CN111535361A - 地下车站装配式轨顶风道结构及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下车站装配式轨顶风道结构及其构建方法，于结构侧墙内侧、结构中板下方设置水平的横梁和竖向的风道腹板；横梁内侧通过牛腿连接到结构侧墙，外侧通过翼脚连接到风道腹板底部，风道腹板顶部通过预埋锚栓连接到结构中板；横梁上方设置风道板，结构侧墙、结构中板、风道板和风道腹板组成风道结构。本发明利用插销式锚栓与牛腿，将横梁与风道板进行有效固定，将常规基于植筋的现浇风道结构与主体结构的连接方式，转变成了插入式锚栓机械咬合与牛腿夹持固定的装配式构件，实现了现场快速安装、连接可靠的新型装配式轨顶风道；改善了新旧结构之间的受力特性，避免了风道结构现场砼浇筑涉及的大量支模与砼泵送问题，提高了施工效益。
Description
技术领域
本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种地下车站装配式轨顶风道结构及其构建方法。
背景技术
随着经济的快速发展，为引导城市合理布局和有序开发，通过轨道交通引领城市健康发展，以轨道交通站点为基点，有效串联周边商业、住宅、文娱、医疗与教育等，形成站城一体化发展的新格局，是近年来各大城市轨道交通建设的新思路与指导方针。因此在轨道交通站点建设过程中，周边环境条件越来越苛刻，应最大程度减少或避免现场凿除、破除施工，应基于绿色、环保的理念，实现安全、快速、节能的新旧结构连接工艺。
新旧结构的连接，基于植筋为主的接口连接方式不尽合理，同时连接过程中存在过多的既有结构凿除或破除施工，导致接口部位过度损伤，后期使用过程中存在接口渗漏、裂缝与变形的风险，影响构件的正常使用，甚至可能危及结构自身与周边环境安全。近年来，随着城市建设速度进一步加快，既有结构的改扩建施工，先建结构与后建结构的连接问题日益受到重视，尤其是随着基于轨道交通的站城一体化（或TOD）的发展，城市轨道交通各类帮接建设等情况越来越普遍，各类基于已建结构的拓建或后建工程不断涌现，新旧结构接口部位结构型式及其与既有结构的连接方式，在一定程度上制约了拓建或后建工程的实施，在某些条件下甚至成为了地下工程的控制性因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种全新的地下车站装配式轨顶风道结构及其构建方法，于已建地下结构侧墙与中板夹角部位新建轨顶风道，风道板主要由下方横梁支撑，横梁支撑在两端牛腿上，一侧牛腿与地下结构侧墙同步浇筑，另一端牛腿与风道腹板同步浇筑，形成带牛腿型翼脚的风道腹板，同时风道腹板与地下结构中板之间采用插入式锚栓机械连接。将常规新旧结构之间的植筋连接改成了机械连接，同时将地铁车站现浇风道结构改成了预制构件，现场只需进行拼装，提高了施工效率、减少了现场实施难度，提高了工程质量。
本发明所采用的技术方案为：
地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
于结构侧墙内侧、结构中板下方设置水平的横梁和竖向的风道腹板；横梁内侧通过牛腿连接到结构侧墙，外侧通过翼脚连接到风道腹板底部，风道腹板顶部通过锚栓连接到结构中板；
横梁上方设置风道板，结构侧墙、结构中板、风道板和风道腹板组成轨顶风道结构。
结构侧墙内壁设置有侧墙牛腿，侧墙牛腿与结构侧墙整体浇筑，横梁内侧搭放到侧墙牛腿上。
侧墙牛腿顶面设置有凸齿，对应的横梁底面设置有凹槽，侧墙牛腿的凸齿插入横梁的凹槽，进行构件组装。
风道腹板底部具有向内侧伸出的翼脚，翼脚为牛腿型翼脚，牛腿型翼脚与风道腹板整体浇筑。
