CN115142471A - 一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板及方法,包括隧道侧壁、架设在隧道侧壁顶部的波形顶板及设置在波形顶板上的张拉装置,多个张拉装置沿波形顶板长度方向固定在波形顶板上;波形顶板包括带肋顶板和对称设置在带肋顶板两侧的外伸板,带肋顶板位于波形顶板的中部,两侧斜肋上开设有预制孔;所述外伸板为厚度变截面,位于带肋顶板的两侧,沿长度方向连续布置。本发明采用了体外预应力后张法,在保证波形顶板的抗弯刚度,有效减小波形顶板结构厚度,实现装配式电缆隧道结构的轻量化。同时,通过灵活布置张拉装置沿波形顶板长度方向的间距,实现波形顶板的弯矩峰值的降低,及波形顶板与隧道侧壁的相对转角的降低,形成一种自平衡机制。

Description

一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板及方法
技术领域
本发明属于装配式地下结构技术领域,尤其涉及一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板及方法。
背景技术
目前电缆预埋结构常采用整体现浇或平顶板装配,结构自重大、施工效率低、精准度低,已无法满足工程需要。顶板在上部土压力的作用下受弯,跨中部位产生向下挠曲变形,这样会导致土中的毛细水汇聚到顶板跨中位置上,甚至使顶板底部的混凝土开裂。这些复杂的综合作用增大了上部荷载,跨中汇集的水会因为顶板的开裂而进入电缆隧道内,同时也会因为上部荷载对顶板的挠曲变形从隧道侧壁与顶板的接缝处进入结构内部,对结构造成损伤,影响结构耐久性。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板及方法。
一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,包括隧道侧壁、架设在隧道侧壁顶部的波形顶板及设置在波形顶板上的张拉装置,多个张拉装置沿波形顶板长度方向固定在波形顶板上;
所述波形顶板包括带肋顶板和对称设置在带肋顶板两侧的外伸板,带肋顶板位于波形顶板的中部,两侧斜肋上开设有预制孔,用以固定所述张拉装置中的锚具;所述外伸板为厚度变截面,位于带肋顶板的两侧,沿长度方向连续布置。
所述隧道侧壁的材质为防水混凝土。
所述带肋顶板的两侧斜肋的3/4高度处设有预制孔。
所述波形顶板的材质为防水混凝土。
所述张拉装置包括锚具,锚具固定在带肋顶板的两侧斜肋上所开设的预制孔中;所述锚具的外部设有防水盖板;所述张拉装置还包括钢绞线和水平套筒,水平套筒通过固定栓杆与波形顶板连接,钢绞线自预制孔穿过所述水平套筒向波形顶板与隧道侧壁构成的空间内部对穿,钢绞线两端通过锚具固定于带肋顶板的斜肋上的预制孔处。
所述固定栓杆包括上部固定栓杆、张拉调节套筒及下部固定栓杆所述上部固定栓杆的顶端在波形顶板内锚固,外伸端设有螺纹;所述下部固定栓杆的顶部设有螺纹,上部固定栓杆与下部固定栓杆与张拉调节套筒螺纹连接并在确定好张拉装置的矢高后焊接固定;下部固定栓杆底部与水平套筒连接固定。
根据波形顶板上覆土条件及场地上的荷载情况计算波形顶板的弯矩峰值,通过调整沿波形顶板长度方向的布间距及减小波形顶板的厚度降低弯矩峰值,实现装配式电缆隧道结构的轻量化;在降低峰值的同时,尽可能减小波形顶板的厚度,从而减少混凝土用量。
所述隧道侧壁的顶部开设有坡口支撑,坡口支撑与波形顶板间设置有防水支撑。
所述防水支撑的材质采用遇水膨胀的橡胶密封垫。
上述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板的使用方法,包括以下步骤:
步骤一:预制波形顶板、隧道侧壁及张拉装置;;
步骤二:将步骤一中预制的部件运至现场;
步骤三:将钢绞线穿过水平套筒,两端穿过带肋顶板的斜肋上的预设孔内,用锚具固定,外表面设置防水盖板;
步骤四:采用后张法施工,用扳手扭转张拉调节套筒,使得张拉装置的矢高符合设计要求,再将张拉调节套筒与上部固定栓杆、下部固定栓杆焊接固定,保证矢高不再发生变化;
步骤五:将防水支撑贴合至坡口支撑处;
步骤六:将波形顶板吊装至隧道侧壁上,全部工作完成。
本发明的有益效果是:
