CN110359488A - 一种装配式地下结构的围护构件及其与拱形板的连接构造 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地下工程建造技术领域，具体涉及一种装配式地下结构的围护构件，围护构件本体上设用于支撑拱形板的支撑面，支撑面上设有至少部分嵌入围护构件本体内的第一连接件，第一连接件包括用于与拱形板定位连接的第一连接板。本发明还提供一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，包括拱形板和上述的围护构件；弧形预制件支撑于围护构件上，弧形预制件与围护构件本体之间通过现浇结构连接；弧形预制件一端设有第二连接件；第二连接件与第一连接板定位连接。本发明的围护构件上的第一连接件与拱形板上的第二连接件定位连接且弧形预制件与围护构件本体之间通过现浇连接，形成三铰拱稳定结构，便于实现地下无柱拱顶大空间效果。
Description
技术领域
本发明属于地下工程建造技术领域，具体涉及一种装配式地下结构的围护构件及其与拱形板的连接构造。
背景技术
目前地下结构较多采用的是传统的现浇钢筋混凝土结构施工，设计过程复杂，工作量大；现场施工过程中需要大量的多工种的劳动力，施工作业环境差，施工工序复杂，施工速度慢，受各种天气、气候的影响大，施工质量难以保证；同时在施工过程中还会产生很多废弃的建筑垃圾，既浪费资源又污染环境。现浇混凝土结构施工管控参差不齐，完成施工后往往因各方面原因导致混凝土结构外观或者内在经常出现各种质量缺陷，后期修复难度大，质量难以保证。
随着装配式技术的发展，地下结构也陆续出现了部分装配式设计、施工技术方案，有些仅适用于地下水少且采用放坡或者锚索（杆）开敞式明挖基坑，不适用于基坑采用内支撑、地下水丰富的地区；有些采用常规有柱地下结构，地下空间视野不开阔，少见大跨无柱装配式地下结构，尤其是针对盖挖施工法下的装配式地下结构更少见。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种装配式地下结构的围护构件及其与拱形板的连接构造，适用于明挖或盖挖施工工法下的装配式拱顶大跨无柱地下结构，较好实现了建筑视觉无柱大空间效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种装配式地下结构的围护构件，包括围护构件本体，所述围护构件本体上设有用于支撑拱形板的支撑面，所述支撑面倾斜设置；所述支撑面上设有第一连接件，所述第一连接件至少部分嵌入所述围护构件本体内，所述第一连接件包括用于与拱形板定位连接的第一连接板。
进一步地，所述第一连接板至少有两个，且相邻的两个第一连接板之间设有供拱形板的连接端插入的间隙。
进一步地，所述第一连接件还包括设置于支撑面上的第一预埋钢板，所述第一连接板固定于所述第一预埋钢板上；所述第一预埋钢板上背离所述第一连接板的一面焊接有第一锚筋，所述第一锚筋埋入所述围护构件本体内。
本发明还提供一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，包括拱形板和上述的围护构件；所述拱形板包括弧形预制件，所述弧形预制件支撑于围护构件上，所述弧形预制件与所述围护构件本体之间通过现浇结构连接；所述弧形预制件用于与所述围护构件本体连接的一端设有第二连接件，所述第二连接件至少部分嵌入所述弧形预制件内，所述第二连接件与所述第一连接板定位连接。
进一步地，所述第二连接件包括第二连接板，所述第二连接板与所述第一连接板定位连接，所述第一连接板与所述第二连接板均位于所述现浇结构中。
进一步地，所述第二连接板至少有两个，且相邻的两个第二连接板之间设有供对应的第一连接板插入的间隙。
进一步地，所述第二连接件还包括设置于所述弧形预制件的端面上的第二预埋钢板，所述第二连接板固定于所述第二预埋钢板上；所述第二预埋钢板上背离所述第二连接板的一面焊接有第二锚筋，所述第二锚筋埋入所述弧形预制件内。
更进一步地，所述弧形预制件上预留有钢筋框架，所述钢筋框架的底部埋设于所述弧形预制件内，顶部伸出至所述弧形预制件外，且沿地下结构的宽度方向，所述钢筋框架靠近所述围护构件本体的一端伸入至所述现浇结构中。
