CN108708309A - 一种预制拼装的矩形通道结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制拼装的矩形通道结构，包括多个矩形构件，矩形构件包括预制底板构件、预制顶板构件和预制侧墙构件，预制底板构件、预制侧墙构件和预制顶板构件的纵向侧面均设有拼接台阶，拼接台阶的台阶面上设有预埋钢板，相邻矩形构件的拼接台阶在拼接后构成凹槽，相邻矩形构件的预埋钢板通过焊接钢板进行连接，焊接钢板的两侧分别焊接于相邻预埋钢板的表面，凹槽内浇筑有混凝土。本发明还公开了安装矩形通道结构的方法，包括吊装拼装预制底板构件、预制侧墙构件、预制顶板构件，浇筑混凝土，依次进行下一节段的吊装拼装等步骤。本发明具有结构简单、便于安装、施工速度快、对周边影响小、受力和防水效果好、节段间的一致性和稳定性高等优点。
Description
技术领域
本发明属于交通隧道和涵洞工程设计施工技术领域，尤其涉及一种预制拼装的矩形通道结构及其安装方法。
背景技术
对于交通隧道和涵洞工程，明挖暗埋的矩形结构占比较大。目前，国内正在建设或已经建成的交通隧道和涵洞工程中的矩形结构多数采用现浇式，而传统的现浇方式存在施工周期较长、对工程周边环境影响大、劳动力强度大等弊端，预制拼装式结构通过工厂化生产、装配化施工，越来越被广泛采用。
交通隧道和涵洞工程中的钢筋混凝土矩形结构断面尺寸较大，延米重量较大，全断面整体进行预制拼装存在运输和吊装困难的问题。如何对此类明挖暗埋矩形结构按照构件进行分块拼装，既能保持原整体现浇的受力整体性，又能保证良好的防水效果，是此类明挖暗埋矩形结构预制拼装目前急需研究解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、便于安装、施工速度快、对周边影响小、受力和防水效果好的预制拼装的矩形通道结构及其安装方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种预制拼装的矩形通道结构，包括多个能依次拼接构成矩形通道结构的矩形构件，所述矩形构件包括预制底板构件、预制顶板构件和设于所述预制底板构件及预制顶板构件的横向两端的预制侧墙构件，所述预制底板构件、预制侧墙构件和预制顶板构件的纵向侧面均设有拼接台阶，所述拼接台阶的台阶面上设有预埋钢板，相邻所述矩形构件的拼接台阶在拼接后构成凹槽，相邻所述矩形构件的预埋钢板之间设有焊接钢板，所述焊接钢板的两侧分别焊接于相邻预埋钢板的表面，相邻所述矩形构件之间的焊接钢板相互焊接组成钢板环圈，所述凹槽内浇筑有混凝土。
上述的预制拼装的矩形通道结构，优选的，所述预制底板构件的横向两端均设有底板受力钢筋，所述预制底板构件的横向两端还预留有底板台阶，所述预制侧墙构件竖直方向的两端设有侧墙受力钢筋，所述预制顶板构件的横向两端均设有顶板受力钢筋，所述预制顶板构件的横向两端还预留有顶板台阶，所述预制侧墙构件两端的侧墙受力钢筋分别与底板受力钢筋和顶板受力钢筋交错设置，所述预制侧墙构件分别与预制底板构件和预制顶板构件接头处的空隙均浇筑有混凝土。
上述的预制拼装的矩形通道结构，优选的，所述预制侧墙构件竖直方向的两端预埋有型钢支座。
上述的预制拼装的矩形通道结构，优选的，所述型钢支座设于所述预制侧墙构件端面的四个角落位置。
上述的预制拼装的矩形通道结构，优选的，所述预制底板构件设于地基上，所述预制底板构件与地基之间设有混凝土垫层。
上述的预制拼装的矩形通道结构，优选的，所述预制底板构件、预制侧墙构件和预制顶板构件的外侧均设有防止地下水渗透的防水层。
上述的预制拼装的矩形通道结构，优选的，所述防水层为自粘高分子防水卷材。
