CN212358370U - 一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，包括综合管廊节段，水平向承插结构，所述综合管廊节段在水平方向沿管廊纵向首尾依次相接；相邻两个所述综合管廊节段通过水平向承插结构拼装连接；所述水平向承插结构包括设置在所述综合管廊节段前端管口的承口、后端管口的插口，所述承口沿所述综合管廊节段前端管口设置为与管口对应的环形凹槽，所述插口沿所述综合管廊节段后端管口设置为与管口对应的环形凸台；所述插口插入所述承口内连接将相邻两个所述综合管廊节段拼装连接。本实用新型组装运输方便、拼装精准度高、拼装缝防水效果好。

Description

一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊

技术领域

本实用新型属于城市地下综合管廊技术领域，具体是一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊。

背景技术

现有综合管廊结构为现浇普通钢筋混凝土和整体预制普通钢筋混凝土两种。普通混凝土骨料相对较大，材料性能及耐久性一般，并且材料性能相对较低，需要的结构体量大，结构重量大。现浇普通钢筋混凝土管廊存在施工难度大、工作量大、周期长、受现场条件影响大、混凝土自防水能力差需要外包防水等情况，施工过程对质量和精度难以控制；整体预制普通钢筋混凝土管廊由于结构重量较大导致节段多、运输、吊装及节段连接难度大等问题，所述亟待解决。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其目的在于解决现有的拼装综合管廊体积笨重、施工难度大、工作量大、施工周期长、组装运输不方便、拼装精准度低、拼装缝防水效果差的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，包括综合管廊节段，水平向承插结构，所述综合管廊节段在水平方向沿管廊纵向首尾依次相接；相邻两个所述综合管廊节段通过水平向承插结构拼装连接；

所述水平向承插结构包括设置在所述综合管廊节段前端管口的承口、后端管口的插口，所述承口沿所述综合管廊节段前端管口设置为与管口对应的环形凹槽，所述插口沿所述综合管廊节段后端管口设置为与管口对应的环形凸台；所述插口插入所述承口内连接将相邻两个所述综合管廊节段拼装连接。

所述综合管廊节段包括横梁、立柱、纵梁；所述承口的环形凹槽设置在所述综合管廊节段前端管口处的、由所述横梁、柱及纵梁围成的矩形框的外端面上沿一周分布；

所述插口的环形凸台设置在所述综合管廊节段后端管口处的、由所述横梁、柱及纵梁围成的矩形框外端面上沿一周分布。

所述综合管廊节段内横向分隔为多个通道，对应的所述综合管廊节段前端管口为多个相连的矩形管口，对应的所述承口的环形凹槽为相互连通的多个矩形环形凹槽，所述承口的环形凹槽分布在所述综合管廊节段前端管口处的所述横梁、立柱、纵梁上；

对应的所述综合管廊节段后端管口为多个相连的矩形管口，对应的所述插口的环形凸台为相互连接的多个矩形环形凸台，所述插口的环形凸台分布在所述综合管廊节段后端管口处的所述横梁、立柱、纵梁上。

所述综合管廊节段由上管廊体、下管廊体通过竖向承插结构在竖直方向上下相对接拼装连接；所述综合管廊节段包括侧板、中竖板，所述竖向承插结构包括设置在所述上管廊体下端的榫接头、下管廊体上端的凹槽，所述榫接头包括多个与所述下管廊体相对接的侧板、中竖板及相对接的立柱上的榫接头组合而成；所述凹槽包括横向凹槽、纵向凹槽，所述横向凹槽在所述下管廊体的各所述立柱上端面横向分布，所述纵向凹槽在所述下管廊体的各所述侧板、中竖板上端面纵向分布，各所述纵向凹槽分别与对应的所述横向凹槽相互连通，各所述榫接头分别插入对应的各所述凹槽将所述上管廊体与所述下管廊体榫卯连接。

