CN113174996A - 一种装配式抗剪钢混结构综合管廊及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式抗剪钢混结构综合管廊及其施工方法，包括底板，预制板，工字钢，槽钢，弧板，外伸弧板，剪力键，卡扣装置，竖板，预埋螺栓体系，钢筋，双肢卡扣式斜撑，卡扣连接件，底板左右两端均为承接口，预制板上布置有剪力键和插头，中部与竖板凸顶连接。预制板顶部设有栓钉孔和卡扣孔，工字钢顶部通过栓钉与弧板相连，弧板顶部为外伸弧板。本发明的综合管廊布局合理，既保证功能，又保证受力，拼装方便；不同功能舱体各司其职，通过螺栓连接使各部件的连接更加简单、安全、效率、耐久，适用范围广、施工方便、施工速度快、经济效果好，避免了长时间施工对城市交通及生活环境的影响。

Description

一种装配式抗剪钢混结构综合管廊及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工的技术领域，尤其涉及一种装配式抗剪钢混结构综合管廊及其施工方法。

背景技术

装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件为主，通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑。构件的装配方法一般有现场后浇叠合层混凝土、钢筋锚固后浇混凝土连接等，钢筋连接可采用套筒灌浆连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等做法。目前城市交通建设如火如荼，随着国家进一步推进综合管廊、海绵城市战略，我国大中城市必将掀起地下工程建设的新一轮高潮，由于地下空间的稀缺性，对集“城市地下综合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空间”的城市地下综合体的需求巨大。

国外城市地下空间开发利用历史悠久，多以大型地下交通枢纽结合商业设施和停车场、容多种交通形式于一体的地下空间综合体类型呈现。在国际上，日本和欧美在地下空间的开发和建设处于领先地位，最先倡导并提出地下城市和城市地下空间的综合化和立体化开发理念。总体看，包含有多种交通方式或多种功能的地下空间综合体许多国家时有出现，尚未见集“城市地下综合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空间”城市地下综合体类型。因此，迫切需要开发地下空间综合体，适应国家绿色建筑和可持续发展战略。由于结构整体性差、渗漏、裂缝等原因，存在许多影响结构安全及正常使用的隐患和缺陷，逐渐被现浇混凝土结构所取代。但随着当前新兴的装配式混凝土结构的应用，特别是近年来引进了许多国外先进技术，本土化的装配式混凝土结构建造新技术正逐步形成。

目前，地下工程的修建费用仍居高不下，尤其地下综合管廊结构的整体空间布局较难做到合理，既保证功能，又要保证受力，另外还有兼顾构件的生产、运输与施工，在现场连接十分困难并且干式连接的各层剪力问题比较严重，较难解决。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种装配式抗剪钢混结构综合管廊及其施工方法，结构简单，既可实现装配式、又可实现多舱综合利用的地下综合管廊，使管廊整体安装方便，施工工艺简易，且节省人力与工期，管廊整体稳定性能和强度都得到提高。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种装配式抗剪钢混结构综合管廊，包括底板，底板螺栓，承插口，第一预制板，第一工字钢，第一槽钢，第二预制板，顶板凹槽，第二工字钢，第二槽钢，弧板，外伸弧板，第二剪力键，第二剪力凹槽，第二卡扣装置，第一剪力键，第一卡扣装置，竖板凸顶，竖板凹槽，第一凸剪力键，预埋螺栓体系，钢筋，竖板，双肢卡扣式斜撑，插头，外伸底板，底板凹槽，剪力键凹槽，预留洞，橡胶圈，螺帽，顶部封板，底部封板，承接顶，卡扣连接件，承接底，卡扣柱，卡扣板，卡扣键；装配式地下综合管廊的底板上带有外伸底板，外伸底板与底板均为预制件，外伸底板上方布置钢筋和底板螺栓；底板中部留有竖板凹槽，竖板凹槽左右位置安装双肢卡扣式斜撑，该斜撑一侧通过螺栓连接底板，另一侧通过螺栓连接竖板，竖板凹槽与竖板连接，底板左右两端均为承接口，板底承插口承接第一预制板的插头，第一预制板上布置有第一凸剪力键和插头，各剪力键通过剪力键凹槽建立连接，中部与竖板凸顶连接，竖板凸顶通过竖板螺栓与第一预制板连接；第一预制板由四部分组成，分别为第一侧向板、第一顶板、第一分板和承插口，四者均为预制构件，通过预先现浇混凝土制备后运至施工场地；第一预制板顶部设有栓钉孔和卡扣孔，共布置十个第一剪力键和两个第一卡扣装置与第一工字钢相连，第一工字钢顶部通过栓钉孔和卡扣孔与第二预制板相连，第一工字钢左右两端各布置有第一槽钢承压；第二预制板由三部分组成，分别为第二侧向板、第二顶板、第二分板，三者均为预制构件，通过预先现浇混凝土制备后运至施工场地；第二预制板左右两侧布置有第二剪力凹槽，第二预制板顶部布置有六个第二剪力键和两个第二卡扣装置；第二工字钢顶部通过六个栓钉第二剪力键与弧板相连，弧板顶部为外伸弧板，第二工字钢左右两端均布置有第二槽钢承压。