更进一步地，所述钢筋框架包括沿地下结构长度方向间隔设置的多个横向钢筋骨架，所述横向钢筋骨架包括第一弧形钢筋、第二弧形钢筋和波浪筋，所述第一弧形钢筋和所述第二弧形钢筋均沿地下结构的宽度方向布置；所述第一弧形钢筋设置于所述弧形预制件内，所述第二弧形钢筋设置于所述弧形预制件外，所述波浪筋的底部和顶部分别与所述第一弧形钢筋和所述第二弧形钢筋连接。
更进一步地，所述钢筋框架还包括设置于所述弧形预制件内的多个第一纵向钢筋和设置于所述弧形预制件外的多个第二纵向钢筋，多个所述第一纵向钢筋和多个所述第二纵向钢筋均沿地下结构宽度方向间隔设置，且各所述第一纵向钢筋均与第一弧形钢筋连接，各所述第二纵向钢筋均与第二弧形钢筋连接，所述波浪筋的波谷和波峰分别与所述第一纵向钢筋和所述第二纵向钢筋连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的围护构件上设有用于支撑拱形板的倾斜的支撑面，并在支撑面上设置第一连接件与拱形板定位连接，使得拱形板可以形成三铰拱稳定结构，适用于明挖或盖挖施工工法下的装配式拱顶大跨无柱结构，便于实现地下无柱拱顶大空间效果，建筑视觉效果好；
（2）本发明提供的围护构件与拱形板的连接构造中拱形板上的第二连接件与围护构件本体上的第一连接件连接，实现围护构件本体与拱形板的定位连接，且围护构件本体的支撑面与拱形板的端面之间通过现浇混凝土连接，节点刚性连接，安全可靠，结构耐久性好，且现场拼装工序简单；
（3）本发明提供的拱形板所采用的弧形预制件上预留有钢筋框架，可以免去部分现场支模、架设脚手架等临时设施实现叠合层现浇，满足结构受力要求的同时，节省工期及投资。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造的示意图；
图2为本发明实施例提供的装配式地下结构的围护构件的局部示意图；
图3为本发明实施例提供的装配式地下结构的拱形板的局部示意图；
图4为本发明实施例提供的装配式地下结构的示意图；
图5为本发明实施例提供的装配式地下结构的拱形板用弧形预制件的示意图；
图6为本发明实施例提供的装配式地下结构的拱形板用弧形预制件的示意图；
图7为本发明实施例提供的装配式地下结构的弧形预制件上钢筋框架的局部示意图；
图8为本发明实施例提供的装配式地下结构的弧形预制件的连接示意图；
图9为本发明实施例提供的装配式地下结构的弧形预制件的连接示意图；
图10为本发明实施例提供的装配式地下结构的弧形预制件的连接示意图；
图中：1、围护构件本体，101、支撑面，102、第一连接板，103、第一销孔，104、第一预埋钢板，105、第一锚筋，2、弧形预制件，201、第二连接板，202、第二销孔，203、第二预埋钢板，204、第二锚筋，205、第三连接板，206、第三销孔，207、第三预埋钢板，208、第三锚筋，3、现浇结构，4、栓销，5、横向钢筋骨架，501、第一弧形钢筋，502、第二弧形钢筋，503、波浪筋，6、第一纵向钢筋，7、第二纵向钢筋，8、拱顶现浇层，9、现浇连接段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1-图2所示，本发明实施例提供一种装配式地下结构的围护构件，包括围护构件本体1，围护构件本体1上设有用于支撑拱形板的支撑面101，支撑面101由上向下倾斜设置；支撑面101上设有第一连接件，第一连接件至少部分嵌入围护构件本体1内，第一连接件包括用于与拱形板定位连接的第一连接板102。本发明提供的围护构件上设有用于支撑拱形板的倾斜的支撑面，并在支撑面上设置第一连接件与拱形板定位连接，使得拱形板可以形成三铰拱稳定结构，适用于明挖或盖挖施工法下的城市轨道交通地下车站、地下室、综合管廊等装配式拱顶大跨无柱结构主体，如图4所示，便于实现地下无柱拱顶大空间效果，建筑视觉效果好。
进一步地，本实施例中的第一连接板102可以是一个，此时弧形预制件2上的用于与第一连接板102定位连接的第二连接板201有两个，且两个第二连接板201之间有供第一连接板102插入的间隙，以使第一连接板102插入两个第二连接板201之间并通过栓销4固定连接；本实施例中的第一连接板102也可以是至少有两个，此时相邻的两个第一连接板之间设有供弧形预制件2上的第二连接板201插入的间隙，第二连接板201至少有一个，通过将第二连接板201插入对应的两个第一连接板102之间并通过栓销4固定连接。