所述综合管廊节段为矩形断面的管状壳体超高性能混凝土浇注结构，并通过中竖板分隔为多个通道，所述综合管廊节段内部侧板及中竖板侧面均布多个竖置的立柱，顶板与底板内侧面对称均布设置多个水平的横梁，所述综合管廊节段内四条棱边拐角设置纵向的纵梁，各所述立柱上下端分别与所述纵梁及所述横梁两端连接构成多个平行矩形框；所述综合管廊节段前、后端管口处由所述横梁、柱及纵梁围成；所述上管廊体、下管廊体承插端设置纵向的纵梁。

所述综合管廊内四周均布多条纵向的预应力筋一，各所述预应力筋一依次穿入各所述综合管廊节段的各所述横梁或所述立柱设置的预留孔一内分段锚固，相邻两个所述综合管廊节段的所述承口、插口通过所述预应力筋一张拉锁紧；

所述上管廊体与所述下管廊体内侧壁设置多条竖置的预应力筋二，所述预应力筋二的上下端分别穿过所述上管廊体、下管廊体的所述纵梁上设置的预留孔二后锚固，所述上管廊体与所述下管廊体通过所述预应力筋二张拉锁紧。

所述综合管廊内的所述立柱侧面垂直设置多个支架。

所述综合管廊节段长度为1.0～5.0米。

所述插口与所述承口的拼装缝、所述榫接头与所述凹槽的拼装缝分别与所述综合管廊节段内部通过注浆孔连通，并在所述注浆孔内预留注浆管；

所述插口与所述承口的拼装缝、所述榫接头与所述凹槽的拼装缝内设置防水胶条。

每2～5个预制的所述综合管廊节段通过一处预应力锚固段锚固在一起。

本实用新型的优点如下：

(1)本实用新型采用超高性能混凝土大大减轻了管廊的重量，比普通综合管廊的材料用量大幅减少，吊装和拼装难度大幅减小，结构耐久性明显增强；

(2)采用预制拼装施工方式，保证了施工质量及精度、降低了成本、缩短了工期；

(3)每个预制节段长度比普通钢筋混凝土管廊明显增加，减少了节段连接数量及潜在渗漏点数量，进一步提高了耐久性；

(4)利用高性能混凝土骨料超细的特点，大大提高了管廊的质量，同时提高了结构自身的防水承重能力；

(5)施工简单，采用超高性能混凝土预制纵梁、横梁，钢筋用量明显较少，缩短了施工时间，并减少了基坑使用时间，降低了施工风险。

(6)综合管廊的水平向承插结构与管口对应，并设置在横梁、立柱、纵梁上，大大提高了承插口的强度，通过张拉临时预应力将相邻节段挤紧，保证了节段间的拼装精准度，提高了综合管廊接口的密闭性，综合管廊节段间在地基不均匀时不会出现沉降差异；竖向承插结构设置在立柱上，增加了竖向承插口的强度和拼装精准度，在承口内设置止水橡胶条并挤紧，大大提高了管廊的防水性能。综合管廊节段采用竖向分段预制、现场拼装的方式提高了工程施工效率。

(7)管廊达到挤紧目的后，纵向预应力筋可卸载，释放张拉力，取出预应力筋，为后续节段拼装再利用，预留孔不但可以作为预应力的张拉口，还可以作为吊装就位的吊装口及廊内管线吊装口、支架安装孔使用，方便吊装；承插口处如果出现了渗漏现象，可采用注浆孔再次注浆快速解决渗漏问题。

