CN110042865A - 用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构 - Google Patents

用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构 Download PDF

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付大喜
齐强
王卫中
刘雪
高晓培
赵修旺
曹文文
卫涛
卢强
侯起阳
祁得运
赵翠翠
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，包括隧道顶板，所述隧道顶板包括间隔设置在隧道侧墙之间的上板和下板，所述上板、下板和隧道侧墙围成的空腔两端分别设置有端部板，所述空腔内部通过腹板分隔为多个沿纵向排列的箱室，每个所述箱室的上板均设置有拆模孔，每个箱室的下板均采用防水砂浆找坡度并开设有通风排水孔。本发明的连续梁结构，便于设计和施工，可减小顶板自重及覆土厚度，进而减小顶板乃至侧墙、中墙及底板受到的荷载；特别是当设置预应力时，还可更大程度上增大城市隧道断面的跨度，极大地减少由抗裂设计控制所需的普通钢筋用量。

Description

用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构
技术领域
本发明涉及市政工程城市隧道结构设计与施工技术领域，尤其是涉及一种用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构。
背景技术
随着经济发展，城市交通拥堵问题日益严重。为了缓解拥堵，城市隧道建设得到了快速发展，且城市隧道向着机械自动化、大跨度、大里程的方向发展。对于断面跨度较大的隧道结构，目前一般采用拱形顶板结构或折板顶板结构。为了满足裂缝控制要求，上述形式的顶板厚度较大、配筋量也较大，且施工较为不便。如果将顶板设计成实心平板结构，能够给施工带来一定的便利性，但其顶板厚度与配筋量较拱形顶板、折板顶板还要大很多，且结构形式不尽合理，不经济，当隧道结构埋深较大时，也不能有效减小隧道结构顶板的覆土厚度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种可减少工程材料用量、减小隧道结构顶板覆土厚度、跨越能力大、受力性能好、抗裂能力强、耐久性能好且施工方便的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，具体技术方案如下：
本发明所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，包括隧道顶板，所述隧道顶板包括间隔设置在隧道侧墙之间的上板和下板，所述上板、下板和隧道侧墙围成的空腔两端分别设置有端部板，所述空腔内部通过腹板分隔为多个沿纵向排列的箱室，每个所述箱室的上板均设置有拆模孔，每个箱室的下板均采用防水砂浆找坡度并开设有通风排水孔。
所述上板和下板均为钢筋混凝土结构的实心平板，厚度为相邻腹板间距的1/8~1/12。
所述端部板为带有腋角的钢筋混凝土结构的实心板。
所述腹板的厚度为相邻腹板间距的1/4~1/8。
每个所述箱室的下板均采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡。
所述腹板内预埋有波纹管，所述波纹管的孔道内穿设有钢绞线钢束。
本发明提供的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，具有如下优点：
1、本发明可减小结构顶板自重、减小结构顶板覆土厚度，进而可减小结构顶板乃至侧墙、中墙及底板受到的荷载；
2、本发明顶板为连续梁结构，不产生水平力，可避免拱形顶板结构或折板顶板结构产生水平推力或不平衡水平力对侧墙/中墙造成的不利影响；
3、本发明可减少结构顶板混凝土、钢筋用量，特别是当设置预应力时，可极大地减少由抗裂设计控制所需的普通钢筋用量；
4、本发明引入预应力技术后，可更大程度上增大城市隧道断面的跨度，最大单跨跨度可达到60米以上；
5、本发明引入预应力技术后，可保证结构顶板不开裂，进而提高结构顶板的耐久性；
6、本发明便于设计、施工难度小；
7、本发明箱型顶板内的空间还可以进一步开发利用。
附图说明
图1是实施例中双孔隧道的结构示意图。
图2是图1中的A-A剖面图。
图3是图1中的B-B剖视图。
图4是图1中的C-C剖视图。
具体实施方式
本发明所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构适用于单孔及多孔城市隧道顶板结构设计，以下仅以双孔城市隧道为例来说明其具体应用。
