CN207498985U - 一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，管廊放置于垫层上，管廊包括内层、中层和外层，外层为预制混凝土层，中间层为现浇混凝土层和预制钢板层，内层为环向钢梁和纵向钢梁组成的钢骨架，预制混凝土层连接现浇混凝土层，现浇混凝土层连接预制钢板层，所述预制钢板层连接钢骨架，三层共同承担由土体传递而来的外荷载；建造时，预制混凝土层、预制钢板层、环向钢梁和纵向钢梁均在工厂加工，现场进行拼接，并浇筑现浇混凝土层，无需模板，实现部分预制拼装建造。本实用新型具有自重轻、免模板、工期短、工业化程度高等优点。

Description

一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊

技术领域

本发明涉及市政设施建设技术领域，具体涉及一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。近年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显，一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。地下综合管廊，又称共同沟，是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。推进他的建设，统筹各类市政管线规划、建设和管理，能够解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展。

然而，现浇的地下综合管廊在施工工期长、地面破坏严重、噪音和粉尘污染较大，极大地影响了城市环境和交通。预制装配技术能够实现“构件工厂加工、结构现场拼装”的施工方式，极大地提高了施工质量和效率，并实现绿色、节能建造。因此，在地下综合管廊的建设中引入预制装配技术具有一定的实际意义。基于此，人们先后提出了上拱形预应力结构拼装式地下管廊(CN 204491661 U)、管廊预制件及预制式综合管廊(CN 105256838 A)、一种装配式地下管廊(CN 204875853 U)、一种钢结构城市综合管廊(CN 204898721 U)等装配式的地下综合管廊形式。然而，混凝土的预制管廊构件沉重、装配不便，钢结构管廊的防水和受力相对较差。因此，利用混凝土和钢结构各自的优点，设计一种钢混凝土混合结构体系的地下综合管廊，能够为预制管廊的发展提供新的思路。为此，发明人提出了一种全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊(ZL 2016 2 1205824.3)和一种部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊(ZL 2016 2 1205827.7)。

然而，全预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊在节段拼接处的防水处理需要较高成本，部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊则在施工过程需要用到一定量的模板，这些都对预制装配式钢混凝土组合地下综合管廊的应用带来了不利影响。因此，结合全预制拼装免模板和部分预制拼装防水性能优的特点，设计一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊将为预制管廊的推广和发展提供新的思路。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，保证管廊基本功能和部分预制的前提下，综合利用钢材和混凝土材料各自的优点，在保证预制装配的前提下，既解决全预制管廊防水处理难，又克服部分预制管廊模板用量大的问题。

技术方案：一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，所述管廊放置于垫层上，所述管廊包括内层、中层和外层，所述外层为预制混凝土层，所述中间层为现浇混凝土层和预制钢板层，所述内层为环向钢梁和纵向钢梁组成的钢骨架，所述预制混凝土层连接现浇混凝土层，所述现浇混凝土层连接预制钢板层，所述预制钢板层连接钢骨架，三层共同承担由土体传递而来的外荷载。

进一步的，所述预制混凝土层由底部预制板和侧面预制板两部分组成，均为板状形式的构件，直接安装于现浇混凝土层表面，其中含有纵、横向钢筋，并预埋抗剪钢筋，适当采取一定的防水措施。

进一步的，所述预制钢板层内侧与钢骨架连接，外侧连接现浇混凝土层，外侧表面焊有套筒和栓钉，所述预制钢板层采用平钢板或压型钢板等形式的钢板，多块预制钢板沿环向和纵向之间通过栓钉、焊接方式连接。

进一步的，所述抗剪钢筋和套筒采用插筋的方式连接。

进一步的，所述钢骨架主要由环向钢梁和纵向钢梁构成，所述环向钢梁由水平环梁和竖向环梁组成，所述环向钢梁和纵向钢梁之间采用螺栓连接，连接方式为刚接、半刚接或铰接的形式，所述钢梁截面采用焊接工字形或H型钢截面结构形式，当管廊尺寸较大时，则采用钢桁架梁的结构形式，以提高钢梁的刚度和承载力，并节约材料。

