本發(fā)明涉及一種可拆卸梁板式支撐-承載uhpc鋪蓋結(jié)構(gòu)體系與安裝方法，屬于地鐵基坑施工。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化步伐的日益加快，有效利用地下空間已成為緩解城市交通擁堵、提升交通系統(tǒng)整體效能的關(guān)鍵策略。在這一背景下，地下工程建設(shè)的質(zhì)量與效率尤為關(guān)鍵，其中首當(dāng)其沖的是首道支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實施。該結(jié)構(gòu)不僅是確保工程穩(wěn)定性與安全性的基石，還直接關(guān)聯(lián)到施工的經(jīng)濟(jì)性與時效性。傳統(tǒng)上，首道支撐主要采用現(xiàn)澆混凝土工藝，這種結(jié)構(gòu)雖然能夠承受軸向的拉力與壓力，但卻無法有效應(yīng)對豎直方向的荷載，限制了其上部預(yù)制橋面板鋪設(shè)的可能性。此外，現(xiàn)澆方式不僅需要較長時間的養(yǎng)護(hù)，延長了施工周期，而且不具備可拆卸特性，導(dǎo)致資源與成本的大量消耗。

2、在基坑開挖作業(yè)期間，對周邊環(huán)境的保護(hù)與交通管理提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。長期的施工現(xiàn)場圍擋與漫長的施工周期，對周圍交通流動產(chǎn)生顯著干擾，尤其在多處地鐵基坑同時施工的情況下，這種影響會放大至整個城市層面，嚴(yán)重制約了城市交通的順暢運行。現(xiàn)有基坑鋪蓋多采用現(xiàn)澆工藝，同樣面臨養(yǎng)護(hù)周期長的問題，加之僅限于施工區(qū)域內(nèi)施工人員使用，無法滿足公眾日常的通行需求。

3、因此，需要研發(fā)一種創(chuàng)新的地鐵基坑鋪蓋結(jié)構(gòu)體系及其快速施工安裝技術(shù)，該體系需具備“支撐-承載”一體化功能，既能作為穩(wěn)固的首道支撐承受復(fù)雜的應(yīng)力作用，又能在其上方直接鋪設(shè)預(yù)制橋面板以承載車輛與行人的荷載，確保地面交通的正常運行。在此基礎(chǔ)上，引入超高性能混凝土（uhpc）材料，旨在通過其高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性來突破現(xiàn)有技術(shù)局限，實現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)功能與交通承載能力的完美融合，同時大幅縮短施工時間，減少對城市交通的干擾。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種可拆卸梁板式支撐-承載uhpc鋪蓋結(jié)構(gòu)體系與安裝方法，通過梁-冠梁、梁-板、板-板連接，完成一種可以拆卸、開合，且可以實現(xiàn)循環(huán)利用的基坑鋪蓋結(jié)構(gòu)體系，盡量減小基坑施工對公眾日常交通的影響，解決了現(xiàn)有鋪蓋結(jié)構(gòu)體系存在的弊端。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

3、一種可拆卸梁板式支撐-承載uhpc鋪蓋結(jié)構(gòu)體系，采用型鋼外包uhpc預(yù)制梁、預(yù)制橋面板和冠梁的構(gòu)造體系，其特征在于：

4、所述型鋼外包uhpc預(yù)制梁的主體為內(nèi)部型鋼、外部uhpc外殼的復(fù)合結(jié)構(gòu)梁，并在該型鋼外包uhpc預(yù)制梁的兩端設(shè)置有梁端鋼板，以及在型鋼外包uhpc預(yù)制梁上具有向上延伸的插接件；

5、所述預(yù)制橋面板包括預(yù)制橋面板主體、承插件，其中，承插件作為預(yù)埋件預(yù)埋于預(yù)制橋面板中，相鄰的兩個預(yù)制橋面板之間通過拼接縫連接段緊固連接；

6、所述型鋼外包uhpc預(yù)制梁與冠梁之間為濕連接結(jié)構(gòu)，并在該濕連接結(jié)構(gòu)對應(yīng)的冠梁上設(shè)置有牛腿，該型鋼外包uhpc預(yù)制梁兩端與牛腿之間設(shè)置橡膠支座進(jìn)行過渡支撐，該濕連接結(jié)構(gòu)包括梁端鋼板、對拉螺桿、冠梁預(yù)埋鋼板、錨固鋼筋以及澆筑混凝土，其中，所述錨固鋼筋焊接在冠梁預(yù)埋鋼板背部并預(yù)埋在冠梁中，所述梁端鋼板與預(yù)制梁中的型鋼焊接連接；所述對拉螺桿一端通過與梁端鋼板機(jī)械連接，另一端與冠梁預(yù)埋鋼板焊接，澆筑混凝土填充在梁端鋼板和冠梁預(yù)埋鋼板之間的空間內(nèi)；