如图1-4所示的双孔城市隧道，由底板9、侧墙1（为了方便叙述，将两孔隧道之间的中墙也称为侧墙）和本发明所述的箱型顶板组成。对于每孔隧道上部的箱型顶板，均包括间隔设置的上板2和下板3，上板2、下板3和侧墙1围成沿隧道纵向延伸的空腔；空腔两端分别设置端部板4，空腔内部则通过腹板5分隔为多个沿纵向排列的箱室S。每个箱室S的上板2均预留拆模孔6，每个箱室S的下板3均采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡，并在每个箱室S下板3的四角处采用PVC管预留通风排水孔7。一般地，上板2、下板3、及腹板5均为钢筋混凝土结构的实心平板，且腹板5厚度为相邻腹板间距的1/4~1/8，上板2和下板3的厚度为相邻腹板间距的1/8~1/12，上板2和下板3的间距宜大于1.7m；端部板4为带有腋角的钢筋混凝土实心板，其厚度以利于结构整体防水的施做为原则，每个端部板4与相邻节段之间均设置变形缝4.1。为了进一步提高结构顶板的耐久性，减少结构顶板的混凝土、钢筋用量，更大程度的增大城市隧道断面的跨度，可在腹板5上设置预应力，即在腹板5内沿隧道横向预埋波纹管孔道，并在波纹管孔道内穿入钢绞线钢束8。
具有上述箱型顶板结构的城市隧道在施工时，主要包括如下步骤：
第一步，开挖基坑，施做垫层及隧道底板9的防水层；
第二步，绑扎隧道底板9和部分隧道侧墙1的钢筋，浇筑隧道底板9的混凝土，浇筑隧道侧墙1的混凝土至预留在隧道底板9以上的第一纵向水平施工缝处，第一纵向水平施工缝通常在隧道底板9或腋角以上300mm~500mm处；
第三步，继续绑扎隧道侧墙1的钢筋，浇筑隧道侧墙1的混凝土至预留在箱型顶板以下的第二纵向水平施工缝处，第二纵向水平施工缝通常在为箱型顶板或腋角以下300mm~500mm处；
第四步，支设箱型顶板的下板3底模，绑扎箱型顶板的下板3、腹板5及端部板4钢筋，采用直径50mm的PVC管绑扎在下板3的钢筋骨架上用于预留通风排水孔7；
第五步，支设每个箱室S的内侧模板，浇筑下板3、腹板5及端部板4的混凝土；待下板3的混凝土达到设计强度后，采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡，方向与隧道横向排水方向一致；
第六步，支设箱型顶板的上板2底模，绑扎上板2钢筋，预留拆模孔6；如需对箱室S内侧模板进行拆除时，拆模孔6的尺寸要便于施工人员进出；
第七步，浇筑上板2混凝土；
第八步，拆除箱室S的内侧模板，再恢复拆模孔6钢筋并浇筑密实，然后施做隧道侧墙1及箱型顶板的结构防水层、进行覆土回填。
当需要在腹板5上施加预应力时，通常在第四步施工结束后，在腹板5内预埋沿隧道横向设置的波纹管孔道，并在波纹管孔道内穿入钢绞线钢束8；之后当第七步浇筑的混凝土达到设计强度后，张拉并锚固腹板5内的钢绞线钢束8，并采用现行行业规范《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）规定的专用压浆料或专用压浆剂配置的浆液对波纹管孔道进行压浆，压浆完成后槽口应尽快封锚。

Claims (6)

1.一种用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，包括隧道顶板，其特征在于：所述隧道顶板包括间隔设置在隧道侧墙之间的上板和下板，所述上板、下板和隧道侧墙围成的空腔两端分别设置有端部板，所述空腔内部通过腹板分隔为多个沿纵向排列的箱室，每个所述箱室的上板均设置有拆模孔，每个箱室的下板均采用防水砂浆找坡度并开设有通风排水孔。
2.根据权利要求1所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，其特征在于：所述上板和下板均为钢筋混凝土结构的实心平板，厚度为相邻腹板间距的1/8~1/12。
3.根据权利要求1所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，其特征在于：所述端部板为带有腋角的钢筋混凝土结构的实心板。
4.根据权利要求1所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，其特征在于：所述腹板的厚度为相邻腹板间距的1/4~1/8。
5.根据权利要求1所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，其特征在于：每个所述箱室的下板均采用防水砂浆找坡度0.3%~0.5%的排水单向坡。
6.根据权利要求1所述的用于大跨度城市隧道的箱型顶板结构，其特征在于：所述腹板内预埋有波纹管，所述波纹管的孔道内穿设有钢绞线钢束。
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