进一步地，各第一连接板102上均设有用于供栓销4穿过的第一销孔103。通过栓销4穿过第一连接板102上的第一销孔103和弧形预制件2上的第二连接板201上的第二销孔202实现围护构件本体1与弧形预制件2的定位连接。
进一步地，第一连接件还包括设置于支撑面101上的第一预埋钢板104，第一连接板102固定于第一预埋钢板104上；第一预埋钢板104上背离第一连接板102的一面焊接有第一锚筋105，第一锚筋105埋入围护构件本体1内，提高第一连接板102与围护构件本体1的整体性。
如图1-图3所示，本发明还提供一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，包括拱形板和上述的围护构件；拱形板包括弧形预制件2，弧形预制件支撑于围护构件上，弧形预制件2与围护构件本体1之间通过现浇结构3连接；弧形预制件2用于与围护构件本体1连接的一端设有第二连接件，第二连接件至少部分嵌入弧形预制件2内，且第二连接件位于弧形预制件2外的一端与第一连接板102定位连接。本实施例的拱形板上的第二连接件与围护构件本体上的第一连接件定位连接，实现围护构件本体与拱形板的定位连接，且围护构件本体的支撑面与拱形板的端面之间通过现浇混凝土连接，连接节点安全可靠，结构耐久性好，且现场拼装工序简单。
进一步地，第二连接件包括第二连接板201，第二连接板201与第一连接板102通过栓销4定位连接，第一连接板102与第二连接板201板均位于所述现浇结构3中。本实施例中的第二连接板201可以为一个；也可以为至少两个，此时相邻的两个第二连接板201之间设有供对应的第一连接板102插入的间隙。本实施例中第一连接板102和第二连接板201的连接方式与图9中所示的第二连接板201和第三连接板205的连接方式相同。
进一步地，第二连接件还包括设置于弧形预制件2端面上的第二预埋钢板203，第二连接板201固定于第二预埋钢板203上；第二预埋钢板203上背离第二连接板201的一面焊接有第二锚筋204，第二锚筋204埋入弧形预制件2内，提高第二连接板201与弧形预制件2的整体性。
进一步地，弧形预制件2上预留有钢筋框架，钢筋框架的底部埋设于弧形预制件2内，顶部伸出至弧形预制件2外，且沿地下结构的宽度方向，钢筋框架靠近围护构件本体1的一端伸入至现浇结构3中。本实施例中沿地下结构的宽度方向，钢筋框架的两端均伸出至弧形预制件2外，其中一端伸至围护构件与弧形预制件2之间的现浇结构3中，另一端伸入至两个弧形预制件2之间的现浇连接段9中，而两个弧形预制件2拼装时，两个弧形预制件2的钢筋框架在现浇连接段9中部分重叠布置。本实施例中的钢筋框架在工厂预制完成，在施工现场无需对钢筋再进行捆扎固定，解决施工现场预制构件连接处钢筋接头施工困难、接头连接质量不可控的问题，还可以免去部分现场支模、架设脚手架等临时设施，节省工期。
更进一步地，钢筋框架包括沿地下结构长度方向间隔设置的多个横向钢筋骨架5，横向钢筋骨架5包括第一弧形钢筋501、第二弧形钢筋502和波浪筋503，第一弧形钢筋501和第二弧形钢筋502均沿地下结构的宽度方向布置；第一弧形钢筋501设置于弧形预制件2内，第二弧形钢筋502设置于弧形预制件2外，波浪筋503的底部和顶部分别与第一弧形钢筋501和第二弧形钢筋502连接。本实施例的波浪筋503可以沿装配式结构的宽度方向布置，也可以沿装配式结构的长度方向布置。如图7所示，波浪筋503沿装配式结构的宽度方向布置，波浪筋503上部伸出预制件外与第二弧形钢筋502连接，能够起到固定第二弧形钢筋502的作用，在形成叠合结构后还能作为受力钢筋的一部分。此外，本实施例中波浪筋503可以是连续的，也可以是间断的，具体形式根据设计需求而定。
更进一步地，本实施例的弧形预制件2内沿地下结构宽度方向间隔设置有多个第一纵向钢筋6，各第一纵向钢筋6均与第一弧形钢筋501连接；波浪筋503的波谷与第一纵向钢筋6连接；本实施例的弧形预制件2外沿地下结构宽度方向间隔设置有多个第二纵向钢筋7，各第二纵向钢筋7均与第二弧形钢筋502连接；波浪筋503的波峰与第二纵向钢筋7连接。通过沿地下结构长度方向布置的第一纵向钢筋6和第二纵向钢筋7与沿地下结构长度方向布置的横向钢筋骨架5连接，加强横向钢筋骨架5之间的连接。