进一步的，廊体与廊体连接过程中，外伸底板、顶板与另一侧的顶板凹槽和底板凹槽相连。

可选的，所述第一预制板、第二预制板、弧板均为预制构件，其中第一预制板和第二预制板布置有剪力键，且预留有孔洞，便于工字钢剪力键的拼接安装。

可选的，所述预埋螺栓体系由四部分组成，分别为预留洞、螺栓、橡胶圈、封板，第一预制板竖向连接处的两个插头与底板的承插口连接后，螺栓通过预留的孔洞穿过承插口，螺栓为隐蔽螺栓，穿过后将螺帽拧紧于橡胶圈上，隐于底板内，后续对预留洞设置顶部封板和底部封板，封板后，对封板表面涂刷防水涂料，而后进行砂浆抹平。

进一步的，所述卡扣装置由两部分组成，分别为卡扣板和卡扣键，卡扣板与卡扣键为穿插结构，中间留有空隙，卡扣键可提拉，卡扣装置穿过预留孔后，提拉卡扣键再旋转90度，放平卡扣键。

可选的，所述双肢卡扣式斜撑由两个单肢斜撑通过卡扣柱拼接而成，卡扣柱上下两侧均布置有卡齿，卡齿通过上下叠合与拼接件连接在一起，卡扣连接件两端通过螺栓与卡扣柱连接，其一端的承接顶承接竖板，另一端的承接底承接底板。

本发明还提供一种上述的装配式抗剪钢混结构综合管廊的施工方法，包括以下步骤：

S1、工厂现浇第一预制板、第二预制板、弧板、底板和竖板，运至施工场地；

S2、采取明挖预制拼装法，对基坑进行开挖至设计标高、对基坑设置临时支撑；

S3、吊装预制底板、竖板、第一预制板、第二预制板、弧板，进行试拼装；

S4、当第一阶段的试吊装拼接完成后，对管廊进行吊装预制底板、竖板、第一预制板、第二预制板、弧板步骤，进行大面拼装，形成地下综合管廊基本框架；

S5、在廊体基本框架拼接完成后，对底板现浇段钢筋与钢筋进行连接，安装侧向现浇段模板，进行细石混凝土浇筑，而后对廊体与廊体之间的间隙进行灌浆-防水-砂浆抹灰；

S6、覆土回填，回填至相应标高。

由上，本发明的综合管廊降低了工厂预制和现场组装的难度，同时降低了对吊装设备的要求，具有节约生产成本、运输成本和现场施工总成本的优势，同时该综合管廊布局合理，既保证功能，又保证受力，拼装方便；不同功能舱体各司其职，通过螺栓连接使各部件的连接更加简单、安全、效率、耐久，适用范围广、施工方便、施工速度快、经济效果好，避免了长时间施工对城市交通及生活环境的影响。

与现有技术相比，本发明的效果和优点如下：

1、采用装配式地下综合管廊的安装思路，使管廊整体安装方便，施工工艺简易，且节省人力与工期，管廊整体稳定性能和强度都得到提高。

2、在第一预制板和第二预制板上布置有凸型剪力键，每个预制板的剪力键左右两侧各布置三个，一方面可实现装配式效果，另一方面更大的增加了管廊整体的抗剪能力。

3、采用了工字钢加栓钉的组合来约束第一预制板、第二预制板和弧顶板，钢混的组合使得结构抗剪能力更强，能作为地震或其他水平荷载冲击下的第一道防线。

4、在工字钢左右两端的翼缘处分别设置了槽钢，以此帮助工字钢承受来自预制板、顶板、土壤的竖直荷载。

5、采用弧度顶设计，一方面比较美观，另一方面利用弧度的效果将来自地面的垂直荷载或其他纵向荷载分散至土层，减少廊体的集中受力，保护了管廊。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的廊体整体结构示意图；