牛腿型翼脚顶面设置有凸齿，对应的横梁底面设置有凹槽，牛腿型翼脚的凸齿插入横梁的凹槽，进行构件组装。
风道腹板顶端通过插销式锚栓固定到结构中板。
插销式锚栓包括预埋套筒和插入式锚栓；
预埋套筒提前预埋在结构中板，内设螺纹；预埋套筒底部具有翼脚，呈喇叭形；
插入式锚栓提前预埋于风道腹板内，外部呈螺纹状；插入式锚栓底端具有锚栓扩大头。
横梁沿风道纵向按一定间距设置，并且与侧墙牛腿、牛腿型翼脚的数量与位置相对应。
横梁上方沿风道纵向设置多块风道板，每块风道板前后两端分别搭在相应位置横梁上，相邻风道板之间的缝隙采用砂浆抹平处理。
地下车站装配式轨顶风道结构的构建方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤一：按要求进行地下结构侧墙浇筑施工，在施工前先绑扎结构侧墙与侧墙牛腿钢筋笼，进行混凝土整体浇筑施工；侧墙牛腿沿风道纵向间隔可按3m左右考虑；
步骤二：待结构侧墙达到设计强度后，按要求浇筑地下结构中板，结构中板浇筑前绑扎钢筋笼时，将销钉式螺栓的预埋套筒与套筒翼脚进行有效固定；预埋套筒与套筒翼脚沿风道纵向间隔可按1～2m考虑；
步骤三：根据风道腹板与底部牛腿型翼脚构造型式，提前在预制工厂进行钢筋笼绑扎，同时将插入式锚栓、螺栓扩大头牢固绑扎在钢筋笼上，随后进行风道腹板混凝土整体浇筑；
插入式锚栓与预埋套筒位置匹配，对齐误差控制在1～2mm以内；
每块风道腹板上端面预埋3个插入式锚栓；
步骤四：进行风道腹板的组装，将风道腹板上端面的插入式锚栓，准确对位中板预埋套筒翼脚后，将风道腹板顶部插入式锚栓顶入套筒翼脚；
相邻风道腹板接缝位于风道纵向前后牛腿中间位置；
步骤五：按设计要求提前在预制工厂进行横梁浇筑，保证横梁两端凹槽与牛腿表面凸齿匹配，同时凹槽宽度比凸齿宽2mm；横梁宽度与牛腿一致；
步骤六：进行现场横梁安装，将横梁搭在两端牛腿上，搭设时按照先牛腿型翼脚，后侧墙牛腿的顺序进行；
步骤七：在横梁上方敷设风道板，相邻风道板接缝位于牛腿中间部位，接缝宽度为2～3mm。
步骤八：将相邻风道板之间缝隙用水泥砂浆抹平处理。
横梁、风道腹板与风道板均为装配式构件，在工厂预制成型后，到现场进行装配。
本发明具有以下优点：
本发明提供了一种新型的地铁车站轨顶风道装配式构建方法，丰富了现有的地下车站轨顶风道施工方法。支撑牛腿、风道横梁、带牛腿型翼脚的风道腹板等均为常规钢筋混凝土结构，风道腹板与地下结构中板连接用的插销式锚栓均为常规钢构件，施工工艺成熟，所涉及的混凝土浇筑用模板、插销式锚栓用钢材与套筒及其他辅助设施均为常规设备；支撑牛腿、风道横梁、带牛腿型翼脚的风道腹板所采用的钢筋、防水混凝土与模板等均为常规材料，其设计尺寸为常规类型，简单易作。风道板下方横梁两端的牛腿，其尺寸与横梁的搭接宽度可根据风道板尺寸及重量因素灵活确定，对于风道腹板与结构中板连接用插销式锚栓，结构中板内的预埋套筒深度、插入式锚栓底部扩大头边长，以及每块风道板顶部的插销式锚栓数量等，均可根据风道腹板重量灵活调整。确保了装配式轨顶风道的现场快速安装问题，经济技术效益显著。
与地下结构侧墙同步浇筑的牛腿，在地下结构中板上预埋的插销式锚栓，有效解决了车站轨顶风道预制装配式结构的后期连接问题，实现了现场快速安装、可靠连接的目的，有效释放了原来混凝土结构立模浇铸施工占用时间过长、新旧结构植筋连接可靠性不足且对既有结构损伤明显的缺陷，最大程度满足了现场快速施工，前后工序无缝衔接的需求。本发明具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、市政公路、民用建筑等地下结构工程中有广泛的应用前景。
附图说明
图1为车站新型装配式轨顶风道横断面图。