7、所述插接件和承插件通過子母槽形式相扣的進(jìn)行嵌入連接。

8、所述牛腿上設(shè)置有一對耳墻，該耳墻對所述型鋼外包uhpc預(yù)制梁端部及濕連接結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行約束。

9、所述插接件上部焊接的高強(qiáng)螺栓，?所述承插件頂部預(yù)留出螺栓孔洞，外部焊接兩層錨固鋼筋，高強(qiáng)螺栓穿過螺栓孔洞并通過螺母緊固。

10、所述插接件與承插件均為圓柱形鋼組件，二者均為鋼殼結(jié)構(gòu)。

11、所述承插件內(nèi)徑尺寸略大于插接件的外徑1?mm至2mm，螺栓孔洞直徑略大于高強(qiáng)螺栓直徑1mm，高強(qiáng)螺栓與螺栓孔洞嵌合。

12、所述拼接縫連接段邊緣設(shè)置成鋸齒狀邊緣，兩塊預(yù)制橋面板通過鋸齒狀連接段相互機(jī)械咬合。

13、相鄰的兩根型鋼外包uhpc預(yù)制梁之間通過橫撐后者剪刀撐機(jī)械連接。

14、所述型鋼外包uhpc預(yù)制梁的內(nèi)部型鋼的腹板處焊接栓釘形成剪力鍵，以及在腹板處設(shè)置錨固孔洞，所述錨固孔洞避開型鋼的兩端及彎矩最大處。

15、一種可拆卸梁板式支撐-承載uhpc鋪蓋結(jié)構(gòu)的安裝方法，包括以下步驟：

16、s1：型鋼外包uhpc預(yù)制梁的成型：加工工字型鋼，型鋼腹板上焊接形成剪力鍵，在避開受剪處及彎矩最大處位置通過激光切割形成錨固孔洞，型鋼兩端端面焊接梁端鋼板，然后將對拉螺桿通過適配的螺母和梁端鋼板機(jī)械連接；

17、加工插接件，在插接件外部焊接錨固鋼筋，完成后將插接件按照圖紙設(shè)置位置焊接到型鋼上翼板上；

18、加工橫撐；

19、根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行定制型鋼外包uhpc預(yù)制梁澆筑模具，將已經(jīng)加工完成的型鋼放置于模具中預(yù)定位置，使用定位夾具固定，澆筑uhpc，經(jīng)過高溫蒸養(yǎng)24小時后，拆除模具，后續(xù)靜置養(yǎng)護(hù)得到型鋼外包uhpc預(yù)制梁；

20、s2:?預(yù)制橋面板的成型：根據(jù)設(shè)計圖紙，加工模板并進(jìn)行預(yù)制橋面板的澆筑成型，預(yù)制橋面板的端部具有企口并預(yù)埋高強(qiáng)螺栓，進(jìn)行拼接縫連接段的預(yù)制或者機(jī)制成型，在該拼接縫連接段上預(yù)埋有螺栓套筒，養(yǎng)護(hù)獲得預(yù)制橋面板和拼接縫連接段，待用；

21、s3：地連墻、冠梁與牛腿的成型：根據(jù)設(shè)計圖紙，挖開冠梁及牛腿設(shè)置點土層，并架設(shè)混凝土模板，隨后安裝鋼筋籠，并預(yù)埋安裝冠梁預(yù)埋鋼板、錨固鋼筋，同時澆筑地連墻、冠梁與牛腿，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)，拆除模板，并在牛腿上方設(shè)置橡膠支座，設(shè)置耳墻；

22、s4：運輸與吊裝：用吊裝設(shè)備將型鋼外包uhpc預(yù)制梁、預(yù)制橋面板吊至基坑待支撐區(qū)域，吊裝時，調(diào)整型鋼外包uhpc預(yù)制梁角度和狀態(tài)，使得梁底部位于橋梁支座的正上方，隨后緩慢落下，將型鋼外包uhpc預(yù)制梁梁端置于耳墻中間；吊裝到位后，測量型鋼外包uhpc預(yù)制梁與兩側(cè)的地連墻之間的垂直度，在地連墻上選擇一個固定點作為測量基準(zhǔn)點并安裝全站儀，全站儀對準(zhǔn)基準(zhǔn)點，進(jìn)行初始設(shè)置，使用全站儀的激光測距和測角功能，分別測量型鋼外包uhpc預(yù)制梁與地連墻兩側(cè)的多個點，直接讀取并記錄垂直度數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量結(jié)果，調(diào)整型鋼外包uhpc預(yù)制梁與地連墻之間的垂直度，最后將對拉螺栓與冠梁預(yù)埋鋼板焊接臨時固定；