图2为本发明的综合管廊侧视图；

图3为本发明的综合管廊多段廊体连接示意图；

图4为图1中B处的放大示意图；

图5为本发明的综合管廊构件单体示意图；

图6为本发明的综合管廊俯视图；

图7为图1中A处的放大示意图；

图8为本发明的综合管廊斜撑示意图；

图9为卡扣连接件细部深化图；

图10为竖板凸顶处连接示意图。

图中，1为底板，2为底板螺栓，3为承插口，4为第一预制板，4-1为第一分板，4-2为第一顶板，4-3为第一侧向板，5为第一工字钢，6为第一槽钢，7为第二预制板，7-1为第二顶板，7-2为第二分板，7-3为第二侧向板，8为顶板凹槽，9为第二工字钢，10为第二槽钢，11为弧板，12为外伸弧板，13为第二剪力键，14为第二剪力凹槽，15为第二卡扣装置，16为第一剪力键，17为第一卡扣装置，18为竖板凸顶，18-1为竖板螺栓，19为竖板凹槽，20为第一凸剪力键，21为预埋螺栓体系，22为钢筋，23为竖板，24为双肢卡扣式斜撑，25为插头，26为外伸底板，27为底板凹槽，28为剪力键凹槽，29为预留洞，30为橡胶圈，31为螺帽，32为顶部封板，33为底部封板，34为承接顶，35为卡扣连接件，35-1为卡齿，35-2为拼接件，36为承接底，37为卡扣柱，38为卡扣板，39为卡扣键。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1-10所示，本发明提供的装配式抗剪钢混结构综合管廊包括底板1，底板螺栓2，承插口3，第一预制板4，第一工字钢5，第一槽钢6，第二预制板7，顶板凹槽8，第二工字钢9，第二槽钢10，弧板11，外伸弧板12，第二剪力键13，第二剪力凹槽14，第二卡扣装置15，第一剪力键16，第一卡扣装置17，竖板凸顶18，竖板凹槽19，第一凸剪力键20，预埋螺栓体系21，钢筋22，竖板23，双肢卡扣式斜撑24，插头25，外伸底板26，底板凹槽27，剪力键凹槽28，预留洞29，橡胶圈30，螺帽31，顶部封板32，底部封板33，承接顶34，卡扣连接件35，承接底36，卡扣柱37，卡扣板38，卡扣键39。

本发明的装配式地下综合管廊的底板1上带有外伸底板26，外伸底板26与底板1均为预制件，外伸底板26上方布置钢筋22和底板螺栓2。底板1中部留有竖板凹槽19，竖板凹槽19左右位置安装双肢卡扣式斜撑24，该斜撑一侧通过螺栓连接底板1，另一侧通过螺栓连接竖板23，竖板凹槽19与竖板23连接，底板1左右两端均为承接口，板底的承插口3承接第一预制板4的插头，第一预制板4上布置有第一凸剪力键20和插头25，各剪力键通过剪力键凹槽28建立连接，中部与竖板凸顶18连接，竖板凸顶18通过竖板螺栓18-1与第一预制板4连接。

第一预制板4由四部分组成，分别为第一侧向板4-3、第一顶板4-2、第一分板4-1和承插口3，四者均为预制构件，通过预先现浇混凝土制备后运至施工场地。第一预制板4顶部设有栓钉孔和卡扣孔，共布置十个第一剪力键16和两个第一卡扣装置17与第一工字钢5相连，第一工字钢5顶部通过栓钉孔和卡扣孔与第二预制板7相连，第一工字钢5左右两端各布置有第一槽钢6承压。

第二预制板7由三部分组成，分别为第二侧向板7-3、第二顶板7-1、第二分板7-2，三者均为预制构件，通过预先现浇混凝土制备后运至施工场地。第二预制板7左右两侧布置有第二剪力凹槽14，第二预制板7顶部布置有六个第二剪力键13和两个第二卡扣装置15。第二工字钢9顶部通过六个栓钉第二剪力键13与弧板11相连，弧板11顶部为外伸弧板12，第二工字钢9左右两端均布置有第二槽钢10承压。

