鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼?混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，包括由頂板、底板和兩側(cè)板拼裝形成箱型管節(jié)，該箱型管節(jié)沿軸向拼裝形成箱型管廊；其中，所述箱型管節(jié)的軸向棱邊處設(shè)有混凝土縱柱，所述頂板或底板的兩端設(shè)有混凝土橫柱、所述側(cè)板的兩端設(shè)有混凝土立柱，該混凝土橫柱和混凝土立柱首尾相接形成框型骨架。該鋼?混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊中縱柱和框型骨架承擔(dān)主要載荷，提高管廊承載能力；其中橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了管廊的抗剪能力，其中側(cè)板或板片既作為管廊的墻板，又作為管廊抗剪橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)的腹板，得到了巧妙利用；在此雙重增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，管廊的承載能力大大提高，相同填土高度下，則該結(jié)構(gòu)墻板更薄，節(jié)省材料。
【專利說明】
鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明公開了一種箱型管廊，尤其設(shè)及一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊 及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
【申請(qǐng)人】一直致力于鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混凝±組合式結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用。已申請(qǐng)專利號(hào) 為201510960789.X《鋼質(zhì)城市地下箱型管廊》其材質(zhì)為單純鋼質(zhì)材質(zhì)制成，其承載能力有 限，不能應(yīng)用于大口徑截面和高填方；已申請(qǐng)專利號(hào)為2015106007884《預(yù)制拼裝鋼混復(fù)合 式鋼管及其制作方法》、專利號(hào)為201510598743.8《預(yù)制拼裝鋼-混凝±組合式管道及其制 作方法》、專利號(hào)為201510600759.8《帶螺旋加強(qiáng)環(huán)的鋼-混凝±組合結(jié)構(gòu)管道及其制作方 法》及專利號(hào)為201610237478.5《框架式組合結(jié)構(gòu)綜合管廊》的發(fā)明專利，上述專利中管道 截面都為圓形截面形式，當(dāng)W此種管道截面形式應(yīng)用于城市地下箱型管廊時(shí)，存在如下缺 點(diǎn)①、管廊內(nèi)部底部是弧形的，不是平的，不便于維修人員及維修設(shè)備的通行，需要在管廊 內(nèi)部底部修筑專用平臺(tái)。②、管廊兩側(cè)墻面也是弧形的，不利于管架及管線排布設(shè)置。③、對(duì) 于整體式圓形截面管道，存在運(yùn)輸困難，管徑大于3.5米及超限。④、對(duì)于分片式圓弧截面也 存在運(yùn)輸不利，由于其板片是弧形結(jié)構(gòu)，在疊層運(yùn)輸時(shí)，疊層越高板片運(yùn)輸過程中板片受力 疊加越多，容易造成板片不可估計(jì)的弧度變形，嚴(yán)重時(shí)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)無(wú)法對(duì)接拼裝，需返工。 ⑤、圓弧板片相對(duì)平直板片，其圓弧度、弧長(zhǎng)等加工控制難度大，加工成本高。⑥、矩形管道 截面可W通過簡(jiǎn)單的改變長(zhǎng)寬比，W適應(yīng)不同的層高要求。⑦、相對(duì)圓形截面管道，矩形截 面管道施工難度小。⑧、弧形單元板片的柔性比平直單元板片大。⑨、上述發(fā)明專利均應(yīng)用 了管±共同受力效應(yīng)，此原理需要管道與周圍±體協(xié)同變形來實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于城市地下箱型 管廊，管道的變形過大時(shí)，可能會(huì)造成管廊內(nèi)部管架及管線的變形或破壞。⑩、根據(jù)住建部 標(biāo)準(zhǔn)《城市箱型管廊工程技術(shù)規(guī)范》2015年標(biāo)準(zhǔn)要求，圓形管廊相對(duì)箱形管廊而言其空間利 用率低，圓形管廊只利用到圓形管廊內(nèi)接矩形的凈空空間。也就是運(yùn)個(gè)原因，圓形管廊的高 度就要比箱形管廊高，需要埋地更深，增加了基礎(chǔ)的開挖深度和工程量。逗)、框架式組合結(jié) 構(gòu)綜合管廊由于是采用純鋼結(jié)構(gòu)制作后在灌注混凝±，在一些使用要求不高的地區(qū)價(jià)格優(yōu) 勢(shì)比較弱。
[0003] 因此，亟待解決上述技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種具有較強(qiáng)承載能力、較強(qiáng)抗剪能力且兼 具抗震性能好、抗沉降性能好的鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊。
[0005] 本發(fā)明的第二目的是提供一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法。
[0006] 技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，包括由頂板、 底板和兩側(cè)板拼裝形成箱型管節(jié)，該箱型管節(jié)沿軸向拼裝形成箱型管廊;其中，所述箱型管 節(jié)的軸向棱邊處設(shè)有混凝上縱柱，所述頂板或底板的兩端設(shè)有混凝上橫柱、所述側(cè)板的兩 端設(shè)有混凝±立柱，該混凝±橫柱和混凝±立柱首尾相接形成框型骨架。