进一步的，所述水平环梁和竖向环梁通过拼接节点连接，所述拼接节点由高强螺栓、端板、加劲板和局部加劲肋组成，所述水平环梁通过高强螺栓和端板与竖向环梁连接在一起，所述加劲板设于水平环梁和竖向环梁之间，加劲板、水平环梁和竖向环梁构成一个直角三角形的结构，提高了节点的抗转动能力，同时改善管廊角部受力，局部加劲肋固定于竖向环梁上，且位于竖向环梁和水平环梁的交接处。

进一步的，所述管廊断面为单仓或多仓的矩形或圆形。

主要实验原理为：在本发明的管廊中，内部钢骨架、中间预制钢板和现浇混凝土层、外侧预制混凝土层共同承担由土体传递而来的外荷载，钢骨架为管廊提供了较大的刚度，钢梁、钢板和混凝土的共同作用为管廊提供了较高的承载力；由于采用了环向钢梁和纵向钢梁构成的钢骨架，整体承载能力大幅提高，混凝土用量减小，管廊整体重量降低；预制钢板和预制混凝土层在共同承担荷载的同时，起到了内、外侧模板的作用，从而避免了大量模板的使用，仅需在侧向预制板外侧进行支撑即可；抗剪钢筋使得预制混凝土层、现浇混凝土层和钢板层具有较好的整体性，保证了它们的共同工作；中间层采用现浇混凝土层改善了预制地下综合管廊的防水性能，内层的钢骨架和钢板也利于管廊内部管道支架的安装。

有益效果：本发明的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊有以下优点：

（1）充分利用了钢骨架、钢板和混凝土的共同作用，在保证管廊的刚度、承载力和防水性能的前提下，降低了管廊总重和壁厚；

（2）预制混凝土层和预制钢板层通过抗剪钢筋和套筒采用插筋的方式连接，该连接限制了各层之间的相对滑移，提供了横向抗剪能力，将预制混凝土层、预制钢板层和现浇混凝土层连为整体、共同工作；

（3）预制混凝土层、现浇混凝土层和预制钢板层所形成的夹心板构造，利用现浇混凝土层的自防水能力，再辅以一定的防水措施，相较于全预制钢混凝土综合管廊，管廊的防水能力得到了较大的提高；部分混凝土层采用了预制构件的方式，相较于部分预制钢混凝土综合管廊，提高了这一部分混凝土的浇筑质量，内部钢板层和钢骨架便于内部管道支架的安装；

（4）施工过程中，预制钢板层与预制混凝土层作为现浇混凝土层的内、外模板，钢骨架作为预制钢板层的支撑结构，根据分析需求，可在预制混凝土层外侧增加斜向支撑，相较于一般部分预制钢混凝土综合管廊，本发明减少了对混凝土模板的要求，是一种免模板的地下综合管廊；

（5）预制混凝土层所用的底部预制板和侧面预制板均为板状形式的构件，相较于全预制综合管廊的回形断面整体节段，本发明预制构件小而灵活，方便制作、运输和安装；

（6）由于钢骨架、钢板、预制混凝土层均可在工厂预制、现场拼装，实现了部分预制拼装的施工过程，同时相对于一般部分预制拼装钢混凝土地下综合管廊，减少了模板工程的施工时间和费用，缩短了施工工期和降低了施工成本，减少了现场施工对环境的影响。

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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的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是本发明的剖面结构示意图；

图2是本发明的1-1剖面结构示意图；

图3是本发明的上角部节点构造示意详图；

图4是本发明的下角部节点构造示意详图；

图中标号为：1、预制混凝土层，2、现浇混凝土层，3、预制钢板层，4、环向钢梁，5、纵向钢梁，6、垫层，7、拼接节点，9、栓钉，11、底部预制板，12、侧面预制板，13、预制拼缝,41竖向环梁,42、水平环梁，71、高强螺栓，72、端板，73、加劲板，74、局部加劲肋，81、套筒，82、抗剪钢筋。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1-4，一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，所述管廊放置于垫层6上，其断面为单仓或多仓的矩形，所述管廊包括内层、中层和外层，所述外层为预制混凝土层1，所述中间层为现浇混凝土层2和预制钢板层3，所述内层为环向钢梁4和纵向钢梁5组成的钢骨架，所述预制混凝土层1连接现浇混凝土层2，所述现浇混凝土层2连接预制钢板层3，所述预制钢板层3连接钢骨架，三层共同承担由土体传递而来的外荷载。