本发明所述廊体与廊体连接过程中，外伸底板26、顶板与另一侧的顶板凹槽8和底板凹槽27相连。

本发明的第一预制板4、第二预制板7、弧板11均为预制构件，其中第一预制板4和第二预制板7布置有剪力键，且预留有孔洞，便于工字钢剪力键的拼接安装。

本发明的预埋螺栓体系21由四部分组成，分别为预留洞29、螺栓、橡胶圈30、封板，第一预制板4竖向连接处的两个插头25与底板1的承插口3连接后，螺栓通过预留的孔洞穿过承插口3，螺栓为隐蔽螺栓，穿过后将螺帽31拧紧于橡胶圈上，隐于底板内，后续对预留洞29设置顶部封板32和底部封板33，封板后，对封板表面涂刷防水涂料，而后进行砂浆抹平。

本发明的卡扣装置由两部分组成，分别为卡扣板38和卡扣键39，卡扣板38与卡扣键39为穿插结构，中间留有空隙，卡扣键39可提拉，具体实施方式为卡扣装置穿过预留孔后，提拉卡扣键39再旋转90度，放平卡扣键39即可。

本发明的双肢卡扣式斜撑由两个单肢斜撑通过卡扣柱37拼接而成，卡扣柱37上下两侧均布置有卡齿35-1，卡齿35-1通过上下叠合与拼接件35-2连接在一起，卡扣连接件35两端通过螺栓与卡扣柱37连接，其一端的承接顶34承接竖板23，另一端的承接底36承接底板1。

本发明还提供一种装配式抗剪钢混结构综合管廊的施工方法，包括以下步骤：

(A)、工厂现浇第一预制板4、第二预制板7、弧板11、底板1和竖板23，运至施工场地；

(B)、采取明挖预制拼装法，对基坑进行开挖至设计标高、对基坑设置临时支撑；

(C)、吊装预制底板1、竖板23、第一预制板4、第二预制板、弧板11，进行试拼装；

(D)、当第一阶段的试吊装拼接完成后，对管廊进行吊装预制底板1、竖板23、第一预制板4、第二预制板7、弧板11步骤，进行大面拼装，形成地下综合管廊基本框架；

(E)、在廊体基本框架拼接完成后，对底板现浇段钢筋与钢筋22进行连接，安装侧向现浇段模板，进行细石混凝土浇筑，而后对廊体与廊体之间的间隙进行灌浆-防水-砂浆抹灰；

(F)、覆土回填，回填至相应标高。

本发明的装配式抗剪钢混结构综合管廊的施工方法可概括为：

工厂现浇预制板-运至施工场地-基坑开挖-设置临时支撑-吊装预制板-试拼装-大面拼装-现浇段钢筋连接-安装侧向模板-混凝土浇筑-间隙灌浆-防水-砂浆抹灰-覆土回填。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种装配式抗剪钢混结构综合管廊，其特征在于，包括底板(1)，底板螺栓(2)，承插口(3)，第一预制板(4)，第一工字钢(5)，第一槽钢(6)，第二预制板(7)，顶板凹槽(8)，第二工字钢(9)，第二槽钢(10)，弧板(11)，外伸弧板(12)，第二剪力键(13)，第二剪力凹槽(14)，第二卡扣装置(15)，第一剪力键(16)，第一卡扣装置(17)，竖板凸顶(18)，竖板凹槽(19)，第一凸剪力键(20)，预埋螺栓体系(21)，钢筋(22)，竖板(23)，双肢卡扣式斜撑(24)，插头(25)，外伸底板(26)，底板凹槽(27)，剪力键凹槽(28)，预留洞(29)，橡胶圈(30)，螺帽(31)，顶部封板(32)，底部封板(33)，承接顶(34)，卡扣连接件(35)，承接底(36)，卡扣柱(37)，卡扣板(38)，卡扣键(39)；

装配式地下综合管廊的底板(1)上带有外伸底板(26)，外伸底板(26)与底板(1)均为预制件，外伸底板(26)上方布置钢筋(22)和底板螺栓(2)；底板(1)中部留有竖板凹槽(19)，竖板凹槽(19)左右位置安装双肢卡扣式斜撑(24)，该斜撑一侧通过螺栓连接底板(1)，另一侧通过螺栓连接竖板(23)，竖板凹槽(19)与竖板(23)连接，底板(1)左右两端均为承接口，板底承插口(3)承接第一预制板(4)的插头，第一预制板(4)上布置有第一凸剪力键(20)和插头(25)，各剪力键通过剪力键凹槽(28)建立连接，中部与竖板凸顶(18)连接，竖板凸顶(18)通过竖板螺栓(18-1)与第一预制板(4)连接；

