CN117127646A - 便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，包括上盖板梁、叠合转换梁、建筑结构柱、至少两根上盖板柱、柱头钢筋和抗剪钢筋；上盖板柱上预留有柱头钢筋，叠合转换梁的端部通过柱头钢筋连接于相邻的上盖板柱上，上盖板梁的梁端上预留有抗剪钢筋，叠合转换梁通过抗剪钢筋和柱头钢筋叠合连接于上盖板梁的上方，建筑结构柱连接于叠合转换梁的上方。本发明不仅能够满足较长时间跨度内后续开发结构与上盖板接连的要求，同时具备较强的抗震能力，还具有施工方便、施工质量高、施工成本低和上盖板预留工程成本低以及上部柱可灵活布置以满足后期地铁上盖开发的优点。

Description

便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构及施工方法

技术领域

本发明涉及土建主体施工技术领域，具体涉及便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构及施工方法。

背景技术

根据当前城市地铁发展的要求，合理地开发地铁车辆段盖上空间，充分挖掘城市土地价值，将成为地铁开发的重点；目前，很多城市为缓解公共交通的压力，充分延伸城市的骨架并协调周边地区的发展，大力修建地下轨道交通，为地铁运行、停靠维修等而配建的单层地铁车辆段在地铁开发中占有重要地位，且对土地的占用量需求很高。利用地铁车辆段上部广阔空间，在地铁车辆上盖进行开发住宅、商业等业态，充分利用城市用地就很有必要。

然而，在地铁车辆上盖后续开发中，普遍存在一些诸如车辆段上盖板修建时上部待开发的业态仅处于方案阶段，尚未完全确定，而数年后开发的盖上建筑产品可能有翻天覆地的改变，原有方案的预留条件已不再适用于当前，制约新方案新产品的创作。如果强行推行新方案新产品，这将导致大量的植筋加固处理，不仅影响地铁运营，而且极大增加工程造价和施工的难度。

现有技术的情况如下：

方案1、在车辆段基础和柱上考虑设置上部开发的条件，如图1-图2所示，预留柱头钢筋，可以满足上盖方案的大调整需求，但在上部设计时，在覆土内设置转换梁，使得转换层形成短柱14，对抗震极为不利。当转换梁需与上盖板梁1形成叠合梁，其交界面需要植筋15，上部开发的施工成本高，施工困难，施工质量难以保证。组合后的叠合梁截面大，钢筋配筋率、构造要求和“强柱弱梁”的概念均不容易满足。

方案2、在车辆段基础、柱和上盖板梁考虑上部开发的条件，预留柱头钢筋和采用上盖板梁通过箍筋接驳叠合梁的做法，为满足上盖方案可大调整的可能性，上盖板梁需要考虑一定的上部荷载，会导致上盖板建造成本高，使得地块出让价格高。预留上盖板梁箍筋，在上部未开发前需设混凝土保护层，预留的工程量大，其凸起影响上盖板上屋面防水施工、防水效果和屋面排水。上部开发时，叠合梁施工开凿箍筋保护层又严重影响上盖板屋面防水层完整性和连续性。考虑叠合梁高大，上盖板梁设计的配筋需按预估叠合梁截面以使得满足相关构造要求，这也增加上盖板施工成本，且不易满足“强柱弱梁”的概念。

方案3、在车辆段基础、柱和上盖板梁考虑上部开发的条件，上盖板梁预留柱墩竖向钢筋和抗滑钢筋做法，预留的柱墩尺寸有一定大小，以便上部开发结构柱可适当调整，但数年后上部开发的盖上建筑产品可能已翻天覆地的改变，这种限柱墩范围内调整，必然严重限制上部开发范围、规模和设计，使得上部建筑价值降低，不利于地块的出让。上盖板上预留的每个柱墩下需设转换梁支承，转换梁除承担上盖建筑荷载外，还需承担盖板上覆土荷载，转换梁高大，影响盖下层高，且上盖板梁布置将很凌乱，设计困难。当强行推新方案新产品，这将导致大量的植筋加固处理，不仅影响地铁运营，而且极大增加工程造价和施工的难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构及施工方法，不仅能够满足较长时间跨度内后续开发结构与上盖接连的要求，同时具备较强的抗震能力，还具有施工方便、施工质量高、施工成本低和上盖板预留工程成本低以及上部柱可灵活布置以满足后期地铁上盖开发的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，包括上盖板梁、叠合转换梁、建筑结构柱、至少两根上盖板柱、柱头钢筋和抗剪钢筋；所述上盖板柱上预留有所述柱头钢筋，所述叠合转换梁的端部通过所述柱头钢筋连接于相邻的所述上盖板柱上，所述上盖板梁的梁端上预留有所述抗剪钢筋，所述叠合转换梁通过所述抗剪钢筋和柱头钢筋叠合连接于所述上盖板梁的上方，所述建筑结构柱连接于所述叠合转换梁的上方。

