CN211548061U - 一种叠合拱壳结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠合拱壳结构，涉及建筑工程施工技术领域，包括预制部分和现浇部分，现浇部分设置于预制部分的上表面，预制部分和现浇部分均呈拱型；预制部分包括沿垂直于其跨向方向分布的多个预制拱壳单元，相邻预制拱壳单元之间的缝隙形成拱壳单元间接缝；现浇部分之间的分界线形成现浇部接缝，现浇部接缝在平面上位于相邻拱壳单元间接缝之间。针对现有技术存在无法适用于拱壳结构的问题，本实用新型采用拱形钢筋混凝土的叠合结构，适用于拱形结构和桥梁建设，具有施工速度快、结构精度高的优点。

Description

一种叠合拱壳结构

技术领域

本实用新型涉及建筑工程施工技术领域，更具体地说，它涉及一种叠合拱壳结构。

背景技术

在进行钢筋混凝土工程施工时，叠合结构以其施工速度快，结构精度高等优势得到了广泛的应用。

现有的叠合结构包括叠合梁和叠合平板等，叠合板如图1所示。在图1中，叠合平板由预制部分1和现浇部分2组成，预制部分1在叠合结构的下部，现浇部分2在叠合结构的上部。在施工时首先使用拼装方法将预制部分1安装到位，然后在预制部分1的上方进行绑扎钢筋和浇筑混凝土，完成现浇部分2的施工，最后形成叠合结构。当整体结构为拱壳结构时，上述平板叠合结构形式不能适用，需要能适应拱壳结构的叠合结构以及相关的施工工艺。

实用新型内容

针对现有技术存在无法适用于拱壳结构的问题，本实用新型的目的是提供一种叠合拱壳结构，其具有适应拱壳结构的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种叠合拱壳结构，包括预制部分和现浇部分，所述现浇部分设置于所述预制部分的上表面，所述预制部分和所述现浇部分均呈拱型；

所述预制部分包括沿垂直于其跨向方向分布的多个预制拱壳单元，相邻所述预制拱壳单元之间的缝隙形成拱壳单元间接缝；

现浇部分之间的分界线形成现浇部接缝，现浇部接缝在平面上位于相邻拱壳单元间接缝之间。

通过上述技术方案，将钢筋混凝土工程中的叠合结构制成拱形，尤其适用于拱形结构和桥梁建设，具有施工速度快、结构精度高的优点；另外，现浇部分接缝在平面上位于相邻拱壳单元间接缝之间，不仅能确保叠合拱壳结构的稳定性，还能增加叠合拱壳结构的水流渗透路径，继而提高结构的防水性能。

进一步的，所述预制拱壳单元为三铰拱结构，包括两个完全相同且相对设置的预制拱板。

通过上述技术方案，采用三铰拱结构用于在确保结构稳定性的同时，较小预制件的尺寸，继而方便预制件的运输和吊运。

进一步的，所述预制拱板包括底板，所述底板的一侧沿其跨度方向一体设置有加强肋梁，所述加强肋梁两侧与所述底板之间一体设置有加强掖；

预制构件的断面形状呈倒π型结构，底板位于底部，底板上方设置了两个加强肋梁；

所述加强肋梁内沿其长度方向设置有肋梁主筋和箍筋。

通过上述技术方案，在底板上设置加强肋梁和加强掖，增强预制拱板的结构强度，避免在调运过程中变形；在加强肋梁内设置肋梁主筋和箍筋，进一步提高预制拱板的结构强度。

进一步的，所述底板内沿其跨向设置有下主筋，所述底板内嵌设有多个双肢箍；

所述双肢箍的开口端设置于所述现浇部分，另一端设置于所述底板内，所述下主筋设置于所述双肢箍的底端内。

通过上述技术方案，双肢箍的两端分别位于现浇部分和预制部分内，起到提高连接强度的作用；此外，将下主筋设置于双肢箍的底端内，增强双肢箍预埋至预制部分内的强度。

进一步的，所述预制部分与所述现浇部分之间设置有桁架钢筋；

所述桁架钢筋包括沿跨向嵌设于所述预制部分内的下弦杆和沿跨向嵌设于所述预制部分内的上弦杆，所述下弦杆与所述上弦杆之间固定有腹杆，所述腹杆部分嵌设于所述预制部分内，另一部分嵌设于所述现浇部分内；

