优选为聚苯乙烯,呈白色颗粒状,粒径优选为3mm~5mm,表观密度优选为15 ~30kg/m3,优选采用发泡工艺生产。
上述原料土优选为粘土、粉土、中细砂、粉煤灰、石屑及淤泥等中的一种或几种,能够就地取材。
EPS颗粒的堆积密度与原料土的体积比(也即EPS颗粒掺入比)优选为40:60 ~ 60:40。
上述固化剂优选为普通缓凝硅酸盐水泥,其中,水泥的含量优选为8%~15%。
EPS轻质混凝土中的水可以直接使用自来水,含水量优选为50~80%。
上述隔振板的现浇制备装置,也即隔振板制备装置,如图1所示,包括钢模板10和设置在钢模板底部的桩靴30。
钢模板具有中空的浇筑腔体13,浇筑腔体的形状与大小与隔振板相同;钢模板的顶部或侧壁顶部设置有混凝土浇注入口11。
如图2所示,钢模板的外壁面沿周向优选均布有若干个加筋肋12,钢模板和加筋肋均优选为高强度钢板。每块加筋板均优选为竖向布置,因而能显著提高钢模板的整体刚度,能打入地基中更深的土层,场地条件允许的情况下,隔振板的长度能超过20m,显著增加隔振板的设计长度,提高其承载能力,同时节约成本,提高施工效率。
钢模板的顶部优选设置有夹持器50,夹持器的顶部能与施力压头20相接触配合。
上述桩靴能在外部重力的作用下自动脱落或自动打开,桩靴的结构优选具有如下两种实施例。
实施例1
如图3至图5所示,桩靴为活瓣式桩靴,该活瓣式桩靴能在外部重力的作用下自动打开。
活瓣式桩靴优选包括两块三角形板31和两块活瓣挡板33。
两块三角形板对称设置在钢模板底部两侧,两块活瓣挡板对称设置在钢模板底部的另外两侧。
每块三角形板均与钢模板优选一体设置,两块三角形板均优选为等腰三角形板。
每块活瓣挡板均与钢模板底部相铰接,优选通过转轴32相连接。
两块活瓣挡板相向的一侧底部均设置有斜尖331,其中一个或两个斜尖上设置有磁铁332。
作为替换,磁铁也可在活瓣挡板与三角形板相向的一侧的其中一个或两个上,也均在本发明的保护范围之内。
两块三角形板的边缘部位以及两块活瓣挡板的边缘部位均优选设置有密封层,密封层优选为橡胶层333。
两个斜尖能相互吸附, 当两个斜尖相吸附时,两块活瓣挡板与两块三角形板相贴合,并围合形成一个与浇筑空腔相连通的密封浇筑腔。
实施例2
桩靴为锥形的预制混凝土板靴,桩靴与钢模板底部为可拆卸连接,桩靴能在外部重力的作用下自动脱落。预制混凝土板靴的结构如图6所示,包括锥形头部41和连接部43。
钢模板的底部内壁面上优选设置有球形弹性凸起14,连接部伸入钢模板的浇筑腔体内,连接部上设置有能与球形弹性凸起相配合的半球形凹槽44。锥形头部位于钢模板的下方,锥形头部的顶部边长大于钢模板的宽度,也即锥形头部的两侧形成阻挡部42,故当钢模板在施力压头的作用下下降时,锥形头部能同步下降;而当浇筑腔体内填充EPS轻质混凝土后,在重力作用下,球形弹性凸起收缩,半球形凹槽将与球形弹性凸起分离,自动脱落。
上述桩靴的设计,质量可靠,有利于钢模板在土体中的顺利下沉;钢模板的下沉可用高频振动或静压的施工方式,环境要求等级较高的场地优先考虑静压施工。相对孔沟隔振或填充沟隔振,减小了土方开挖工作量,提高施工效率并较低了成本,同时隔振结构的质量和耐久性得到保证。
一种板式减隔振结构的成型制备方法,包括如下步骤。
步骤1,EPS轻质混凝土浆料制备:将EPS颗粒、原料土、固化剂和水进行混合及搅拌,形成EPS轻质混凝土。
步骤2,隔振板孔的成型制备:在施力压头20上通过静压或高频振动的方式施加作用,具体方式依据场地要求等级和地基土质确定,桩靴随钢模板10一起进入施工地基土体,并下沉至待成孔地基中的设计深度。其中,设计深度根据震源的强度和可能产生的地表波波长来确定。
步骤3,浇筑隔振板:当隔振板制备装置下沉至设计深度后,将步骤1制备的EPS轻质混凝土浆料,经混合搅拌并由高压泵通过混凝土浇筑入口输送钢模板的浇筑腔体内;然后,将钢模板向上拔起,此时,桩靴将在灌注的EPS轻质混凝土浆料的重力作用下自动脱落或自动打开;EPS轻质混凝土浆料将从钢模板底部流出并滞留在已成孔的地基中;在钢模板向上拔起的同时,继续向钢模板内灌注EPS轻质混凝土浆料,直至钢模板全部拔出;待地基中的EPS轻质混凝土固化成型后,即形成一块隔振板。