图2 为轨顶风道平面布置图（A-A剖面图）。
图3 为插销式锚栓大样图。
图中，1-结构侧墙，2-结构中板，3-侧墙牛腿，4-风道腹板，5-牛腿型翼脚，6-横梁，7-风道板，8-插销式锚栓，9-预埋套筒，10-套筒翼脚，11-插入式锚栓，12-锚栓扩大头。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种地下车站装配式轨顶风道结构及其构建方法，于已建地下结构侧墙1与结构中板2夹角部位新建轨顶风道，风道板7主要由下方横梁6支撑，横梁6支撑在两端牛腿上，一侧牛腿与地下结构侧墙同步浇筑，另一端牛腿与风道腹板4同步浇筑，形成带牛腿型翼脚5的风道腹板4，同时风道腹板4与地下结构中板2之间采用插入式锚栓8机械连接。
风道腹板4与结构中板2连接用插销式锚栓8的数量，结构中板2内的预埋套筒深度、插入式锚栓底部扩大头12边长等，由实际连接需要与可靠度综合确定。
与地下结构侧墙1同步浇筑的牛腿3，在地下结构中板2上预埋的插销式锚栓8，有效解决了车站轨顶风道预制装配式结构的后期连接问题，实现了现场快速安装、可靠连接的目的，有效释放了原来混凝土结构立模浇铸施工占用时间过长、新旧结构植筋连接可靠性不足且对既有结构损伤明显的缺陷，最大程度满足了现场快速施工，前后工序无缝衔接的需求。
上述地下车站新型装配式轨顶风道结构及其构建方法的构建方法，包括以下步骤：
步骤一：按要求进行地下结构侧墙1浇筑施工，在施工前先绑扎侧墙1与侧墙牛腿3钢筋笼，进行混凝土整体浇筑施工；侧墙牛腿3沿风道纵向间隔可按3m左右考虑。
步骤二：待地下构侧墙3达到设计强度后，按要求浇筑地下结构中板2，中板2浇筑前绑扎钢筋笼时，必须将销钉式螺栓8的预埋套筒9与套筒翼脚10进行有效固定。预埋套筒9与套筒翼脚10沿风道纵向间距一般可按1～2m考虑。
步骤三：根据风道腹板4与底部牛腿型翼脚5构造型式，提前在预制工厂进行钢筋笼绑扎，同时将插入式锚栓11、螺栓扩大头12牢固绑扎在钢筋笼上，随后进行风道腹板4混凝土整体浇筑。
插入式锚栓11与预埋套筒9位置匹配，一般对齐误差控制在1～2mm以内。
每块风道腹板4上端面预埋3个插入式锚栓11。
步骤四：进行风道腹板4现场组装，将风道腹板4上端面的插入式锚栓11，准确对位中板2预埋套筒翼脚10后，将风道腹板4顶部插入式锚栓11顶入套筒翼脚10。
相邻风道腹板4接缝一般位于风道纵向前后牛腿中间位置。
步骤五：按设计要求提前在预制工厂进行横梁6浇筑成型，需要保证横梁6两端凹槽与牛腿表面凸齿匹配，同时凹槽宽度比凸齿宽约2mm。横梁6宽度与牛腿基本一致。
步骤六：进行现场横梁6安装。将横梁6搭在两端牛腿上，搭设时按照先牛腿型翼脚5，后侧墙牛腿3的顺序进行。
步骤七：在横梁6上方敷设风道板7，相邻风道板7接缝一般位于牛腿中间部位，接缝宽度一般为2～3mm。
步骤八：将相邻风道板7之间缝隙用水泥砂浆抹平处理。
参见图1、图2和图3对本发明进行进一步具体说明：
本发明的新型装配式轨顶风道主要包括转配式风道腹板（带牛腿型翼脚）4、横梁6、风道板7组成。风道腹板7底部的带牛腿型翼脚5与侧墙牛腿3共同支撑横梁6与风道板7。
风道腹板4与结构中板2连接用插销式锚栓8的数量，结构中板2内的预埋套筒深度、插入式锚栓底部扩大头12边长等，由实际连接需要与可靠度综合确定。
与地下结构侧墙1同步浇筑的牛腿3，在地下结构中板2上预埋的插销式锚栓8，有效解决了车站轨顶风道预制装配式结构的后期连接问题，实现了现场快速安装、可靠连接的目的，有效释放了原来混凝土结构立模浇铸施工占用时间过长、新旧结构植筋连接可靠性不足且对既有结构损伤明显的缺陷，最大程度满足了现场快速施工，前后工序无缝衔接的需求。
