CN209838427U - 一种具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构 - Google Patents
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Abstract
一种具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,包括顶板、中墙、边墙和底板,其特征在于:顶板由上板、下板、侧板和端板组成为空腔结构,设置在中墙和边墙上端,空腔结构内充填轻型材料。本实用新型的有益效果是:能够减轻顶板自重和填土负荷,并对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用,提高结构的承载能力,使结构具有良好的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及交通道路的隧道建筑结构技术领域,特别涉及一种具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构。
背景技术
随着我国铁路建设的快速发展,一条条铁路穿梭于崇山峻岭之间,当交通道路穿越山体进行铺设时,首先要在山体中修建隧道,并在隧道内架设轨道或铺设路面,进出隧道的洞门则往往要设置在山体的坡面上,为保证洞口施工以及运营安全,在高边坡、危岩落石地段通常采用隧道明洞方案,因受地质、地形条件的限制或者车站设置的要求,难以修建拱形明洞时,通常采用矩形框架结构。目前,隧道跨度已经由一般单、双线隧道发展到三、四线隧道,随着隧道跨度的不断突破,矩形框架结构顶板上回填土厚度和荷载在不断增加,使得结构难以满足承载力要求,如果为了减小回填土厚度和荷载,就需要增加顶板的截面尺寸,而顶板一般采用实心混凝土或实心钢筋混凝土,这样便会增加顶板自重和大幅增加工程投资。在回填土逐层回填过程中,回填土荷载对顶板冲击强度大,影响结构的稳定。
因而,本实用新型提出一种用于解决上述问题的减载矩形框架结构。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具有空腔顶板的减载矩形框架结构,能够减轻顶板自重和填土负荷,并对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用,提高结构的承载能力,使结构具有良好的稳定性和安全性。
一种具有空腔顶板的减载矩形框架结构,包括顶板、中墙、边墙和底板,顶板由上板、下板、侧板和端板组成空腔结构,设置在中墙和边墙上端,空腔结构内充填轻型材料。
本实用新型一种具有空腔顶板的减载矩形框架结构,与实心混凝土结构相比,空腔结构的顶板自重更轻,可减小对矩形框架结构中墙和边墙的压力,使整体结构更具稳定性。在满足填土厚度要求的同时,为了尽量减小回填土厚度和荷载,即使采取增加顶板的截面尺寸的方式,空腔结构使用的材料也比实心结构所用材料少,不会增加工程投资,具有明显的经济优势。此外,空腔还可以作为铺设管线的通道,能够充分地利用地下空间。空腔内充填轻型材料,可对回填土荷载起到吸收和分散作用,减少回填土对矩形框架结构的冲击强度,使结构更具安全性。
由于采用了上述技术方案,本实用新型具有如下优点:能够减轻顶板自重和填土负荷,并对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用,提高结构的承载能力,使结构具有良好的稳定性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型的一种断面结构示意图。
图2是本实用新型的第二种断面结构示意图。
图3是本实用新型中顶板的一种平面布置图。
图4是本实用新型中顶板的第二种平面布置图。
图5是本实用新型中顶板的第三种平面布置图。
图中,1.顶板;2.中墙;3.边墙;4.底板;5.上板;6.下板;7.侧板;8.端板;9.防水保护层;10.空腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明:
如图1和图2所示,一种具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,包括顶板1、中墙2、边墙3和底板4,顶板1由上板5、下板6、侧板7和端板8组成为空腔结构,设置在中墙2和边墙3上端,空腔结构内充填轻型材料。
本实用新型一种具有空腔顶板的减载矩形框架结构,顶板由上板5、下板6、侧板7和端板8组成空腔结构,与实心混凝土结构相比,空腔结构的顶板1自重更轻,可减小对矩形框架结构中墙2和边墙3的压力,使整体结构更具稳定性。在满足填土厚度要求的同时,为了尽量减小回填土厚度和荷载,即使采取增加顶板4的截面尺寸的方式,空腔结构使用的材料也比实心结构所用材料少,不会增加工程投资,具有明显的经济优势。此外,空腔10还可以作为铺设管线的通道,能够充分地利用地下空间。在空腔10内充填轻型材料,可对回填土荷载起到吸收和分散作用,减小了回填土荷载对矩形框架结构的冲击强度,使结构更具安全性。