进一步地，所述柱头钢筋高于上盖板楼板顶面，并采用低强度的混凝土保护。

进一步地，所述上盖板梁和所述叠合转换梁之间设置有连接层，所述连接层两端设置有端部叠合区，所述端部叠合区内设置有凹槽和所述抗剪钢筋，所述抗剪钢筋采用低强度的混凝土保护。

进一步地，所述抗剪钢筋与所述上盖板柱的端面垂直，所述抗剪钢筋沿所述上盖板梁的棱边方向阵列分布，每列抗剪钢筋的数量大于等于二，相邻两列的抗剪钢筋的数量不等且在所述上盖板梁的梁端平面上的错位设置，相邻两列抗剪钢筋之间均设置有凹槽，所述凹槽的中心线与所述上盖板柱的端面平行且与所述上盖板梁的棱边垂直。

进一步地，所述连接层内、两端端部叠合区之间为中空结构。

一种用于所述的便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构的施工方法，包括以下步骤：

在施工上盖板柱时，在其顶端预留柱头钢筋，形成中空的预留柱头；

在施工上盖板梁时，在其顶面两端预留抗剪钢筋，形成端部叠合区；

在施工叠合转换梁前，先进行施工准备，使预留的柱头钢筋和抗剪钢筋露出；

进一步施工叠合转换梁和建筑结构柱。

进一步地，所述预留柱头钢筋，形成中空的预留柱头具体包括以下步骤：

S11、施工上盖板柱时，在上盖板柱的混凝土初凝前，在上盖板柱的顶面四周插入柱头钢筋，所述柱头钢筋的端部高于上盖板楼板顶面；

S12、待上盖板柱的顶部的混凝土达到第一预定强度后，在柱头钢筋处设置若干固定箍筋；

S13、在柱头钢筋处安装内外侧的柱模板，浇筑低强度的混凝土，形成一定壁厚的中空的预留柱头。

进一步地，所述预留抗剪钢筋，形成端部叠合区具体包括以下步骤：

S21、施工上盖板梁时，在上盖板梁的混凝土初凝前，在上盖板梁的表面两端按一定间距放置若干木条，以形成端部叠合区的凹槽，同时沿所述上盖板梁的棱边方向等距插入若干列的抗剪钢筋，若干列抗剪钢筋与所述木条间隔设置；

S22、待混凝土强度达到第二预定强度时，拆除木条，并对端部叠合区安装模板，浇筑低强度混凝土，形成凹槽和抗剪钢筋组合而成的端部叠合区。

进一步地，所述施工准备包括以下步骤：

凿除柱头钢筋处和抗剪钢筋处的低强度混凝土保护层，露出预留的柱头钢筋、抗剪钢筋和坚实的混凝土面及凹槽，对新旧混凝土交界面进行人工凿毛法形成凹凸差不小于6mm的粗糙面，并采用高压水枪进行清洗干净，使得交界面有效传递水平剪力和提高整体抗弯承载力。

进一步地，施工叠合转换梁和建筑结构柱包括以下步骤：

S41、在中空结构处采用模板或聚苯板作为底模，以支撑形成叠合转换梁；

S42、在端部叠合区绑扎梁纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋锚固在柱头钢筋内，安装叠合转换梁的梁侧模；

S43、对建筑结构柱进行准确定位，插放纵向钢筋，纵向钢筋满足锚固长度；

S44、待验收工作完成后浇筑混凝土，振捣，养护，形成叠合转换梁；

S45、进一步施工建筑结构柱。

本发明的有益效果在于：

1.本发明方案中在上盖板柱头上预留有柱头钢筋及在上盖板梁表面两端预留有抗剪钢筋，可满足盖上开发建筑方案较大改变需求。

2.本发明设置有端部叠合区，与上盖板柱上的柱头部分形成柱头加强区，保证实现“强柱弱梁”和“强节点弱杆件”的概念，拓宽了转换层的柱头加强区中柱头部分的柱横截面，避免形成短柱，提高了结构抗震性能，同时柱头加强区有效的减小转换梁的跨度，控制变形，减少梁高，无需通过植筋加固处理，节约施工成本。