本发明采用了体外预应力后张法,在保证波形顶板的抗弯刚度,有效减小波形顶板结构厚度,实现装配式电缆隧道结构的轻量化。同时,本发明仍可通过灵活布置张拉装置沿波形顶板长度方向的分布间距,实现波形顶板的弯矩峰值的降低,及波形顶板与隧道侧壁的相对转角的降低,形成一种自平衡机制。
附图说明
图1为本发明提供的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板的结构剖面图;
图2为本发明提供的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板中的张拉装置的示意图;
图3为本发明提供的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板中的锚固构造的示意图;
其中,
1-波形顶板,101-外伸板,102-带肋顶板,103-锚具,104-钢绞线,105-防水盖板;2-张拉装置,201-上部固定栓杆,202-张拉调节套筒,203-下部固定栓杆,204-水平套筒;3-隧道侧壁,301-防水支撑,302-坡口支撑。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明的技术方案和效果作详细描述。
如图1-3所示,一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,包括隧道侧壁3、架设在隧道侧壁3顶部的波形顶板1及设置在波形顶板1上的张拉装置2,多个张拉装置2沿波形顶板1长度方向固定在波形顶板1上;所述隧道侧壁3的材质为防水混凝土。所述波形顶板1包括带肋顶板102和对称设置在带肋顶板102两侧的外伸板101,带肋顶板102位于波形顶板1的中部,两侧斜肋上开设有预制孔,用以固定所述张拉装置2中的锚具103;本实施例中带肋顶板102的两侧斜肋的3/4高度处设有预制孔。所述外伸板101为厚度变截面,位于带肋顶板102的两侧,沿长度方向连续布置,利用外伸板101受到土压力所产生的弯矩平衡波形顶板1在土压力下产生的弯矩,形成自平衡机制,可降低支座反力且能够减少带肋顶板102的跨中挠曲变形。
所述波形顶板1的材质为防水混凝土。
所述张拉装置2包括锚具103,锚具103固定在带肋顶板102的两侧斜肋上所开设的预制孔中;所述锚具103的外部设有防水盖板105,用以防止地下水的侵蚀。所述张拉装置2还包括钢绞线104和水平套筒204,水平套筒204通过固定栓杆与波形顶板1连接,钢绞线104自预制孔穿过所述水平套筒204向波形顶板1与隧道侧壁3构成的空间内部对穿,钢绞线104两端通过锚具103固定于带肋顶板102的斜肋上的预制孔处。
所述固定栓杆包括上部固定栓杆201、张拉调节套筒202及下部固定栓杆203所述上部固定栓杆201的顶端在波形顶板1内锚固,外伸端设有螺纹;所述下部固定栓杆203的顶部设有螺纹,上部固定栓杆201与下部固定栓杆203与张拉调节套筒202螺纹连接并在确定好张拉装置2的矢高后焊接固定;下部固定栓杆203底部与水平套筒204连接固定。通过扭转张拉调节套筒202调节张拉调节套筒202与上部固定栓杆201和下部固定栓杆203的连接长度,实现对所述钢绞线104施加预应力,同时调节波形顶板1的矢高。
根据波形顶板1上覆土条件及场地上的荷载情况计算波形顶板1的弯矩峰值,通过调整张拉装置2沿波形顶板1长度方向的分布间距及减小波形顶板1的厚度降低弯矩峰值,从而实现装配式电缆隧道结构的轻量化。在降低峰值的同时,尽可能减小波形顶板1的厚度,从而减少混凝土用量。
所述隧道侧壁3的顶部开设有坡口支撑302,坡口支撑302与波形顶板1间设置有防水支撑301,本实施例中防水支撑301的材质采用遇水膨胀的橡胶密封垫,一方面防止土体中的水渗透进入结构内部,另一方面也可降低波形顶板1在发生挠曲变形时在坡口支撑302处的转动,减少局部表面损伤。
上述一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板的使用方法,在现场拼接时,具体如下:
步骤一:预制波形顶板1、隧道侧壁3及张拉装置2;
步骤二:将步骤一中预制的部件运至现场;步骤三:将钢绞线104穿过水平套筒204,两端穿过带肋顶板102的斜肋上的预设孔内,用锚具103固定,外表面设置防水盖板105;