所述预制混凝土层1由底部预制板11和侧面预制板12两部分组成，均为板状形式的构件，直接安装于现浇混凝土层2表面，其中含有纵、横向钢筋，并预埋抗剪钢筋82；底部预制板11和侧面预制板12均在工厂加工而成，底部预制板11和侧面预制板12在加工时留有预制拼缝13，施工时先铺设底部预制板，再安装侧面预制板12，侧面预制板12和底部预制板11之间由预制拼缝13连接，预制板纵向连接既可采用插筋灌浆的工艺连接，也可采用后张预应力筋的方式，在预制板中保留孔洞，交错张拉预应力钢筋，保证预制板纵向的整体性，必要时在拼缝部位采取一定的防水措施。

所述预制钢板层3内侧与钢骨架连接，外侧连接现浇混凝土层2，外侧表面焊有套筒81和栓钉9，给现浇混凝土层2和预制钢板层3和预制混凝土层1的接触部位提供抗剪能力，从而保证预制钢板层1、现浇混凝土层2和预制混凝土层3的共同作用；所述预制钢板层采用平钢板或压型钢板等形式的钢板，多块预制钢板沿环向和纵向之间通过栓钉、焊接方式连接。

所述预制混凝土层1和预制钢板层3首先通过抗剪钢筋82和套筒81插筋连接，然后将现浇混凝土层2直接浇筑于预制混凝土层1和预制钢板层3之间，必要时可预先布置分布钢筋，根据施工振捣能力，可整体浇筑，也可分步浇筑，如先浇筑底部预制板和底面钢板之间的混凝土，再浇筑侧面混凝土，最后浇筑顶部。

所述钢骨架主要由环向钢梁4和纵向钢梁5构成，所述环向钢梁4由水平环梁42和竖向环梁41组成，所述环向钢梁4和纵向钢梁5之间采用螺栓连接，连接方式为刚接、半刚接或铰接的形式，所述钢梁截面采用焊接工字形或H型钢截面结构形式，当管廊尺寸较大时，则采用钢桁架梁的结构形式，以提高钢梁的刚度和承载力，并节约材料。

所述水平环梁42和竖向环梁41通过拼接节点7连接，所述拼接节点7由高强螺栓71、端板72、加劲板73和局部加劲肋74组成，所述水平环梁42通过高强螺栓71和端板72与竖向环梁41连接在一起，所述加劲板73设于水平环梁42和竖向环梁41之间，加劲板73、水平环梁42和竖向环梁41构成一个直角三角形的结构，提高了节点的抗转动能力，同时改善管廊角部受力；局部加劲肋74固定于竖向环梁41上，且位于竖向环梁41和水平环梁42的交接处，局部加劲肋74承担翼缘传递的集中力，改善构件在节点处的应力分布；纵向钢梁3拼接节点同样以螺栓连接，其构造与一般钢结构主、次梁连接相似，可为刚接或铰接。

所述预制钢板层3与预制混凝土层1在施工过程中为现浇混凝土层2的内、外模板，在施工过程中，预制混凝土层1外侧增加斜向支撑，降低了现浇管廊和普通部分预制管廊对混凝土模板的要求。

结合附图再详述本发明的实施步骤：

（1）根据设计的管廊各部分尺寸，在钢结构工厂预制竖向环梁41、水平环梁42、纵向钢梁5和预制钢板层3，在预制钢板相应部位焊接栓钉9和套筒81；在混凝土构建预制厂预制底部预制板11和侧面预制板12，并预留抗剪钢筋82；