地下车站新型装配式轨顶风道结构及其构建方法及其构建方法，包括以下步骤：
步骤一：按要求进行地下结构侧墙1浇筑施工，在施工前先绑扎侧墙1与侧墙牛腿3钢筋笼，进行混凝土整体浇筑施工；侧墙牛腿（3）沿风道纵向间隔可按3m左右考虑。
步骤二：待地下构侧墙3达到设计强度后，按要求浇筑地下结构中板2，中板2浇筑前绑扎钢筋笼时，必须将销钉式螺栓8的预埋套筒9与套筒翼脚10进行有效固定。预埋套筒9与套筒翼脚10沿风道纵向间距一般可按1～2m考虑。
步骤三：根据风道腹板4与底部牛腿型翼脚5构造型式，提前在预制工厂进行钢筋笼绑扎，同时将插入式锚栓11、螺栓扩大头12牢固绑扎在钢筋笼上，随后进行风道腹板4混凝土整体浇筑。
插入式锚栓11与预埋套筒9位置匹配，一般对齐误差控制在1～2mm以内。
每块风道腹板4上端面预埋3个插入式锚栓11。
步骤四：进行风道腹板4现场组装，将风道腹板4上端面的插入式锚栓11，准确对位中板2预埋套筒翼脚10后，将风道腹板4顶部插入式锚栓11顶入套筒翼脚10。
相邻风道腹板4接缝一般位于风道纵向前后牛腿中间位置。
步骤五：按设计要求提前在预制工厂进行横梁6浇筑成型，需要保证横梁6两端凹槽与牛腿表面凸齿匹配，同时凹槽宽度比凸齿宽约2mm。横梁6宽度与牛腿基本一致。
步骤六：进行现场横梁6安装。将横梁6搭在两端牛腿上，搭设时按照先牛腿型翼脚5，后侧墙牛腿3的顺序进行。
步骤七：在横梁6上方敷设风道板7，相邻风道板7接缝一般位于牛腿中间部位，接缝宽度一般为2～3mm。
步骤八：将相邻风道板7之间缝隙用水泥砂浆抹平处理。
风道腹板4与结构中板2连接用插销式锚栓8的数量，结构中板2内的预埋套筒深度、插入式锚栓底部扩大头12边长等，由实际连接需要与可靠度综合确定。
风道腹板4底部牛腿型翼脚5与侧墙牛腿3的具体尺寸，及其上表面的凸起大小等，根据风道横梁受力与固定要求灵活确定。
支撑牛腿、风道横梁6、带牛腿型翼脚5的风道腹板4等均为常规钢筋混凝土结构，风道腹板4与地下结构中板2连接用的插销式锚栓8均为常规钢构件，施工工艺成熟，所涉及的混凝土浇筑用模板、插销式锚栓8用钢材与套筒及其他辅助设施均为常规设备，其设计尺寸为常规类型，简单易作。
本发明具有设计简单、简洁易作、施工成本低廉、工艺简便且质量易于现场组装的优点。实现了工厂提前预制，轨顶风道可在现场一次组装到位目的。同时该装配式轨顶风道具有整体稳定性好，连接可靠的优点，可有效缩短轨顶风道现场组装时间，最大程度缩短轨顶风道现场安装时间，避免与其他工序的干扰，缩短工期，降低建设成本。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
于结构侧墙（1）内侧、结构中板（2）下方设置水平的横梁（6）和竖向的风道腹板（4）；横梁（6）内侧通过牛腿连接到结构侧墙（1），外侧通过翼脚连接到风道腹板（4）底部，风道腹板（4）顶部通过锚栓连接到结构中板（2）；
横梁（6）上方设置风道板（7），结构侧墙（1）、结构中板（2）、风道板（7）和风道腹板（4）组成轨顶风道结构。
2.根据权利要求1所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
结构侧墙（1）内壁设置有侧墙牛腿（3），侧墙牛腿（3）与结构侧墙（1）整体浇筑，横梁（6）内侧搭放到侧墙牛腿（3）上。
3.根据权利要求2所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
侧墙牛腿（3）顶面设置有凸齿，对应的横梁（6）底面设置有凹槽，侧墙牛腿（3）的凸齿插入横梁（6）的凹槽，进行构件组装。