附图说明：

图1为本实用新型综合管廊水平向承插结构示意图。

图2为本实用新型综合管廊竖向承插结构示意图。

图3为本实用新型上管廊体结构示意图

图4为本实用新型部分管廊结构示意图。

图5为本实用新型综合管廊竖向连接结构示意图。

图6为本实用新型上管廊体的榫接头俯视示意图。

图7为本实用新型下管廊体的凹槽俯视示意图

图8为本实用新型水平向承插结构断面示意图。

图9为本实用新型竖向承插结构断面示意图。

附图标记：

1-顶板，2-底板，3-侧板，4-中竖板，5-纵梁，6-横梁，7-立柱，8-水平向承插结构，81-承口，82-插口，9-竖向承插结构，10-预留孔一，101-预留孔二，11-预应力筋一，111-预应力筋二，12-支架，15注浆管，16-防水橡胶条， 19-上管廊体，191-榫接头，20-下管廊体，201-凹槽，2011-纵向凹槽，2012- 横向凹槽

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，包括综合管廊节段，水平向承插结构，所述综合管廊节段在水平方向沿管廊纵向首尾依次相接；相邻两个所述综合管廊节段通过水平向承插结构8拼装连接；

所述水平向承插结构8包括设置在所述综合管廊节段前端管口的承口81、后端管口的插口82，所述承口81沿所述综合管廊节段前端管口设置为与管口对应的环形凹槽，所述插口82沿所述综合管廊节段后端管口设置为与管口对应的环形凸台；所述插口82插入所述承口81内连接将相邻两个所述综合管廊节段拼装连接，参见附图1。

所述综合管廊节段包括横梁6、立柱7、纵梁5；所述承口81的环形凹槽设置在所述综合管廊节段前端管口处的、由所述横梁6、立柱7及纵梁5围成的矩形框的外端面上沿一周分布，参见附图1、2、3、4、5；

所述插口82的环形凸台设置在所述综合管廊节段后端管口处的、由所述横梁6、立柱7及纵梁5围成的矩形框外端面上沿一周分布，参见附图1、2、3、 4、5。

所述综合管廊节段内横向分隔为多个通道，对应的所述综合管廊节段前端管口为多个相连的矩形管口，对应的所述承口81的环形凹槽为相互连通的多个矩形环形凹槽，所述承口81的环形凹槽分布在所述综合管廊节段前端管口处的所述横梁6、立柱7、纵梁5上，参见附图1、2、3、4、5；

对应的所述综合管廊节段后端管口为多个相连的矩形管口，对应的所述插口82的环形凸台为相互连接的多个矩形环形凸台，所述插口82的环形凸台分布在所述综合管廊节段后端管口处的所述横梁6、立柱7、纵梁5上，参见附图 1、2、3、4、5。

所述综合管廊节段由上管廊体19、下管廊体20通过竖向承插结构9在竖直方向上下相对接拼装连接；所述综合管廊节段包括侧板3、中竖板4，所述竖向承插结构9包括设置在所述上管廊体19下端的榫接头191、下管廊体20上端的凹槽201，所述榫接头191包括多个与所述下管廊体20相对接的侧板3、中竖板4及相对接的立柱7上的榫接头191组合而成；所述凹槽201包括横向凹槽 2012、纵向凹槽2011，所述横向凹槽2012在所述下管廊体20的各所述立柱7 上端面横向分布，所述纵向凹槽2011在所述下管廊体20的各所述侧板3、中竖板4上端面纵向分布，各所述纵向凹槽2011分别与对应的所述横向凹槽2012 相互连通，各所述榫接头191分别插入对应的各所述凹槽201将所述上管廊体 19与所述下管廊体20榫卯连接，参见附图2、5、6、7。

所述综合管廊节段为矩形断面的管状壳体超高性能混凝土浇注结构，并通过中竖板4分隔为多个通道，所述综合管廊节段内部侧板3及中竖板4侧面均布多个竖置的立柱7，顶板1与底板2内侧面对称均布设置多个水平的横梁6，所述综合管廊节段内四条棱边拐角设置纵向的纵梁5，各所述立柱7上下端分别与所述纵梁5及所述横梁6两端连接构成多个平行矩形框；所述综合管廊节段前、后端管口处由所述横梁6、立柱7及纵梁5围成；所述上管廊体19、下管廊体20承插端设置纵向的纵梁5，参见附图1、2、3、4、5。