桁架钢筋沿预制部分的跨向每隔一定间距设置一个。

通过上述技术方案，桁架钢筋有三个作用：其一，作为预制部分和现浇部分的联系钢筋，保证在结构受力时，两者能作为一个整体共同作用；其二，由于预制部分的断面呈倒π型，桁架钢筋在预制构件吊装和现场浇筑混凝土时作为承受施工荷载的结构受力筋；其三，焊接每个预制单元的桁架钢筋后形成了整体结构纵向的通长钢筋。

进一步的，所述预制部分的两侧均设置有用于支撑的拱座；

所述预制拱板内的下主筋在拱脚处通过冷挤压套筒与拱座上的主筋进行连接，在拱顶处通过冷挤压套筒与对应预制拱板拱顶处的下排主筋进行连接。

通过上述技术方案，利用冷挤压套筒在拱顶处连接两预制拱板拱、以及连接预制拱板的拱脚与拱座。

进一步的，所述预制拱壳单元之间的板缝结构由相邻预制单元的台阶、镀锌钢板、上弦杆端部和下弦杆组成，镀锌钢板放置于台阶上，在镀锌钢板的上方有一层厚度为20mm的防水砂浆，防水砂浆沿镀锌钢板的长度方向铺设，铺设宽度大于镀锌钢板的宽度，每边超出镀锌钢板不小于20mm，两侧的上弦杆端部和下弦杆端部焊接连接。

通过上述技术方案，其一，镀锌钢板连接缝隙两侧下弦杆和上弦杆，提高两预制拱板拱在拱顶处的连接强度；其二，镀锌钢板将两预制拱板拱在拱顶处的缝隙堵住，便于后续在上方浇筑混凝土，形成现浇部分。

进一步的，所述现浇部分内沿其跨向设置有上主筋，所述上主筋与所述下主筋在所述预制部分径向上对齐设置，所述上主筋位于双肢箍开口处的弯钩内。

通过上述技术方案，双肢箍开口处的弯钩勾住上主筋，进一步提高双肢箍与现浇部分的连接强度。

进一步的，所述预制拱板下表面光滑，上部的各个表面凿毛。

通过上述技术方案，因为是叠合结构，就是结构的下部分是工厂预制，然后在现场在预制构件上方现浇混凝土形成全部结构。预制构件在下，其下表面就是全部结构的下表面，能被人们看到，所以要求表面光滑，达到清水混凝土的效果。预制构件的上表面以后要和现浇部分结合，为了保持两者之间结合紧密，共同受力，所以要求粗糙些，混凝土分界面上结合效果好，不会产生“两张皮”现象。

一种叠合拱壳结构的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1，在工地现场将预制拱板拼装成预制拱壳单元；

步骤2，将预制拱壳单元沿垂直于跨度方向逐个安装在拱座的设计位置上；

步骤3，预制拱壳单元全部安装完成后，在预制拱壳单元之间的接缝上放置镀锌钢板，铺设防水砂浆，使用电焊连接上述接缝两侧的桁架下弦杆和桁架上弦杆；

步骤4，使用冷加压套筒连接拱顶主筋和拱脚主筋，绑扎叠合拱壳结构的上主筋；

步骤5，进行叠合拱壳结构的现浇部分施工。

通过上述技术方案，本工艺中，待所有预制单元全部完成后，现场绑扎钢筋，进行现浇部分作业，符合装配式建筑的发展导向，取消现场繁重的支模工作，提高施工效率；预制拱板精度高，外观好，易于实现清水混凝土的感观效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)设计拱形的钢筋混凝土叠合结构，便于快速、高精度地完成拱形结构建设或桥梁建设工程；另外，现浇部接缝在平面上位于相邻拱壳单元间接缝之间，不仅能确保叠合拱壳结构的稳定性，还能增加叠合拱壳结构的渗透路径，继而提高结构的防水性能；