4.根据权利要求3所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
风道腹板（4）底部具有向内侧伸出的翼脚，翼脚为牛腿型翼脚（5），牛腿型翼脚（5）与风道腹板（4）整体浇筑。
5.根据权利要求4所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
牛腿型翼脚（5）顶面设置有凸齿，对应的横梁（6）底面设置有凹槽，牛腿型翼脚（5）的凸齿插入横梁（6）的凹槽，进行构件组装。
6.根据权利要求5所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
风道腹板（4）顶端通过插销式锚栓（8）固定到结构中板（2）。
7.根据权利要求6所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
插销式锚栓（8）包括预埋套筒（9）和插入式锚栓（11）；
预埋套筒（9）提前预埋在结构中板（2），内设螺纹；预埋套筒（9）底部具有翼脚，呈喇叭形；
插入式锚栓（11）提前预埋于风道腹板（4）内，外部呈螺纹状；插入式锚栓（11）底端具有锚栓扩大头（12）。
8.根据权利要求7所述的地下车站装配式轨顶风道结构，其特征在于：
横梁（6）沿风道纵向间隔设置，并且与侧墙牛腿（3）、牛腿型翼脚（5）的数量与位置相对应；
横梁（6）上方沿风道纵向设置多块风道板（7），每块风道板（6）前后两端分别搭在相应位置横梁（7）上，相邻风道板（6）之间的缝隙采用砂浆抹平处理。
9.地下车站装配式轨顶风道结构的构建方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤一：按要求进行地下结构侧墙（1）浇筑施工，在施工前先绑扎结构侧墙（1）与侧墙牛腿（3）钢筋笼，进行混凝土整体浇筑施工；侧墙牛腿（3）沿风道纵向间隔可按3m左右考虑；
步骤二：待结构侧墙（1）达到设计强度后，按要求浇筑地下结构中板（2），结构中板（2）浇筑前绑扎钢筋笼时，将销钉式螺栓（8）的预埋套筒（9）与套筒翼脚（10）进行有效固定；预埋套筒（9）与套筒翼脚（10）沿风道纵向间隔可按1～2m考虑；
步骤三：根据风道腹板（4）与底部牛腿型翼脚（5）构造型式，提前在预制工厂进行钢筋笼绑扎，同时将插入式锚栓（11）、螺栓扩大头（12）牢固绑扎在钢筋笼上，随后进行风道腹板（4）混凝土整体浇筑；
插入式锚栓（11）与预埋套筒（9）位置匹配，对齐误差控制在1～2mm以内；
每块风道腹板（4）上端面预埋3个插入式锚栓（11）；
步骤四：进行风道腹板（4）的组装，将风道腹板（4）上端面的插入式锚栓（11），准确对位中板（2）预埋套筒翼脚（10）后，将风道腹板（4）顶部插入式锚栓（11）顶入套筒翼脚（10）；
相邻风道腹板（4）接缝位于风道纵向前后牛腿中间位置；
步骤五：按设计要求提前在预制工厂进行横梁（6）浇筑，保证横梁（6）两端凹槽与牛腿表面凸齿匹配，同时凹槽宽度比凸齿宽2mm；横梁（6）宽度与牛腿一致；
步骤六：进行现场横梁（6）安装，将横梁（6）搭在两端牛腿上，搭设时按照先牛腿型翼脚（5），后侧墙牛腿（3）的顺序进行；
步骤七：在横梁（6）上方敷设风道板（7），相邻风道板（7）接缝位于牛腿中间部位，接缝宽度为2～3mm；
步骤八：将相邻风道板（7）之间缝隙用水泥砂浆抹平处理。
10.根据权利要求9所述的地下车站装配式轨顶风道结构的构建方法，其特征在于：
横梁（6）、风道腹板（4）与风道板（7）均为装配式构件，在工厂预制成型后，到现场进行装配。
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