3.本发明上盖板梁和叠合转换梁受力明确。上盖板覆土荷载由上盖板梁承担，上部建筑结构柱荷载由叠合转换梁承担，仅需在车辆段基础和上盖板柱处考虑上部荷载条件，使得预留条件的设计简单。

4.本发明上盖板梁不需考虑上部方案荷载条件，仅在上盖板梁端预留抗剪钢筋和预留基础和上盖板柱荷载条件，这大大减少预留的工程量，节省上盖板工程造价，且施工简单方便，经济效益明显。

5.本发明在上盖板梁端预留一定长度的抗剪钢筋，并以低强度混凝土覆盖保护，其凸起限于梁端，上盖板建筑防水层和屋面排水影响较小；上盖开发时凿除梁端建筑防水层和混凝土保护，也仅限于梁端，对建筑防水层的破损均较小，较好保证防水层的完整性及连续性。

6.本发明在叠合转换梁和上盖板梁之间设置有中空结构，可满足一些设备管线的穿行。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术方案1实施后的转换梁立面图；

图2为现有技术方案1中当转换梁不满足承载力要求时，采用植筋叠合梁的立面图；

图3为本发明叠合转换梁结构的立体图；

图4为本发明叠合转换梁结构的俯视图；

图5为本发明叠合转换梁结构的主视图；

图6为图4中A-A剖面图；

图7为图4中B-B剖面图；

图8为本发明叠合转换梁结构中上盖板柱结构示意图；

图9为图8中C-C剖面图；

图10为本发明叠合转换梁结构中端部叠合区结构示意图；

图11为本发明叠合转换梁结构中柱头加强区结构示意图。

附图标记：1、上盖板梁；2、叠合转换梁；4、建筑结构柱；5、上盖板柱；6、柱头钢筋；7、抗剪钢筋；8、端部叠合区；9、凹槽；10、上盖板楼板；11、叠合转换梁跨中底筋锚筋叠合区；12、连系梁；13、中空结构；14、短柱；15、植筋；16、转换梁；17、柱头部分。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程，方法，系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图3至图11所示，一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，包括上盖板梁1、叠合转换梁2、建筑结构柱4、至少两根上盖板柱5、柱头钢筋6和抗剪钢筋7；

上盖板梁1为地铁车辆段上盖板的支撑梁；建筑结构柱4为盖上开发的建筑结构柱；上盖板柱5为地铁车辆段上盖板的支撑柱；柱头钢筋6为上盖板柱头钢筋；

上盖板柱5上预留有柱头钢筋6，所述叠合转换梁2的端部通过柱头钢筋6连接于相邻的上盖板柱5上，所述上盖板梁1的梁端上预留有抗剪钢筋7，叠合转换梁2通过抗剪钢筋7和柱头钢筋6叠合连接于上盖板梁1的上方，建筑结构柱4连接于叠合转换梁2的上方。

盖板柱5与叠合转换梁2连接，叠合转换梁2和上盖板梁1均落在盖板柱5上，盖板柱5用于支撑叠合转换梁2和上盖板梁1，

盖板柱5上预留有柱头钢筋6，上盖板梁1的梁端上预留有抗剪钢筋7，

叠合转换梁2通过抗剪钢筋7与上盖板梁1连接一起，叠合转换梁2与上盖板梁1在梁端部叠合连接，叠合转换梁2位于上盖板梁1上方，

叠合转换梁2端部通过柱头钢筋6与盖板柱5连接，

建筑结构柱4与叠合转换梁2连接，建筑结构柱4位于叠合转换梁2上方，叠合转换梁2用于支撑建筑结构柱4。

进一步地，柱头钢筋6高于上盖板楼板10顶面，并采用低强度的混凝土保护。

进一步地，上盖板梁1和叠合转换梁2之间设置有连接层，连接层两端设置有端部叠合区8，连接层内、两端端部叠合区8之间为中空结构。

端部叠合区8内设置有凹槽9和抗剪钢筋7，所述抗剪钢筋7采用低强度的混凝土保护。

抗剪钢筋7与上盖板柱5的端面垂直，所述抗剪钢筋7沿上盖板梁1的棱边方向呈阵列分布，每列抗剪钢筋7的数量大于等于二，相邻两列的抗剪钢筋7的数量不等且在上盖板梁1的梁端平面上的投影位置不重合，即投影位置错位，相邻两列抗剪钢筋7之间均设置有凹槽9，凹槽9的中心线与上盖板柱5的端面平行且与上盖板梁1的棱边垂直。