本实施例的拱形板包括两个弧形预制件2，两个弧形预制件2之间浇筑现浇连接段9，两个弧形预制件上浇筑拱顶现浇层8，拱顶现浇层8与弧形预制件2形成叠合结构，如图8所示，有效地提高装配式地下结构的防水性能以及整体受力性能，可用于富水地区。本实施例中的现浇结构3、现浇连接段9和拱顶现浇层8可以一体浇筑成型。本发明提供的拱形板采用合理的构件分块方案，预制件尺寸标准化，减少了设计工作量，提高了生产效率，且还可以减小单个弧形预制件2的尺寸以及重量，使得预制件的尺寸及重量能够适应有支撑基坑的现场吊装、拼装要求，便于预制件的运输，并能够解决带内支撑的地下结构预制板构件装配式施工难题，能较好实现产业化推广应用。
如图10所示，本实施例的两个弧形预制件2的横向钢筋骨架5在现浇连接段9中交替布置，其中一个弧形预制件2的钢筋框架伸入至现浇连接段9中的部分上设置有第二纵向钢筋7，而另一个弧形预制件2的钢筋框架伸入至现浇连接段9中的部分上没有设置第二纵向钢筋7，使得两个弧形预制件2的钢筋框架能够部分重叠，提高两个弧形预制件2的整体性以及受力性能。
本实施例的拱形板所采用的弧形预制件2的结构如图5和图6所示，弧形预制件2的其中一端设置与围护构件本体1连接的第二连接件，另一端设置与另一弧形预制件2连接的第三连接件，第三连接件包括沿地下结构的长度方向间隔设置的若干第三连接板205，第三连接板205位于两个弧形预制件2之间的现浇连接段9中，第三连接板205与另一与图2结构相同的弧形预制件2的第二连接板201相互交错插入并通过栓销4连接，如图7所示。
进一步地，第二连接板201的数量与第三连接板205的数量相同或者相差一个。优选的，第一连接件、第二连接件和第三连接件一一对应，第一连接板103、第二连接板201和第三连接板205的数量都是至少一个，三者的数量可以相同，也可以不相同；当第一连接板102的数量与第三连接板205的数量相同，第二连接板201比第一连接板102或第三连接板205的数量相差一个，以便实现相同两块弧形预制件的拼接，使得预制件的尺寸标准化，减少了设计工作量，提高了预制件的生产效率。如图6所示，第二连接板201有一个，第三连接板205有两个，两块弧形预制件2连接时，如图7所示，其中一个弧形预制件2上的第二连接板201插入另一个弧形预制件2的两个第三连接板205之间，第三连接板205上对应第二销孔202的位置设置第三销孔206，通过销栓9穿过第三连接板205上的第三销孔206和第二连接板201上的第二销孔202实现结构相同的两块弧形预制件2的拼接。
弧形预制件2的两端面上分别设置有第二预埋钢板203和第三预埋钢板207，第三连接板205固定在第三预埋钢板207上，第三预埋钢板207上背离第三连接板205的一面焊接有第三锚筋208，第三锚筋208埋入弧形预制件2内。本实施例中第一锚筋105、第二锚筋204以及第三锚筋208的末端均弯曲形成锚钩，进一步提高连接板与围护构件本体1或弧形预制件2的连接强度。
本实施例的第一连接件、第二连接件和第三连接件均有若干个，且第一连接件、第二连接件和第三连接件均沿地下结构的长度方向间隔设置；根据弧形预制件1的大小以及强度要求确定连接件的具体数量。如图9所示，弧形预制件2上的两个第二连接件分别与另一弧形预制件2上的两个第三连接件连接，提高连接强度。
本发明还提供上述装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造的施工方法：
1）按照围护构件本体1的形状构造要求绑扎钢筋笼、浇筑混凝土，在围护构件本体1上施工用于支撑拱形板的支撑面102，支撑面102上设置第一预埋钢板104，第一预埋钢板104上焊有第一连接板102和第一锚筋105，且第一锚筋105埋入围护构件本体1内，完成围护构件的施工，如图2所示，
2）施工冠梁，架设第一道支撑，开挖到拱形预板的底面；