进一步地,边墙3外侧、上板5外侧和侧板7外侧设有防水保护层9。常用的防水保护层9有块料面层保护层、水泥砂浆保护层、细石混凝土保护层,在施工时,先对外表面进行清理,使表面平整、无尖锐物,然后在外表面进行铺设,可以采用黏接的方式,防水保护层9能够防止水流对结构的危害,对整体结构具有保护作用。
进一步地,轻型材料为陶粒或泡沫轻质土。陶粒是一种在回转窑中经泡发生产的轻骨料,它具有球状的外形,表面光滑而坚硬,内部有许许多多的微孔,这些微孔赋予陶粒质轻的特性,使用它作为充填材料,可减轻结构的整体荷载;陶粒混凝土由于质量轻、弹性模量低、抗变形性能好,故具有较好的抗震性能,对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用,可减小荷载对整体结构的影响。泡沫轻质土是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质材料,其具有一些突出的特点,首先具有轻质性,其干体积密度为300-1600KG/M3,相当于普通水泥混凝土的1/5~1/8左右,使用它作为充填材料,可减轻结构的整体荷载;其次具有低弹减震性,泡沫轻质土多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用;再次具有抗压性,能够抵抗回填土的压力;最后具有经济性,泡沫水泥轻质土的综合造价较低,有明显的经济优势。
进一步地,空腔结构为一个空腔10或由一个以上的空腔10组成。在矩形框架结构较短和跨度较小时,可以只设一个空腔10;在矩形框架结构较长和跨度较大时,空腔10可沿明洞延伸方向和宽度方向排列布置,如图3至图5所示。空腔结构可以为双层结构,双层结构可增加拱顶板1的截面厚度,又比实心结构所需材料少,不会增加工程投资,具有良好的经济优势。此外,空腔10还可以作为铺设管线的通道,有利于充分利用地下空间。
进一步地,如图3、图4和图5所示,空腔10沿矩形框架结构延伸方向截面为矩形或蜂窝形。矩形空腔结构的板壁对回填层荷载起支撑作用,可减小回填层对矩形框架结构的压力;蜂窝结构有着优秀的几何力学性能,具有很高的强度和刚度,蜂窝结构的房壁可支撑回填层的负荷,能更好地减小回填层对结构的压力。
进一步地,空腔结构为一体成型或预制构件。一体成型是在施工现场浇筑,不需要进行组装,与主体结合紧密,使结构更加稳固;预制构件是按照设计规格预先制成,使用预制构件更为方便,可以缩短工期,提高施工效率。
Claims (10)
1.一种具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,包括顶板(1)、中墙(2)、边墙(3)和底板(4),其特征在于:顶板(1)由上板(5)、下板(6)、侧板(7)和端板(8)组成为空腔结构,设置在中墙(2)和边墙(3)上端,空腔结构内充填轻型材料。
2.如权利要求1所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:边墙(3)外侧、上板(5)外侧和侧板(7)外侧设有防水保护层(9)。
3.如权利要求1或2所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:轻型材料为陶粒或泡沫轻质土。
4.如权利要求1或2所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔结构为一个空腔(10)或由一个以上的空腔(10)组成。
5.如权利要求3所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔结构为一个空腔(10)或由一个以上的空腔(10)组成。
6.如权利要求1、2或5所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔(10)沿矩形框架结构延伸方向截面为矩形或蜂窝形。
7.如权利要求3所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔(10)沿矩形框架结构延伸方向截面为矩形或蜂窝形。
8.如权利要求4所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔(10)沿矩形框架结构延伸方向截面为矩形或蜂窝形。
9.如权利要求1、2、5、7或8所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔结构为一体成型或预制构件。
10.如权利要求6所述的具有充填轻型材料顶板的减载矩形框架结构,其特征在于:空腔结构为一体成型或预制构件。
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CN111236963A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-05 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种明洞结构及其施工方法 |
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