所述综合管廊内四周均布多条纵向的预应力筋一11，各所述预应力筋一11 依次穿入各所述综合管廊节段的各所述横梁6或所述立柱7设置的预留孔一10 内分段锚固，相邻两个所述综合管廊节段的所述承口81、插口82通过所述预应力筋一11张拉锁紧，参见附图1、2、4、5；

所述上管廊体19与所述下管廊体20内侧壁设置多条竖置的预应力筋二 111，所述预应力筋二111的上下端分别穿过所述上管廊体19、下管廊体20的所述纵梁5上设置的预留孔二101后锚固，所述上管廊体19与所述下管廊体20 通过所述预应力筋二111张拉锁紧，参见附图2、4、5。

所述综合管廊内的所述立柱7侧面垂直设置多个支架12，参见附图1、2、 3、4、5。

所述综合管廊节段长度为1.0～5.0米。

所述插口82与所述承口81的拼装缝、所述榫接头191与所述凹槽201的拼装缝分别与所述综合管廊节段内部通过注浆孔连通，并在所述注浆孔内预留注浆管15，参见附图8、9；

所述插口82与所述承口81的拼装缝、所述榫接头191与所述凹槽201的拼装缝内设置防水胶条16，参见附图8、9。

每2～5个预制的所述综合管廊节段通过一处预应力锚固段锚固在一起。

所述顶板1、底板2、外竖板3、中竖板4、立柱7、纵梁5和横梁6材质均为超高性能混凝土。超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete，是已有技术。

预制拼装综合管廊由各个节段拼装而成，由顶板1、底板2、外竖板3、中竖板4、立柱7、纵梁5和横梁6组成，相邻节段由承插口张拉预应力连接。当节段竖向高度较大时，竖向分节段设置竖向承插口连接。

为保证纵向受力及整体性，在顶板1、底板2和竖板之间设置纵梁5，同板一体浇筑而成。

外竖板3及中竖板4每隔一定间距设置立柱7，保证竖板的稳定性，抵抗截面的畸变，同竖板一体浇筑而成，采用实心矩形截面。立柱7上根据不同管线需要，设有支架12。

顶板1、底板2每隔一定间距设置横梁6，不仅减小了弯曲受力，还保证了顶、底板2稳定性。

综合管廊节段的端部设置连接承插口，分别设置在节段的连接处，即顶底板2及竖板的两端分别设置承口和插口，以保证拼装精度。承口内迎水侧设置有橡胶条，将相邻节段插口插入本节段承口内，通过纵向预应力装置张拉锁紧。该纵向预应力装置包括预应力筋预留孔及预应力筋组成。为满足承口受力要求，在承口高性能混凝土中设置少量钢筋，可大大提高承口性能。

预应力筋可采用钢筋或钢绞线两种材料。预留孔设置在节段的墙板连接处附近，可根据节段重量每2～5节段设置一处锚固段，通过孔内穿入预应力筋进行预应力张拉锁紧。预留孔也可以作为结构吊装孔使用。

预制拼装综合管廊的施工方法包括以下步骤：

1在预制构件厂或者施工现场预制各个节段，并同时在每个节段的两端预制承插口连接件及预应力预留孔，并在承口内设置防水橡胶条；

2完成基坑支护及运输通道；

3地基处理、铺设垫层；

4吊装管廊节段就位可借助预应力预留孔吊装，安装预应力筋，张拉预应力；

5管廊防水实验：选取部分节段，进行防水试验；

6按要求基坑回填。

当综合管廊竖向高度较大需要竖向分节段拼装时，在竖板及立柱7受力较小处设置承插口。

由于采用骨料超细的超高性能混凝土预制，混凝土自防水能力很强，节段自身不设置外包防水。节段之间采用耐久性好的橡胶条预埋至节段端头承口内的迎水侧，通过节段之间的锁紧挤密，满足防水要求。