23、s5：冠梁與濕連接的成型：澆筑前全面檢查支撐系統(tǒng)的穩(wěn)固性，確認(rèn)所有連接部位穩(wěn)定可靠，保證型鋼外包uhpc預(yù)制梁兩端的對拉螺桿與焊接鋼板、冠梁預(yù)埋鋼板有效連接，以及型鋼外包uhpc預(yù)制梁與橡膠支座螺栓穩(wěn)定性；

24、根據(jù)設(shè)計圖紙，進(jìn)行冠梁和濕連接位置的澆筑模板的架設(shè)，上部模板放置到冠梁預(yù)埋鋼板上部，同時底部模板設(shè)置在牛腿上方，隨后安裝冠梁內(nèi)部的鋼筋籠，同時進(jìn)行冠梁與濕連接的普通混凝土澆筑，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)，拆除模板；

25、s6：橫撐、梁-板、板-板連接：濕連接施工完成后，用龍門架吊取橫撐并移至預(yù)制梁，通過精細(xì)調(diào)節(jié)后，使用高強(qiáng)螺栓固定；橫撐連接完成后，用龍門架吊取預(yù)制橋面板并移至型鋼外包uhpc預(yù)制梁上方，調(diào)整預(yù)制橋面板角度和狀態(tài)，使得承插件位于預(yù)制梁中插接件的正上方，與隨后緩慢落下，將插接件與承插件嵌合并使用螺母固定，然后使用拼接縫連接段將兩個預(yù)制橋面板連接并使用螺母固定。

26、在步驟s6之后還包括拆除步驟s7：拆卸預(yù)制橋面板：按照從外圍向中心的順序逐步拆卸螺栓，拆除連接相鄰uhpc預(yù)制橋面板的螺栓；預(yù)制橋面板之間連接的高強(qiáng)螺栓拆卸完畢后，使用相同方法進(jìn)行插接件上高強(qiáng)螺栓的拆卸，在確保連接螺栓全部松動后，用龍門架吊起預(yù)制橋面板，將預(yù)制橋面板從插接件中緩慢拔出，緩慢吊離原位，避開障礙物，平穩(wěn)轉(zhuǎn)移到指定存放或回收區(qū)域；

27、s8:拆除預(yù)制梁：使用振動鑿鑿開濕連接，對于梁端鋼板外部殘留混凝土，通過切割機(jī)切除，保證梁端鋼板的完整性，隨后擰開螺母拆除對拉螺桿以及橡膠支座的螺栓，使得整個型鋼外包uhpc預(yù)制梁分離并緩慢吊離，避開障礙物，平穩(wěn)轉(zhuǎn)移到指定存放或回收區(qū)域。

28、本發(fā)明的有益效果是：

29、（1）本發(fā)明梁-冠梁濕連接形式實現(xiàn)了首道預(yù)制梁的可拆卸性連接，插接件實現(xiàn)了梁板的可拆卸性連接，使得結(jié)構(gòu)在施工完成后可以方便地進(jìn)行拆卸和再安裝，實現(xiàn)循環(huán)利用，極大地提高維護(hù)的便利性并降低了長期運維成本，在實際應(yīng)用中更加易于推廣和應(yīng)用。

30、（2）本發(fā)明通過將型鋼與uhpc材料結(jié)合形成的復(fù)合工字預(yù)制梁結(jié)構(gòu)顯著提高了抗壓、抗拉和抗彎性能，從而增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，為整體工程結(jié)構(gòu)提供了卓越的承載力與穩(wěn)定性保障，使之能從容應(yīng)對更重的荷載與更為復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境，展現(xiàn)了對極端條件下的出色適應(yīng)性。

31、（3）本發(fā)明所采用的濕連接技術(shù)，確保了在承受上方巨大荷載的同時，連接結(jié)構(gòu)維持不變形，精準(zhǔn)固定梁-板連接點，保證了首道支撐的結(jié)構(gòu)完整性與安全穩(wěn)固性。此外，該連接方式對軸向拉壓的出色抵抗力，進(jìn)一步加固了支撐系統(tǒng)的安全防線。

32、（4）本發(fā)明通過在預(yù)制梁上通過裝配式施工的方式高效鋪設(shè)預(yù)制橋面板，反過來預(yù)制橋面板又可以與預(yù)制梁、冠梁形成立體體系，即在有限的基坑施工空間內(nèi)構(gòu)建了一個既穩(wěn)固又高效的封閉交通體系，有效縮減了施工對周邊路面的占用面積，維持了必要的通行流暢度。這一策略極大程度上緩解施工期間的城市交通壓力以及對居民日常通勤的影響。

33、（5）本發(fā)明通過全預(yù)制裝配式構(gòu)件極大簡化施工流程，提高施工效率，同時確保施工質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)，完美適配現(xiàn)代地下工程項目對于快速建造與安全標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)苛要求，引領(lǐng)了建筑技術(shù)創(chuàng)新的潮流。