本步骤3中,在钢模板向上拔起时,继续向钢模板内灌注的EPS轻质混凝土浆料的重量优选为一块隔振板所用EPS轻质混凝土浆料总量的5~20%。
步骤4,按照步骤2至步骤3的方法,完成其余所有块隔振板的成型制备。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种板式减隔振结构,其特征在于:包括多个隔振板,多个隔振板均布设在被保护建筑与振源之间的地基中;每个隔振板均采用EPS轻质混凝土浆料现场浇筑形成;EPS轻质混凝土的组成成分包括EPS颗粒、原料土、固化剂和水;其中,EPS颗粒的堆积密度与原料土的体积比为40:60 ~ 60:40。
2.根据权利要求1所述的板式减隔振结构,其特征在于:EPS颗粒为聚苯乙烯,呈白色颗粒状,粒径为3mm~5mm,表观密度为15 ~30kg/m3。
3.根据权利要求1所述的板式减隔振结构,其特征在于:原料土为粘土、粉土、中细砂、粉煤灰、石屑及淤泥中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的板式减隔振结构,其特征在于:固化剂为普通缓凝硅酸盐水泥,其中,水泥的含量为8%~15%。
5.根据权利要求1所述的板式减隔振结构,其特征在于:EPS轻质混凝土中的含水量为50~80%。
6.一种板式减隔振结构的成型制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,EPS轻质混凝土浆料制备:将EPS颗粒、原料土、固化剂和水进行混合及搅拌,形成EPS轻质混凝土;
步骤2,隔振板孔的成型制备:将隔振板制备装置下沉至待成孔地基中的设计深度;隔振板制备装置包括钢模板和设置在钢模板底部的桩靴;其中,钢模板具有中空的浇筑腔体,浇筑腔体的形状与大小与隔振板相同;桩靴能在外部重力的作用下自动脱落或自动打开;
步骤3,浇筑隔振板:当隔振板制备装置下沉至设计深度后,向钢模板的浇筑腔体内灌注步骤1制备的EPS轻质混凝土浆料;然后,将钢模板向上拔起,此时,桩靴将在灌注的EPS轻质混凝土浆料的重力作用下自动脱落或自动打开;EPS轻质混凝土浆料将从钢模板底部流出并滞留在已成孔的地基中;在钢模板向上拔起的同时,继续向钢模板内灌注EPS轻质混凝土浆料,直至钢模板全部拔出;待地基中的EPS轻质混凝土固化后,即形成一块隔振板;
步骤4,按照步骤2至步骤3的方法,完成其余所有块隔振板的成型制备。
7.根据权利要求6所述的板式减隔振结构的成型制备方法,其特征在于:步骤3中,在钢模板向上拔起时,继续向钢模板内灌注的EPS轻质混凝土浆料的重量为一块隔振板所用EPS轻质混凝土浆料总量的5~20%。
8.根据权利要求6所述的板式减隔振结构的成型制备方法,其特征在于:步骤2中,隔振板制备装置中的桩靴为锥形的预制混凝土板靴,桩靴与钢模板底部为可拆卸连接,桩靴能在外部重力的作用下自动脱落。
9.根据权利要求6所述的板式减隔振结构的成型制备方法,其特征在于:步骤2中,隔振板制备装置中的桩靴为活瓣式桩靴,该活瓣式桩靴能在外部重力的作用下自动打开。
10.根据权利要求9所述的板式减隔振结构的成型制备方法,其特征在于:活瓣式桩靴包括两块三角形板和两块活瓣挡板;两块三角形板对称设置在钢模板底部两侧,两块活瓣挡板对称设置在钢模板底部的另外两侧;其中,每块三角形板均与钢模板一体设置,每块活瓣挡板均与钢模板底部相铰接;两块活瓣挡板相向的一侧底部均设置有斜尖,其中一个或两个斜尖上设置有磁铁;两个斜尖能相互吸附, 当两个斜尖相吸附时,两块活瓣挡板与两块三角形板相贴合,并围合形成一个与浇筑腔体相连通的密封浇筑腔。
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