连系梁12用于拉结建筑结构柱，平衡柱底弯矩和传递水平剪力。

一种基于便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构的施工方法包括以下步骤：

S1、在施工上盖板柱5时，在其顶端预留柱头钢筋6，形成中空的预留柱头；

进一步地，步骤S1包括以下步骤：

S11、施工上盖板柱5时，在上盖板柱5的混凝土初凝前，在上盖板柱5的顶面四周插入柱头钢筋6，预留钢筋6的端部高于上盖板楼板10；

S12、待上盖板柱5的顶部混凝土终凝并达到第一预定强度后，在柱头钢筋6处设置若干固定箍筋，以起到临时固定作用；

S13、在柱头钢筋6处安装内外侧的柱模板，浇筑低强度的混凝土，形成，形成一定壁厚的中空的预留柱头；安装内外侧的柱模板和浇筑低强度的混凝土，用于保护柱头钢筋6，并降低上部开发时开凿混凝土的难度；形成预留柱头可以减少预留的工程量和开凿混凝土的工作量。

S2、在施工上盖板梁1时，在其顶面两端预留抗剪钢筋7，形成端部叠合区8；

进一步地，步骤S2包括以下步骤：

S21、施工上盖板梁1时，并在上盖板梁1的混凝土初凝前，在上盖板梁1的表面两端的在端部叠合区8按一定间距放置若干木条，木条上涂刷脱模剂，以形成端部叠合区8的凹槽9，有利于叠合转换梁2梁端叠合面的剪力传递，保证上盖板梁1和叠合转换梁2梁端共同受力，形成预留柱头的加强区。同时沿所述上盖板梁1的棱边方向等距插入若干列的抗剪钢筋7，若干列抗剪钢筋7与木条间隔设置，抗剪钢筋7起到于叠合面的抗剪和拉结作用；

S22、待混凝土强度达到第二预定强度时，第二预定强度为1N/mm²，拆除木条，并可对端部叠合区8安装模板，浇筑低强度混凝土，形成凹槽9和抗剪钢筋7的钢筋保护层，降低上部开发时开凿混凝土的难度，共同组合成端部叠合区。

S3、在施工叠合转换梁2前，先进行施工准备，使预留的柱头钢筋6和抗剪钢筋7露出；

进一步地，步骤S3包括以下步骤：

凿除柱头钢筋6处和抗剪钢筋7处的低强度混凝土保护层，露出预留柱头钢筋6、抗剪钢筋7和坚实的混凝土面及凹槽9，对新旧混凝土交界面进行人工凿毛法形成凹凸差不小于6mm的粗糙面，并采用高压水枪进行清洗干净，使得交界面有效传递水平剪力和提高整体抗弯承载力。

S4、进一步施工叠合转换梁2和建筑结构柱4；

进一步地，步骤S4包括以下步骤：

S41、在中空结构处采用模板或聚苯板作为底模，以支撑形成叠合转换梁2，聚苯板用于叠合转换梁2和上盖板梁1空间较小情况，减少采用模板难度；

S42、在端部叠合区8绑扎梁纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋锚固在柱头钢筋6内，安装叠合转换梁2的梁侧模；

S43、在建筑结构柱4进行准确定位，插放纵向钢筋，纵向钢筋满足锚固长度；

S44、待验收工作完成后浇筑混凝土，振捣，养护，形成叠合转换梁2；

S45、进一步施工建筑结构柱4。

上盖后期开发上部柱支承于叠合转换梁内，现场浇筑混凝土。当上部柱位于非叠合转换梁范围内时，通过次梁转换梁，上部柱支承与次梁转换梁，次梁转换梁支承与叠合转换梁，现场浇筑混凝土。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，其特征在于，包括上盖板梁(1)、叠合转换梁(2)、建筑结构柱(4)、至少两根上盖板柱(5)、柱头钢筋(6)和抗剪钢筋(7)；所述上盖板柱(5)上预留有所述柱头钢筋(6)，所述叠合转换梁(2)的端部通过所述柱头钢筋(6)连接于相邻的所述上盖板柱(5)上，所述上盖板梁(1)的梁端上预留有所述抗剪钢筋(7)，所述叠合转换梁(2)通过所述抗剪钢筋(7)和柱头钢筋(6)叠合连接于所述上盖板梁(1)的上方，所述建筑结构柱(4)连接于所述叠合转换梁(2)的上方。