一方面，采用承插口的连接方式，并通过张拉临时预应力将相邻节段挤紧，保证了节段间的拼装精准度，提高了接口的密闭性，解决了节段间在地基不均匀时沉降差异的问题；另一方面，在承口内设置止水橡胶条并挤紧，大大提高了管廊的防水性能。

采用竖向分段预制、现场拼装的方式。竖向节段间设置承插口并设置橡胶条挤紧，保证了节段间的拼装精准度，明显提高了防水性能。

与纵向拼装不同的是，在自重、水土等荷载的作用下竖板的受力大，通过承插口达到下板对上板的有效嵌固，同时通过张拉预应力，提高竖向接头的承载能力，竖向预应力在管廊内侧横肋间布置，不占用管廊空间，且检修维护方便，耐久性易保证。

管廊达到挤紧目的后，纵向预应力即可卸载，释放张拉力，取出预应力筋，为后续节段拼装再利用。这种方法不但大大减少了预应力钢筋的用量，还省去了繁琐的预应力锚固构造，方便了施工。

在使用过程中接口处如果出现了渗漏问题，可采用注浆孔注浆的方式解决。

管廊高度大于4米时，其运输宽度及高度运输车辆底板+管廊高度无法满足道路空间限界普通道路宽度限界3.5米，高度限界4.5米的要求，管廊无法从工厂运输至工地。

实施例1：

某管廊工程，管廊长度约1km，其中一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊长度约为500m。管廊全宽9.5米，全高3.5米，为单箱三室结构，舱室分别为电力舱+水信舱+电力舱。

管廊采用超高性能混凝土预制拼装而成，单个节段长4米，宽9.5米。顶板1、底板2、外竖板3、中竖板4的厚度均采用0.06米；在顶板1、底板2和竖板之间设置纵梁5，同板一体浇筑而成，高度0.35米，厚度0.40米；顶、底板2每隔0.75米设置一道横梁6，横梁6高度0.19米，厚度0.15米；竖板每隔0.75米设置一道立柱7，立柱7为矩形断面，高度0.19米，厚度0.15米；纵向节段的端部设置连接承插口，承口内迎水侧设置有0.03米厚进口防水橡胶条，节段上预留预应力孔。

施工方面，基坑平均深7.5米，采用土钉墙支护型式；基坑完成后铺设C15 素混凝土垫层，并将工厂预制的管廊节段运输至现场；将每2个节段采用吊车吊装并拼装就位后，安装预应力螺纹钢筋，张拉预应力，锁紧管廊；最后按要求回填基坑，完成剩余土建工程。

通过比较，当综合管廊长度超过约1km，本实用新型管廊造价低于普通管廊，且管廊长度越长，本实用新型的经济优势越大。

Claims (10)

1.一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，包括综合管廊节段，水平向承插结构，其特征在于：所述综合管廊节段在水平方向沿管廊纵向首尾依次相接；相邻两个所述综合管廊节段通过水平向承插结构(8)拼装连接；

所述水平向承插结构(8)包括设置在所述综合管廊节段前端管口的承口(81)、后端管口的插口(82)，所述承口(81)沿所述综合管廊节段前端管口设置为与管口对应的环形凹槽，所述插口(82)沿所述综合管廊节段后端管口设置为与管口对应的环形凸台；所述插口(82)插入所述承口(81)内连接将相邻两个所述综合管廊节段拼装连接。

2.如权利要求1所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊节段包括横梁(6)、立柱(7)、纵梁(5)；所述承口(81)的环形凹槽设置在所述综合管廊节段前端管口处的、由所述横梁(6)、立柱(7)及纵梁(5)围成的矩形框的外端面上沿一周分布；