(2)进一步地，通过增设加强肋梁，增强结构强度，防止在吊运安装过程中变形，确保安装的精度，此外，在现浇部分与预制部分设置桁架钢筋，增强结构强度的同时，提高现浇部分与预制部分的连接强度，避免两者相对于错位滑移；

(3)本实用新型中预制拱板精度高，外观好，易于实现清水混凝土的感观效果，此外工艺中取消现场繁重的支模工作，提高施工效率。

附图说明

图1是现有技术中叠合结构的整体结构示意图；

图2是本实施例的结构示意图；

图3是预制部分的平面图；

图4是现浇部分的平面图；

图5是叠合拱壳结构的主筋结构示意图；

图6是预制拱壳单元的结构示意图；

图7是预制拱板的主视图；

图8是预制拱板的俯视图；

图9是预制拱板的横截面图；

图10是预制拱板内配筋的结构示意图；

图11是桁架钢筋的结构示意图；

图12是拱脚钢筋连接结构示意图；

图13是拱顶钢筋连接结构示意图；

图14是预制拱板板缝处的钢筋连接结构示意图；

图15是上主筋绑扎的结构示意图；

图16是浇筑完成的叠合拱壳结构示意图。

附图标记：1、预制部分；2、现浇部分；4、预制拱壳单元；5、拱壳单元间接缝；6、拱座；7、现浇部接缝；8、下主筋；9、上主筋；10、预制拱板；11、底板；12、吊耳；13、加强肋梁；14、加强掖；15、台阶；16、桁架钢筋；17、双肢箍；18、箍筋；19、肋梁主筋；20、上弦杆；21、腹杆；22、下弦杆；24、钢主筋；25、冷挤压套筒；26、镀锌钢板；27、桁架下弦连接钢筋；28、桁架上弦连接钢筋。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种叠合拱壳结构，如图2所示，为钢筋混凝土结构，包括预制部分1和现浇部分2，预制部分1和现浇部分2均呈拱型，预制部分1固定于现浇部分2内壁。

如图3所示，预制部分1由若干个预制拱壳单元4组成，沿垂直于预制拱壳单元4跨向的方向逐个将预制拱壳单元4放置在两侧的拱座6上，每个预制拱壳单元4之间的缝隙形成了拱壳单元间接缝5，每个预制拱壳单元4完全相同。现浇部分2的平面图如图4所示，现浇部分2的两侧为拱座6，现浇部分2的宽度为预制拱壳单元4宽度的整数倍，具体宽度数值由混凝土的特性决定（垂直于预制拱壳单元4跨向的方向称为宽度方向）。现浇部分2之间的分界线形成现浇部接缝7，现浇部接缝7在平面上位于两条平行的拱壳单元间接缝5（图中虚线所示）的中间位置；如图5所示，现浇部分2内沿其跨向设置有上主筋9，预制部分1内设置有下主筋8。

如图6和图7所示，预制拱壳单元4为三铰拱结构，在拱顶和拱脚处均为铰接点,该三铰拱结构由两个完全相同的预制拱板10组成，预制拱板10为拱形结构。

如图7和图8所示，预制拱板10由两个加强肋梁13、四个加强掖14和一个底板11组成，上述部件沿预制拱板10的跨度方向通长布置，加强肋梁13上均匀布置了四个吊耳12。

如图9所示，预制拱板10采用倒π型横截面，两个加强肋梁13位于截面的上部，底板11位于下部，每个加强肋梁13的下部均与底板11相连。加强肋梁13和底板11连接处的两侧设有加强掖14。底板11的厚度为叠合拱壳结构板厚的30%，加强肋梁13的高度等于底板11的厚度。单个加强肋梁13的宽度为整个截面宽度的5%～8%。底板11两侧分别设有一个台阶15，台阶15的高度为底板11厚度的20%。两个加强肋梁13分别位于截面竖向中心线的左右两侧，整个截面关于竖向中心线左右对称，预制拱板10下表面光滑，上部的各个表面凿毛。