步骤四:采用后张法施工,用扳手扭转张拉调节套筒202,使得张拉装置2的矢高符合设计要求,再将张拉调节套筒202与上部固定栓杆201、下部固定栓杆203焊接固定,保证矢高不再发生变化;
步骤五:将防水支撑301贴合至坡口支撑302处;
步骤六:将波形顶板1吊装至隧道侧壁3上,全部工作完成。
本发明采用体外预应力后张法,在保证波形顶板1的抗弯刚度的同时,有效减小波形顶板1结构厚度,实现装配式电缆隧道结构的轻量化;在实现上述技术目的的同时,仍可通过灵活布置张拉装置2沿波形顶板1长度方向的分布间距,实现波形顶板1的弯矩峰值的降低及波形顶板1与隧道侧壁3的相对转角的降低,形成一种自平衡机制。

Claims (10)

1.一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:包括隧道侧壁、架设在隧道侧壁顶部的波形顶板及设置在波形顶板上的张拉装置,多个张拉装置沿波形顶板长度方向固定在波形顶板上;
所述波形顶板包括带肋顶板和对称设置在带肋顶板两侧的外伸板,带肋顶板位于波形顶板的中部,两侧斜肋上开设有预制孔,用以固定所述张拉装置中的锚具;所述外伸板为厚度变截面,位于带肋顶板的两侧,沿长度方向连续布置。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述隧道侧壁的材质为防水混凝土。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述带肋顶板的两侧斜肋的3/4高度处设有预制孔。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述波形顶板的材质为防水混凝土。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述张拉装置包括锚具,锚具固定在带肋顶板的两侧斜肋上所开设的预制孔中;所述锚具的外部设有防水盖板;所述张拉装置还包括钢绞线和水平套筒,水平套筒通过固定栓杆与波形顶板连接,钢绞线自预制孔穿过所述水平套筒向波形顶板与隧道侧壁构成的空间内部对穿,钢绞线两端通过锚具固定于带肋顶板的斜肋上的预制孔处。
6.根据权利要求5所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述固定栓杆包括上部固定栓杆、张拉调节套筒及下部固定栓杆所述上部固定栓杆的顶端在波形顶板内锚固,外伸端设有螺纹;所述下部固定栓杆的顶部设有螺纹,上部固定栓杆与下部固定栓杆与张拉调节套筒螺纹连接并在确定好张拉装置的矢高后焊接固定;下部固定栓杆底部与水平套筒连接固定。
7.根据权利要求5所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:根据波形顶板上覆土条件及场地上的荷载情况计算波形顶板的弯矩峰值,通过调整沿波形顶板长度方向的布间距及减小波形顶板的厚度降低弯矩峰值,实现装配式电缆隧道结构的轻量化;在降低峰值的同时,尽可能减小波形顶板的厚度,从而减少混凝土用量。
8.根据权利要求1所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述隧道侧壁的顶部开设有坡口支撑,坡口支撑与波形顶板间设置有防水支撑。
9.根据权利要求8所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板,其特征在于:所述防水支撑的材质采用遇水膨胀的橡胶密封垫。
10.权利要求1-9任一项所述的一种轻量化装配式电缆隧道自平衡顶板的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:预制波形顶板、隧道侧壁及张拉装置;;
步骤二:将步骤一中预制的部件运至现场;
步骤三:将钢绞线穿过水平套筒,两端穿过带肋顶板的斜肋上的预设孔内,用锚具固定,外表面设置防水盖板;
步骤四:采用后张法施工,用扳手扭转张拉调节套筒,使得张拉装置的矢高符合设计要求,再将张拉调节套筒与上部固定栓杆、下部固定栓杆焊接固定,保证矢高不再发生变化;
步骤五:将防水支撑贴合至坡口支撑处;
步骤六:将波形顶板吊装至隧道侧壁上,全部工作完成。
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