所述插口(82)的环形凸台设置在所述综合管廊节段后端管口处的、由所述横梁(6)、立柱(7)及纵梁(5)围成的矩形框外端面上沿一周分布。

3.如权利要求2所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊节段内横向分隔为多个通道，对应的所述综合管廊节段前端管口为多个相连的矩形管口，对应的所述承口(81)的环形凹槽为相互连通的多个矩形环形凹槽，所述承口(81)的环形凹槽分布在所述综合管廊节段前端管口处的所述横梁(6)、立柱(7)、纵梁(5)上；

对应的所述综合管廊节段后端管口为多个相连的矩形管口，对应的所述插口(82)的环形凸台为相互连接的多个矩形环形凸台，所述插口(82)的环形凸台分布在所述综合管廊节段后端管口处的所述横梁(6)、立柱(7)、纵梁(5)上。

4.如权利要求1所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊节段由上管廊体(19)、下管廊体(20)通过竖向承插结构(9)在竖直方向上下相对接拼装连接；所述综合管廊节段包括侧板(3)、中竖板(4)，所述竖向承插结构(9)包括设置在所述上管廊体(19)下端的榫接头(191)、下管廊体(20)上端的凹槽(201)，所述榫接头(191)包括多个与所述下管廊体(20)相对接的侧板(3)、中竖板(4)及相对接的立柱(7)上的榫接头(191)组合而成；所述凹槽(201)包括横向凹槽(2012)、纵向凹槽(2011)，所述横向凹槽(2012)在所述下管廊体(20)的各所述立柱(7)上端面横向分布，所述纵向凹槽(2011)在所述下管廊体(20)的各所述侧板(3)、中竖板(4)上端面纵向分布，各所述纵向凹槽(2011)分别与对应的所述横向凹槽(2012)相互连通，各所述榫接头(191)分别插入对应的各所述凹槽(201)将所述上管廊体(19)与所述下管廊体(20)榫卯连接。

5.如权利要求4所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊节段为矩形断面的管状壳体超高性能混凝土浇注结构，并通过中竖板(4)分隔为多个通道，所述综合管廊节段内部侧板(3)及中竖板(4)侧面均布多个竖置的立柱(7)，顶板(1)与底板(2)内侧面对称均布设置多个水平的横梁(6)，所述综合管廊节段内四条棱边拐角设置纵向的纵梁(5)，各所述立柱(7)上下端分别与所述纵梁(5)及所述横梁(6)两端连接构成多个平行矩形框；所述综合管廊节段前、后端管口处由所述横梁(6)、立柱(7)及纵梁(5)围成；所述上管廊体(19)、下管廊体(20)承插端设置纵向的纵梁(5)。

6.如权利要求5所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊内四周均布多条纵向的预应力筋一(11)，各所述预应力筋一(11)依次穿入各所述综合管廊节段的各所述横梁(6)或所述立柱(7)设置的预留孔一(10)内分段锚固，相邻两个所述综合管廊节段的所述承口(81)、插口(82)通过所述预应力筋一(11)张拉锁紧；

所述上管廊体(19)与所述下管廊体(20)内侧壁设置多条竖置的预应力筋二(111)，所述预应力筋二(111)的上下端分别穿过所述上管廊体(19)、下管廊体(20)的所述纵梁(5)上设置的预留孔二(101)后锚固，所述上管廊体(19)与所述下管廊体(20)通过所述预应力筋二(111)张拉锁紧。

7.如权利要求4所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊内的所述立柱(7)侧面垂直设置多个支架(12)。

8.如权利要求1所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述综合管廊节段长度为1.0～5.0米。

9.如权利要求4所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，所述插口(82)与所述承口(81)的拼装缝、所述榫接头(191)与所述凹槽(201)的拼装缝分别与所述综合管廊节段内部通过注浆孔连通，并在所述注浆孔内预留注浆管(15)；

所述插口(82)与所述承口(81)的拼装缝、所述榫接头(191)与所述凹槽(201)的拼装缝内设置防水胶条(16)。

10.如权利要求6所述的一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊，其特征在于，每2～5个预制的所述综合管廊节段通过一处预应力锚固段锚固在一起。

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