预制拱板10的配筋如图10所示，预制拱板10的底板11内设有叠合拱壳结构的下主筋8，下主筋8沿预制拱板10的跨向通长布置；在垂直于预制拱板10跨度方向设有通长的桁架钢筋16和一组顶端开口的双肢箍17，每组开口双肢箍17内有偶数个开口双肢箍17，上述偶数个开口双肢箍17均匀分布，其中两个加强肋梁13内各设置一个开口双肢箍17；桁架钢筋16和开口双肢箍17组沿预制拱板10的跨向每隔一定间距布置一个；加强肋梁13内设有叠合拱壳结构下主筋8、肋梁主筋19、箍筋18和顶端开口的双肢箍17。开口双肢箍17的开口端位于预制拱板10的上方，封闭端位于预制拱板10内。下主筋8沿预制拱板10的跨向通长布置，箍筋18和开口双肢箍17沿预制拱板10的跨向每隔一定间距布置一个，每个开口双肢箍17内有两排下主筋8，开口双肢箍17关于预制拱板10横截面的竖向中心线左右对称。

如图11所示，桁架钢筋16沿垂直于预制拱板10跨度方向通长布置，由下弦杆22、腹杆21和上弦杆20焊接而成，下弦杆22位于预制拱板10内，腹杆21的一部分在预制拱板10内，另一部分在预制拱板10的上方，上弦杆20位于预制拱板10的上方，下主筋8与桁架钢筋16的下弦杆22绑扎在一起。

相邻预制拱壳单元4之间的桁架钢筋16的下弦杆22和上弦杆20在现场拼装完成预制拱壳单元4后进行焊接连接，形成了叠合结构的纵向通长钢筋（此处的纵向指整体结构的纵向，垂直于预制单元的跨向）。

如图12和图13所示，预制拱板10内的下主筋8在拱脚处通过冷挤压套筒25与拱座6的钢主筋24进行连接，上主筋9也通过冷挤压套筒25与拱座6的钢主筋24进行连接；在拱顶处通过冷挤压套筒25将两侧预制拱板10内的下主筋8进行连接。

如图14所示，在台阶15的上方沿拱壳单元间接缝5通长放置镀锌钢板26，实现封堵拱壳单元间接缝5，然后使用桁架下弦连接钢筋27和桁架上弦连接钢筋28分别将拱壳单元间接缝5两侧的对应桁架钢筋16进行连接。预制拱壳单元4之间的板缝结构由相邻预制拱壳单元4的台阶15、镀锌钢板26、上弦杆20端部和下弦杆22组成，镀锌钢板26放置于台阶15上，在镀锌钢板26的上方有一层厚度为20mm的防水砂浆，防水砂浆沿镀锌钢板26的长度方向铺设，铺设宽度大于镀锌钢板26的宽度，每边超出镀锌钢板26不小于20mm，两侧的上弦杆20端部和下弦杆22端部焊接连接。

如图15所示，叠合拱壳结构的上主筋9与下主筋8在叠合拱壳厚度方向对齐，上主筋9在开口双肢箍17开口端的弯钩内。

浇筑完成后的叠合拱壳结构如图16所示，逐个将预制拱壳单元4沿垂直跨向排布，预制拱壳单元4之间形成拱壳单元间接缝5，在预制拱壳单元4的上方浇筑混凝土形成叠合拱壳的现浇部分2。

本实用新型施工方式为：首先进行预制拱壳单元4的拼装，然后在预制拱壳单元4之间的缝隙上放置镀锌钢板26，使用焊接的方式连接桁架钢筋16的下弦杆22和上弦杆20，然后绑扎叠合拱壳结构的上主筋9，最后进行现浇部分2施工，完成叠合拱壳结构的施工。