一种安装上述的预制拼装的矩形通道结构的方法，包括以下步骤，
S2、吊装并拼接预制底板构件，使相邻预制底板构件的拼接台阶拼接构成凹槽，将焊接钢板的两侧分别与相邻预制底板构件上的预埋钢板焊接；
S3、吊装并拼接预制侧墙构件，使相邻预制侧墙构件的拼接台阶拼接构成凹槽，将焊接钢板的两侧分别与相邻预制侧墙构件上的预埋钢板焊接，将预制底板构件上的焊接钢板的两端和预制侧墙构件上的焊接钢板的端头焊接组成钢板框；
S4、将预制底板构件与预制侧墙构件接头处的空隙和相邻预制底板构件之间的凹槽用混凝土进行浇筑；
S5、吊装并拼接预制顶板构件，将预制顶板构件与预制侧墙构件接头处的空隙用混凝土进行浇筑；
S6、使相邻预制顶板构件的拼接台阶拼接构成凹槽，将焊接钢板的两侧分别与相邻预制顶板构件上的预埋钢板焊接，将预制顶板构件上的焊接钢板的两端和预制侧墙构件上的焊接钢板的端头焊接组成钢板环圈，由焊接钢板组成的钢板环圈上的接缝都由焊缝密闭，整个钢板环圈是闭合止水的；
S7、将相邻预制顶板构件之间的凹槽和相邻预制侧墙构件之间的凹槽用混凝土进行浇筑；
S8、依次进行下一节段的预制底板构件、预制侧墙构件和预制顶板构件的吊装与拼接，完成所有的明挖矩形通道结构的安装。
上述的安装方法，优选的，步骤S2之前还包括步骤S1，
S1、整平地基，在地基上浇筑混凝土垫层，在混凝土垫层和基坑侧壁铺设防水层；整平地基并浇筑混凝土垫层便于拼装预制底板构件，提高预制底板构件的拼装精度；
步骤S7和步骤S8之间还包括在预制顶板构件的外表面铺设防水层的步骤，在混凝土垫层、基坑侧壁以及预制顶板构件的外表面均设置防水层能够提高整体结构的防水性能。
上述的安装方法，优选的，步骤S3中在吊装和拼接预制侧墙构件时，使用型钢支座对预制侧墙构件进行定位和支撑，同时使用型钢或钢管或木支撑在侧面进行斜向支撑，所述步骤S5中吊装和拼接预制顶板构件时，使用型钢支座对顶板台阶进行定位和支撑，下部的型钢支座能够起到对预制侧墙构件的定位和支撑作用，防止预制侧墙构件倾倒，上部的型钢支座通过支撑顶板台阶的台阶面起到对预制顶板构件的定位和支撑作用，使预制顶板构件架立稳定，便于进行施工，提高施工精度和施工效率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明的预制拼装的矩形通道结构，包括多个能依次拼接的矩形构件，矩形构件又包括预制底板构件、预制侧墙构件和预制顶板构件，整个矩形通道结构由多个分块式构件组成，解决了现有技术中运输和吊装困难的问题，便于预制、运输和安装。
2.由于预制底板构件、预制侧墙构件和预制顶板构件的纵向侧面设置有拼接台阶，台阶面上还设有预埋钢板，将矩形构件拼接后，相邻的两个拼接台阶构成凹槽，焊接钢板焊接于相邻的两个预埋钢板上，位于相同节段间的焊接钢板相互焊接组成钢板环圈，焊接钢板能连接相邻节段之间的接缝，整个焊接钢板组成闭合的钢板环圈，从而解决了整体结构的接缝渗漏水问题，此外焊接钢板还能起到连接相邻节段的矩形构件的作用，有利于增加相邻节段间的稳定性，可有效降低相邻节段之间的不均匀沉降。
3.采用本发明的方法便于安装，施工速度快，对周边影响小，且安装得到的矩形通道结构受力和防水效果好，相邻矩形构件节段间的一致性及稳定性高。
附图说明
图1是本实施例预制拼装的矩形通道结构的横断面图。
图2是本实施例预制拼装的矩形通道结构的底板平面的结构示意图。
图3是本实施例预制拼装的矩形通道结构的顶板平面的结构示意图。
图4是本实施例预制拼装的矩形通道结构的预制底板构件的纵向拼接剖面图。
图5是本实施例预制拼装的矩形通道结构的预制侧墙构件的纵向拼接剖面图。