3）根据拱形预板的构造要求在工厂完成弧形预制件2的预制，弧形预制件2的一端的端面上设第二预埋钢板203，第二预埋钢板203上焊有第二连接板201和第二锚筋104，如图3所示；吊装弧形预制件2，并进行定位。
4）利用栓销4将围护构件本体1上的第一连接板102与弧形预制件2上的第二连接板201进行栓销锁定；
5）完成围护构件本体1与弧形预制件2之间的连接节点区现浇浇筑；
6）根据地下结构的设计要求完成后续施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种装配式地下结构的围护构件，其特征在于：包括围护构件本体，所述围护构件本体上设有用于支撑拱形板的支撑面，所述支撑面倾斜设置；所述支撑面上设有第一连接件，所述第一连接件至少部分嵌入所述围护构件本体内，所述第一连接件包括用于与拱形板定位连接的第一连接板。
2.如权利要求1所述的一种装配式地下结构的围护构件，其特征在于：所述第一连接板至少有两个，且相邻的两个第一连接板之间设有供拱形板的连接端插入的间隙。
3.如权利要求1所述的一种装配式地下结构的围护构件，其特征在于：所述第一连接件还包括设置于支撑面上的第一预埋钢板，所述第一连接板固定于所述第一预埋钢板上；所述第一预埋钢板上背离所述第一连接板的一面焊接有第一锚筋，所述第一锚筋埋入所述围护构件本体内。
4.一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：包括拱形板和如权利要求1-3任一项所述的围护构件；所述拱形板包括弧形预制件，所述弧形预制件支撑于围护构件上，所述弧形预制件与所述围护构件本体之间通过现浇结构连接；所述弧形预制件用于与所述围护构件本体连接的一端设有第二连接件，所述第二连接件至少部分嵌入所述弧形预制件内，所述第二连接件与所述第一连接板定位连接。
5.如权利要求4所述的一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：所述第二连接件包括第二连接板，所述第二连接板与所述第一连接板定位连接，所述第一连接板与所述第二连接板均位于所述现浇结构中。
6.如权利要求5所述的一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：所述第二连接板至少有两个，且相邻的两个第二连接板之间设有供对应的第一连接板插入的间隙。
7.如权利要求5所述的一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：所述第二连接件还包括设置于所述弧形预制件端面上的第二预埋钢板，所述第二连接板固定于所述第二预埋钢板上；所述第二预埋钢板上背离所述第二连接板的一面焊接有第二锚筋，所述第二锚筋埋入所述弧形预制件内。
8.如权利要求4所述的一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：所述弧形预制件上预留有钢筋框架，所述钢筋框架的底部埋设于所述弧形预制件内，顶部伸出至所述弧形预制件外，且沿地下结构的宽度方向，所述钢筋框架靠近所述围护构件本体的一端伸入至所述现浇结构中。
9.如权利要求8所述的一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：所述钢筋框架包括沿地下结构长度方向间隔设置的多个横向钢筋骨架，所述横向钢筋骨架包括第一弧形钢筋、第二弧形钢筋和波浪筋，所述第一弧形钢筋和所述第二弧形钢筋均沿地下结构的宽度方向布置；所述第一弧形钢筋设置于所述弧形预制件内，所述第二弧形钢筋设置于所述弧形预制件外，所述波浪筋的底部和顶部分别与所述第一弧形钢筋和所述第二弧形钢筋连接。
10.如权利要求9所述的一种装配式地下结构的围护构件与拱形板的连接构造，其特征在于：所述钢筋框架还包括设置于所述弧形预制件内的多个第一纵向钢筋和设置于所述弧形预制件外的多个第二纵向钢筋，多个所述第一纵向钢筋和多个所述第二纵向钢筋均沿地下结构宽度方向间隔设置，且各所述第一纵向钢筋均与第一弧形钢筋连接，各所述第二纵向钢筋均与第二弧形钢筋连接，所述波浪筋的波谷和波峰分别与所述第一纵向钢筋和所述第二纵向钢筋连接。
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