2.根据权利要求1所述的一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，其特征在于，所述柱头钢筋(6)高于上盖板楼板(10)顶面，并采用低强度的混凝土保护。

3.根据权利要求1所述的一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，其特征在于，所述上盖板梁(1)和所述叠合转换梁(2)之间设置有连接层，所述连接层两端设置有端部叠合区(8)，所述端部叠合区(8)内设置有凹槽(9)和所述抗剪钢筋(7)，所述抗剪钢筋(7)采用低强度的混凝土保护。

4.根据权利要求3所述的一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，其特征在于，所述抗剪钢筋(7)与所述上盖板柱(5)的端面垂直，所述抗剪钢筋(7)沿所述上盖板梁(1)的棱边方向阵列分布，每列抗剪钢筋(7)的数量大于等于二，相邻两列的抗剪钢筋(7)的数量不等且在所述上盖板梁(1)的梁端平面上错位设置，相邻两列抗剪钢筋(7)之间均设置有凹槽(9)，所述凹槽(9)的中心线与所述上盖板柱(5)的端面平行且与所述上盖板梁(1)的棱边垂直。

5.根据权利要求3所述的一种便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构，其特征在于，所述连接层内、两端端部叠合区(8)之间为中空结构。

6.一种用于权利要求1-5任一项所述的便于车辆段上盖开发的叠合转换梁结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在施工上盖板柱(5)时，在其顶端预留柱头钢筋(6)，形成中空的预留柱头；

在施工上盖板梁(1)时，在其顶面两端预留抗剪钢筋(7)，形成端部叠合区(8)；

在施工叠合转换梁(2)前，先进行施工准备，使预留的柱头钢筋(6)和抗剪钢筋(7)露出；

进一步施工叠合转换梁(2)和建筑结构柱(4)。

7.根据权利要求6所述的一种施工方法，其特征在于，所述预留柱头钢筋，形成中空的预留柱头具体包括以下步骤：

S11、施工上盖板柱(5)时，在上盖板柱(5)的混凝土初凝前，在上盖板柱(5)的顶面四周插入柱头钢筋(6)，所述柱头钢筋(6)的端部高于上盖板楼板(10)顶面；

S12、待上盖板柱(5)的顶部的混凝土达到第一预定强度后，在柱头钢筋(6)处设置若干固定箍筋；

S13、在柱头钢筋(6)处安装内外侧的柱模板，浇筑低强度的混凝土，形成一定壁厚的中空的预留柱头。

8.根据权利要求7所述的一种施工方法，其特征在于，所述预留抗剪钢筋(7)，形成端部叠合区(8)具体包括以下步骤：

S21、施工上盖板梁(1)时，在上盖板梁(1)的混凝土初凝前，在上盖板梁(1)的表面两端按一定间距放置若干木条，以形成端部叠合区(8)的凹槽(9)，同时沿所述上盖板梁(1)的棱边方向等距插入若干列的抗剪钢筋(7)，若干列抗剪钢筋(7)与所述木条间隔设置；

S22、待混凝土强度达到第二预定强度时，拆除木条，并对端部叠合区(8)安装模板，浇筑低强度混凝土，形成凹槽(9)和抗剪钢筋(7)组合而成的端部叠合区。

9.根据权利要求8所述的一种施工方法，其特征在于，所述施工准备包括以下步骤：

凿除柱头钢筋(6)处和抗剪钢筋(7)处的低强度混凝土保护层，露出预留的柱头钢筋(6)、抗剪钢筋(7)和坚实的混凝土面及凹槽(9)，对新旧混凝土交界面进行人工凿毛法形成凹凸差不小于6mm的粗糙面，并采用高压水枪进行清洗干净，使得交界面有效传递水平剪力和提高整体抗弯承载力。

10.根据权利要求6所述的一种施工方法，其特征在于，施工叠合转换梁和建筑结构柱包括以下步骤：

S41、在中空结构处采用模板或聚苯板作为底模，以支撑形成叠合转换梁(2)；

S42、在端部叠合区(8)绑扎梁纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋锚固在柱头钢筋(6)内，安装叠合转换梁(2)的梁侧模；

S43、对建筑结构柱(4)进行准确定位，插放纵向钢筋，纵向钢筋满足锚固长度；

S44、待验收工作完成后浇筑混凝土，振捣，养护，形成叠合转换梁(2)；

S45、进一步施工建筑结构柱(4)。