图6是本实施例预制拼装的矩形通道结构的预制顶板构件的纵向拼接剖面图。
图7是本实施例预制拼装的矩形通道结构的预制底板构件的横向断面图。
图8是本实施例预制拼装的矩形通道结构的预制侧墙构件的横向断面图。
图9是本实施例预制拼装的矩形通道结构的预制顶板构件的横向断面图。
图10是图1中A的局部放大图。
图11是图1中B的局部放大图。
图例说明：
1、矩形构件；11、预制底板构件；111、底板受力钢筋；112、底板台阶；12、预制侧墙构件；121、侧墙受力钢筋；122、型钢支座；13、预制顶板构件；131、顶板受力钢筋；132、顶板台阶；2、拼接台阶；3、预埋钢板；4、凹槽；5、焊接钢板；6、混凝土；7、混凝土垫层；8、防水层。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
如图1至图11所示，本实施例的预制拼装的矩形通道结构，包括多个能依次拼接构成矩形通道结构的矩形构件1，矩形构件1包括预制底板构件11、预制顶板构件13和设于预制底板构件11及预制顶板构件13的横向两端的预制侧墙构件12，预制底板构件11、预制侧墙构件12和预制顶板构件13的纵向侧面均设有拼接台阶2，拼接台阶2的台阶面上设有预埋钢板3，相邻矩形构件1的拼接台阶2在拼接后构成凹槽4，相邻矩形构件1的预埋钢板3通过焊接钢板5进行连接，焊接钢板5的两侧分别焊接于相邻预埋钢板3的表面，相邻矩形构件1之间的焊接钢板5相互焊接组成钢板环圈，凹槽4内浇筑有混凝土6。本实施例将矩形通道结构的底板、侧墙和顶板分别分成多个预制构件，再将这些预制构件进行现场定位拼装，最后通过浇筑拼装接口的后浇带混凝土，将各预制构件连接成完整的结构，从而保证了结构受力的合理性和防水的可靠性。
本实施例中，预制底板构件11的横向两端均设有底板受力钢筋111，预制底板构件11的横向两端还预留有底板台阶112，预制侧墙构件12竖直方向的两端设有侧墙受力钢筋121，预制顶板构件13的横向两端均设有顶板受力钢筋131，预制顶板构件13的横向两端还预留有顶板台阶132，预制侧墙构件12两端的侧墙受力钢筋121分别与底板受力钢筋111和顶板受力钢筋131交错设置，预制侧墙构件12分别与预制底板构件11和预制顶板构件13接头处的空隙均浇筑有混凝土6。具体的，顶板受力钢筋131包括横向受力钢筋和纵向受力钢筋。底板台阶112可以方便预制侧墙构件12和预制底板构件11的接头处进行混凝土浇筑，顶板台阶132一方面利于对预制顶板构件13支撑定位，另一方面可以方便预制侧墙构件12和预制顶板构件13的接头处进行混凝土浇筑，整个结构的角点位置采用将侧墙受力钢筋121与底板受力钢筋111或顶板受力钢筋131交错设置的形式，并浇筑混凝土进行连接，使矩形构件1形成了整体结构，再与相邻节段的矩形构件1相连，有利于结构受力，提高了整体结构的稳定性。
本实施例中，预制侧墙构件12竖直方向的两端预埋有型钢支座122。在吊装和拼接预制侧墙构件12及预制顶板构件13时，下端的型钢支座122有利于预制侧墙构件12架立稳定，上端的型钢支座122能够起到对预制顶板构件13的支撑定位作用，便于结构拼装。
本实施例中，型钢支座122设于预制侧墙构件12端面的四个角落位置。在四个角落位置受力支撑便于保持平衡，受力结构也更为稳定。
本实施例中，预制底板构件11设于地基上，预制底板构件11与地基之间设有混凝土垫层7。设置混凝土垫层7有利于预制底板构件11保持水平精确的拼接，避免因地基不平造成不利影响。