第一预制板(4)由四部分组成，分别为第一侧向板(4-3)、第一顶板(4-2)、第一分板(4-1)和承插口(3)，四者均为预制构件，通过预先现浇混凝土制备后运至施工场地；第一预制板(4)顶部设有栓钉孔和卡扣孔，共布置十个第一剪力键(16)和两个第一卡扣装置(17)与第一工字钢(5)相连，第一工字钢(5)顶部通过栓钉孔和卡扣孔与第二预制板(7)相连，第一工字钢(5)左右两端各布置有第一槽钢(6)承压；

第二预制板(7)由三部分组成，分别为第二侧向板(7-3)、第二顶板(7-1)、第二分板(7-2)，三者均为预制构件，通过预先现浇混凝土制备后运至施工场地；第二预制板(7)左右两侧布置有第二剪力凹槽(14)，第二预制板(7)顶部布置有六个第二剪力键(13)和两个第二卡扣装置(15)；第二工字钢(9)顶部通过六个栓钉第二剪力键(13)与弧板(11)相连，弧板(11)顶部为外伸弧板(12)，第二工字钢(9)左右两端均布置有第二槽钢(10)承压。

2.如权利要求1所述的装配式抗剪钢混结构综合管廊，其特征在于，廊体与廊体连接过程中，外伸底板(26)、顶板与另一侧的顶板凹槽(8)和底板凹槽(27)相连。

3.如权利要求1所述的装配式抗剪钢混结构综合管廊，其特征在于，所述第一预制板(4)、第二预制板(7)、弧板(11)均为预制构件，其中第一预制板(4)和第二预制板(7)布置有剪力键，且预留有孔洞，便于工字钢剪力键的拼接安装。

4.如权利要求1所述的装配式抗剪钢混结构综合管廊，其特征在于，所述预埋螺栓体系(21)由四部分组成，分别为预留洞(29)、螺栓、橡胶圈(30)、封板，第一预制板(4)竖向连接处的两个插头(25)与底板(1)的承插口(3)连接后，螺栓通过预留的孔洞穿过承插口(3)，螺栓为隐蔽螺栓，穿过后将螺帽(31)拧紧于橡胶圈上，隐于底板内，后续对预留洞(29)设置顶部封板(32)和底部封板(33)，封板后，对封板表面涂刷防水涂料，而后进行砂浆抹平。

5.如权利要求1所述的装配式抗剪钢混结构综合管廊，其特征在于，所述卡扣装置由两部分组成，分别为卡扣板(38)和卡扣键(39)，卡扣板(38)与卡扣键(39)为穿插结构，中间留有空隙，卡扣键(39)可提拉，卡扣装置穿过预留孔后，提拉卡扣键(39)再旋转90度，放平卡扣键(39)。

6.如权利要求2所述的装配式抗剪钢混结构综合管廊，其特征在于，所述双肢卡扣式斜撑(24)由两个单肢斜撑通过卡扣柱(37)拼接而成，卡扣柱(37)上下两侧均布置有卡齿(35-1)，卡齿(35-1)通过上下叠合与拼接件(35-2)连接在一起，卡扣连接件(35)两端通过螺栓与卡扣柱(37)连接，其一端的承接顶(34)承接竖板(23)，另一端的承接底(36)承接底板(1)。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的装配式抗剪钢混结构综合管廊的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、工厂现浇第一预制板(4)、第二预制板(7)、弧板(11)、底板(1)和竖板(23)，运至施工场地；

S2、采取明挖预制拼装法，对基坑进行开挖至设计标高、对基坑设置临时支撑；

S3、吊装预制底板(1)、竖板(23)、第一预制板(4)、第二预制板、弧板(11)；

S4、当第一阶段的试吊装拼接完成后，对管廊进行吊装预制底板(1)、竖板(23)、第一预制板(4)、第二预制板(7)、弧板(11)步骤，进行大面拼装，形成地下综合管廊基本框架；

S5、在廊体基本框架拼接完成后，对底板现浇段钢筋与钢筋(22)进行连接，安装侧向现浇段模板，进行细石混凝土浇筑，而后对廊体与廊体之间的间隙进行灌浆-防水-砂浆抹灰；

S6、覆土回填，回填至相应标高。

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