综上所述：

本实用新型使用时，设计拱形的钢筋混凝土叠合结构，便于快速、高精度地完成隧道建设或桥梁建设工程；另外，现浇部接缝7在平面上位于相邻拱壳单元间接缝5之间，不仅能确保叠合拱壳结构的稳定性，还能增加叠合拱壳结构的渗透路径，继而提高结构的防水性能；通过增设加强肋梁13，增强结构强度，防止在吊运安装过程中变形，确保安装的精度，此外，在现浇部分2与预制部分1设置桁架钢筋16，增强结构强度的同时，提高现浇部分2与预制部分1的连接强度，避免两者相对于错位滑移；本实用新型中预制拱板10精度高，外观好，易于实现清水混凝土的感观效果；此外工艺中取消现场繁重的支模工作，提高施工效率。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种叠合拱壳结构，包括预制部分(1)和现浇部分(2)，所述现浇部分(2)设置于所述预制部分(1)的上表面，其特征在于，所述预制部分(1)和所述现浇部分(2)均呈拱型；

所述预制部分(1)包括沿垂直于其跨向方向分布的多个预制拱壳单元(4)，相邻所述预制拱壳单元(4)之间的缝隙形成拱壳单元间接缝(5)；

所述现浇部分(2)之间的分界线形成现浇部接缝(7)，所述现浇部接缝(7)在平面上位于相邻所述拱壳单元间接缝(5)之间。

2.根据权利要求1所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述预制拱壳单元(4)为三铰拱结构，包括两个完全相同且相对设置的预制拱板(10)。

3.根据权利要求2所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述预制拱板(10)包括底板(11)，所述底板(11)的一侧沿其跨度方向一体设置有加强肋梁(13)，所述加强肋梁(13)两侧与所述底板(11)之间一体设置有加强掖(14)；

所述预制拱板（10）的断面呈倒π型，底板（11）位于底部，底板（11）上方设置两个加强肋梁（13）；

所述加强肋梁(13)内沿其长度方向设置有肋梁主筋(19)和箍筋(18)。

4.根据权利要求3所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述底板(11)内沿其跨向设置有下主筋(8)，所述底板(11)内嵌设有多个双肢箍(17)；

所述双肢箍(17)的开口端设置于所述现浇部分(2)，另一端设置于所述底板(11)内，所述下主筋(8)设置于所述双肢箍(17)的底部。

5.根据权利要求4所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述预制部分(1)与所述现浇部分(2)之间设置有桁架钢筋(16)；

所述桁架钢筋(16)包括沿跨向嵌设于所述预制部分(1)内的下弦杆(22)和沿跨向嵌设于所述预制部分(1)内的上弦杆(20)，所述下弦杆(22)与所述上弦杆(20)之间固定有腹杆(21)，所述腹杆(21)部分嵌设于所述预制部分(1)内，另一部分嵌设于所述现浇部分(2)内，所述桁架钢筋(16)沿着叠合结构的跨向每隔一定距离设置一个。

6.根据权利要求5所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述预制部分(1)的两侧均设置有用于支承的拱座(6)；

所述预制拱板(10)内的所述下主筋(8)在拱脚处通过冷挤压套筒(25)与所述拱座(6)上的钢主筋（24）进行连接，在拱顶处通过冷挤压套筒(25)与对应所述预制拱板(10)拱顶处的钢主筋（24）进行连接。

7.根据权利要求6所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述预制拱壳单元（4）之间的板缝结构包括相邻预制单元的台阶（15）、镀锌钢板（26）、上弦杆（20）端部和下弦杆（22），所述镀锌钢板（26）放置于所述台阶（15）上，在所述镀锌钢板（26）的上方有一层厚度为20mm的防水砂浆，防水砂浆沿所述镀锌钢板（26）的长度方向铺设，铺设宽度大于所述镀锌钢板（26）的宽度，每边超出所述镀锌钢板（26）不小于20mm，两侧的所述上弦杆（20）端部和所述下弦杆（22）端部焊接连接。

8.根据权利要求7所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述现浇部分(2)内沿其跨向设置有上主筋(9)，所述上主筋(9)与所述下主筋(8)在所述预制部分(1)径向上对齐设置，所述上主筋(9)位于所述双肢箍(17)开口处的弯钩内。

9.根据权利要求3所述的一种叠合拱壳结构，其特征在于，所述预制拱板(10)下表面光滑，上部的各个表面凿毛。