本实施例中，预制底板构件11、预制侧墙构件12和预制顶板构件13的外侧均设有防止地下水渗透的防水层8。优选的，防水层8为自粘高分子防水卷材。在整体结构的外部设置防水层8能进一步提升矩形通道结构整体的防水性能。
一种安装上述的预制拼装的矩形通道结构的方法，包括以下步骤，
S1、整平地基，在地基上浇筑混凝土垫层7，在平整、干净、干燥的基坑侧壁和混凝土垫层7上铺设防水层8，具体的，防水层8为自粘高分子防水卷材；
S2、吊装并拼接预制底板构件11，使相邻预制底板构件11的拼接台阶2拼接构成凹槽4，将焊接钢板5的两侧分别与相邻预制底板构件11上的预埋钢板3焊接，具体的，可连续吊装5节或多节预制底板构件11；
S3、在预制底板构件11的横向两端吊装预制侧墙构件12，使用型钢支座122对预制侧墙构件12进行定位和支撑，同时使用型钢或钢管或木支撑在斜面进行斜向支撑，防止预制侧墙构件12倾倒，然后拼接预制侧墙构件12，使相邻预制侧墙构件12的拼接台阶2拼接构成凹槽4，将焊接钢板5的两侧分别与相邻预制侧墙构件12上的预埋钢板3焊接，将预制底板构件11上的焊接钢板5的两端和预制侧墙构件12上的焊接钢板5的端头焊接组成钢板框；
S4、将预制底板构件11与预制侧墙构件12接头处的空隙和相邻预制底板构件11之间的凹槽4用带微膨胀剂和早强剂的混凝土进行浇筑；
S5、待预制底板构件11与预制侧墙构件12接头处空隙浇筑的混凝土达到设计强度后，在两侧的预制侧墙构件12之间吊装预制顶板构件13，使预制顶板构件13横向两端的顶板台阶132架立在两侧的型钢支座122上，将预制顶板构件13与预制侧墙构件12接头处的空隙用带微膨胀剂和早强剂的混凝土进行浇筑；
S6、使相邻预制顶板构件13的拼接台阶2拼接构成凹槽4，将焊接钢板5的两侧分别与相邻预制顶板构件13上的预埋钢板3焊接，将预制顶板构件13上的焊接钢板5的两端和预制侧墙构件12上的焊接钢板5的端头焊接组成钢板环圈；
S7、将相邻预制顶板构件13之间的凹槽4和相邻预制侧墙构件12之间的凹槽4用带微膨胀剂和早强剂的混凝土6进行浇筑；
S8、在预制顶板构件13的外表面铺设防水层8，然后依次进行下一节段的预制底板构件11、预制侧墙构件12和预制顶板构件13的吊装与拼接，完成所有的明挖矩形通道结构的安装。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：包括多个能依次拼接构成矩形通道结构的矩形构件(1)，所述矩形构件(1)包括预制底板构件(11)、预制顶板构件(13)和设于所述预制底板构件(11)及预制顶板构件(13)的横向两端的预制侧墙构件(12)，所述预制底板构件(11)、预制侧墙构件(12)和预制顶板构件(13)的纵向侧面均设有拼接台阶(2)，所述拼接台阶(2)的台阶面上设有预埋钢板(3)，相邻所述矩形构件(1)的拼接台阶(2)在拼接后构成凹槽(4)，相邻所述矩形构件(1)的预埋钢板(3)之间设有焊接钢板(5)，所述焊接钢板(5)的两侧分别焊接于相邻预埋钢板(3)的表面，相邻所述矩形构件(1)之间的焊接钢板(5)相互焊接组成钢板环圈，所述凹槽(4)内浇筑有混凝土(6)。
2.根据权利要求1所述的预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：所述预制底板构件(11)的横向两端均设有底板受力钢筋(111)，所述预制底板构件(11)的横向两端还预留有底板台阶(112)，所述预制侧墙构件(12)竖直方向的两端设有侧墙受力钢筋(121)，所述预制顶板构件(13)的横向两端均设有顶板受力钢筋(131)，所述预制顶板构件(13)的横向两端还预留有顶板台阶(132)，所述预制侧墙构件(12)两端的侧墙受力钢筋(121)分别与底板受力钢筋(111)和顶板受力钢筋(131)交错设置，所述预制侧墙构件(12)分别与预制底板构件(11)和预制顶板构件(13)接头处的空隙均浇筑有混凝土(6)。