（2）将竖向环梁41和水平环梁42通过拼接节点7现场拼接成环向钢梁4，随后，用纵向钢梁5将每榀环向钢梁4连成一个整体，纵向和环向钢梁之间同样采用螺栓连接；

（3）在挖好的基坑中浇筑垫层6，而后定位放置底部预制板11，将预制钢板层3铺装在由纵向钢梁4和环向钢梁3构成的钢骨架表面，并将其整体安装至设计位置，将底部的抗剪钢筋82插入套筒81，并在底部预制板11和预制钢板层3底面之间设置临时支架；浇筑底部的现浇混凝土层2，并振捣；

（4）安装侧面预制板12，其与底部预制板11的预制拼缝13采用插筋灌浆的工艺连接，即一边板的端部伸出钢筋插入另一块板的端部孔洞，并在孔洞中灌入砂浆；同时，侧面的抗剪钢筋82插入套筒81；现浇混凝土层2已浇筑的底面部分达到龄期后，浇筑侧面和顶面的现浇混凝土层2，振捣并养护；

（5）到达龄期后，开始下一段管廊的施工，预制混凝土层1在纵向采用插筋灌浆、卯榫造型或后张预应力等方式连接，多块预制钢板沿环向和纵向之间通过栓钉、焊接等方式连接，纵向钢梁采用螺栓端板连接，其余过程与前述相同，直至整条管廊建设完成。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，所述管廊放置于垫层（6）上，所述管廊包括内层、中层和外层，其特征在于：所述外层为预制混凝土层(1)，所述中层为现浇混凝土层(2)和预制钢板层(3)，所述内层为环向钢梁(4)和纵向钢梁(5)组成的钢骨架，所述预制混凝土层(1)连接现浇混凝土层(2)，所述现浇混凝土层(2)连接预制钢板层(3)，所述预制钢板层(3)连接钢骨架，三层共同承担由土体传递而来的外荷载。

2.根据权利要求1所述的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于：所述预制混凝土层(1)由底部预制板(11)和侧面预制板(12)两部分组成，均为板状形式的构件，直接安装于现浇混凝土层(2)表面，其中含有纵、横向钢筋，并预埋抗剪钢筋(82)。

3.根据权利要求2所述的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于：所述预制钢板层(3)内侧与钢骨架连接，外侧连接现浇混凝土层(2)，外侧表面焊有套筒(81)和栓钉(9)，所述预制钢板层(3)采用平钢板或压型钢板等形式的钢板，多块预制钢板沿环向和纵向之间通过栓钉、焊接方式连接。

4.根据权利要求3所述的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于：所述抗剪钢筋（82）和套筒（81）采用插筋的方式连接。

5.根据权利要求1所述的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于：所述钢骨架主要由环向钢梁(4)和纵向钢梁(5)构成，所述环向钢梁(4)由水平环梁(42)和竖向环梁(41)组成，所述环向钢梁（4）和纵向钢梁（5）之间采用螺栓连接，连接方式为刚接、半刚接或铰接的形式，所述钢梁截面采用焊接工字形、H型或箱型钢截面结构形式，当管廊尺寸较大时，则采用钢桁架梁的结构形式，以提高钢梁的刚度和承载力，并节约材料。

6.根据权利要求5所述的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于：所述水平环梁(42)和竖向环梁(41)通过拼接节点（7）连接，所述拼接节点(7)由高强螺栓(71)、端板(72)、加劲板(73)和局部加劲肋(74)组成，所述水平环梁(42)通过高强螺栓(71)和端板(72)与竖向环梁(41)连接在一起，所述加劲板(73)设于水平环梁(42)和竖向环梁(41)之间，加劲板(73)、水平环梁(42)和竖向环梁(41)构成一个直角三角形的结构，提高了节点的抗转动能力，同时改善管廊角部受力，局部加劲肋（74）固定于竖向环梁（41）上，且位于竖向环梁（41）和水平环梁（42）的交接处。

7.根据权利要求1所述的一种免模板的部分预制拼装钢混凝土组合地下综合管廊，其特征在于：所述管廊断面为单仓或多仓的矩形或圆形。