3.根据权利要求2所述的预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：所述预制侧墙构件(12)竖直方向的两端预埋有型钢支座(122)。
4.根据权利要求3所述的预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：所述型钢支座(122)设于所述预制侧墙构件(12)端面的四个角落位置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：所述预制底板构件(11)设于地基上，所述预制底板构件(11)与地基之间设有混凝土垫层(7)。
6.根据权利要求1至4任一项所述的预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：所述预制底板构件(11)、预制侧墙构件(12)和预制顶板构件(13)的外侧均设有防止地下水渗透的防水层(8)。
7.根据权利要求6所述的预制拼装的矩形通道结构，其特征在于：所述防水层(8)为自粘高分子防水卷材。
8.一种安装如权利要求1至7任一项所述的预制拼装的矩形通道结构的方法，其特征在于：包括以下步骤，
S2、吊装并拼接预制底板构件(11)，使相邻预制底板构件(11)的拼接台阶(2)拼接构成凹槽(4)，将焊接钢板(5)的两侧分别与相邻预制底板构件(11)上的预埋钢板(3)焊接；
S3、吊装并拼接预制侧墙构件(12)，使相邻预制侧墙构件(12)的拼接台阶(2)拼接构成凹槽(4)，将焊接钢板(5)的两侧分别与相邻预制侧墙构件(12)上的预埋钢板(3)焊接，将预制底板构件(11)上的焊接钢板(5)的两端和预制侧墙构件(12)上的焊接钢板(5)的端头焊接组成钢板框；
S4、将预制底板构件(11)与预制侧墙构件(12)接头处的空隙和相邻预制底板构件(11)之间的凹槽(4)用混凝土(6)进行浇筑；
S5、吊装并拼接预制顶板构件(13)，将预制顶板构件(13)与预制侧墙构件(12)接头处的空隙用混凝土(6)进行浇筑；
S6、使相邻预制顶板构件(13)的拼接台阶(2)拼接构成凹槽(4)，将焊接钢板(5)的两侧分别与相邻预制顶板构件(13)上的预埋钢板(3)焊接，将预制顶板构件(13)上的焊接钢板(5)的两端和预制侧墙构件(12)上的焊接钢板(5)的端头焊接组成钢板环圈；
S7、将相邻预制顶板构件(13)之间的凹槽(4)和相邻预制侧墙构件(12)之间的凹槽(4)用混凝土(6)进行浇筑；
S8、依次进行下一节段的预制底板构件(11)、预制侧墙构件(12)和预制顶板构件(13)的吊装与拼接，完成所有的明挖矩形通道结构的安装。
9.根据权利要求8所述的安装方法，其特征在于：所述步骤S2之前还包括步骤S1，
S1、整平地基，在地基上浇筑混凝土垫层(7)，在混凝土垫层(7)和基坑侧壁铺设防水层(8)；
所述步骤S7和步骤S8之间还包括在预制顶板构件(13)的外表面铺设防水层(8)的步骤。
10.根据权利要求8或9所述的安装方法，其特征在于：所述步骤S3中在吊装和拼接预制侧墙构件(12)时，使用型钢支座(122)对预制侧墙构件(12)进行定位和支撑，所述步骤S5中吊装和拼接预制顶板构件(13)时，使用型钢支座(122)对顶板台阶(132)进行定位和支撑。
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