[0007]其中，所述混凝±縱柱與混凝±橫柱或混凝±立柱之間禪接。
[000引優(yōu)選的，所述混凝±橫柱的側(cè)壁上開設(shè)用于容納頂板或底板端部的第一凹槽，且 該第一凹槽與頂板和/或底板的橫截面形狀相吻合。
[0009] 進(jìn)一步，所述混凝±立柱的側(cè)壁上開設(shè)用于容納側(cè)板端部的第二凹槽，且該第二 凹槽與側(cè)板的橫截面形狀相吻合。
[0010] 再者，所述混凝±縱柱的側(cè)壁上開設(shè)用于容納頂板、底板或側(cè)板另一端部的第= 凹槽，且該第=凹槽與頂板、底板或側(cè)板的縱截面形狀相吻合。
[0011] 優(yōu)選的，所述頂板、底板或側(cè)板的四邊分別具有連接法蘭，該連接法蘭首尾連接形 成框式法蘭，所述混凝±縱柱和混凝±橫柱、或混凝±縱柱和混凝±立柱之間通過預(yù)埋件 與該框式法蘭相連接。
[0012] 進(jìn)一步，所述底板和兩側(cè)板拼裝成敞口式箱型管節(jié)，其中，所述側(cè)板軸向端部設(shè)有 混凝±縱柱，并在混凝±縱柱上鋪設(shè)預(yù)埋件，所述頂板的軸向端部向外延伸設(shè)有連接板，該 連接板與混凝±縱柱通過預(yù)埋件拼裝連接。
[0013] 本發(fā)明所述的另一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，包括由混凝±誘筑而 成的一體式箱型框架，該箱型框架由混凝±縱柱混凝±橫柱W及混凝±立柱構(gòu)成，在混凝 ±縱柱、混凝±橫柱和混凝±立柱圍成的空間內(nèi)設(shè)有板片，該板片和箱型框架拼裝形成箱 型管節(jié)，該箱型管節(jié)沿軸向拼裝形成箱型管廊；其中，混凝±縱柱構(gòu)成箱型管廊的縱梁，混 凝±橫柱和混凝±立柱形成框型骨架。
[0014] 其中，沿所述箱型管節(jié)軸向，在板片的兩側(cè)邊間隔設(shè)置垂直于板片表面的鋼筋。
[0015] 優(yōu)選的，所述板片為外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板，所述板片由金屬板構(gòu)成，該 金屬板自身彎折形成凸起;或金屬板彎折形成凸起形狀，用板材或管材與該凸起組合形成 空屯、腔體結(jié)構(gòu);或由金屬板和金屬管拼接而成;或者由C型鋼、槽鋼、工字鋼、弧形鋼、角鋼或 波紋板與金屬板扣合形成帶有空屯、腔體結(jié)構(gòu)的板片。
[0016] 本發(fā)明所述鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法，包括如下步驟：
[0017] A、預(yù)備用于制作板片的板材和/或管材；
[0018] B、預(yù)備可拼成箱型形狀的內(nèi)、外模板；
[0019] C、按設(shè)計(jì)數(shù)量及間距沿箱型管節(jié)的軸向、在板片的兩側(cè)邊間隔設(shè)置垂直于板片表 面的鋼筋；
[0020] D、將設(shè)有鋼筋的板片布設(shè)于內(nèi)、外模板之間，往內(nèi)、外模板內(nèi)填充混凝±;
[0021] E、待混凝±凝固后，拆卸內(nèi)、外模板，形成由混凝±誘筑而成的一體式箱型框架， 該一體式箱型框架與板片拼裝得到鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊。
[0022] 優(yōu)選的，所述混凝±縱柱由上混凝±分柱和下混凝±分柱相互卡合而成，其中，上 下混凝±分柱的縱截面形狀與頂部或底板的波形截面形狀相一致，同時(shí)在上下混凝±分柱 之間設(shè)置預(yù)埋件。
[0023] 發(fā)明原理:首先本發(fā)明在拼裝形成箱型管廊中，位于箱型管節(jié)軸向棱邊處的混凝 ±縱柱和形成框型骨架的混凝±橫柱和混凝±立柱承擔(dān)主要載荷，可W防止側(cè)向失穩(wěn)，增 加整體強(qiáng)度，且混凝上縱柱、混凝上橫柱和混凝上立柱均為混凝上誘筑而成。
[0024] 其次本發(fā)明中位于箱型管節(jié)軸向棱邊處的混凝±縱柱及側(cè)板或位于箱型管節(jié)側(cè) 面的板片形成橋梁波紋鋼腹板結(jié)構(gòu)，采用了橋梁波紋鋼腹板結(jié)構(gòu)的抗剪原理，橋梁鋼腹板 結(jié)構(gòu)抗剪原理主要是用橋梁波紋鋼腹板代替混凝±腹板。橋梁波紋鋼腹板抗剪承載力與波 幅和波長(zhǎng)有關(guān)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明：隨著波長(zhǎng)的增加臨界荷載減小;但是隨著波幅的增加臨界荷 載卻增大。同時(shí)當(dāng)波幅趨于零且波長(zhǎng)趨于無(wú)窮大時(shí)，波紋腹板就成為了普通平板，顯然相同 條件下前者的臨界荷載高于后者，說明波紋腹板在抗剪方面具有一定的優(yōu)越性。目前，國(guó)內(nèi) 波形鋼腹板橋梁?jiǎn)慰缱畲箝L(zhǎng)度已達(dá)到160米，具有W下受力特點(diǎn)：
[0025] 1、應(yīng)力分布均勻，在波紋鋼腹板箱梁橋中，混凝±板抗彎，波紋鋼腹板抗剪;幾乎 所有的彎矩都由上、下混凝±板承受，而剪力基本上由波紋鋼腹板承擔(dān)，而且腹板內(nèi)的應(yīng)力 分布近似為均布圖形，利于材料充分發(fā)揮作用，如圖1所示；
[0026] 2、增大了截面回轉(zhuǎn)半徑，提高了結(jié)構(gòu)效率;波紋鋼腹板箱梁橋中的混凝±均集中 在上下板處，回轉(zhuǎn)半徑幾乎增加到最大值，大大提高了截面的結(jié)構(gòu)效率；
[0027] 3、避免了腹板開裂問題，耐久性能好;傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝±箱梁橋受外力荷載W 及混凝±收縮、徐變的影響，常常在腹板出現(xiàn)裂縫，造成了混凝±截面削弱、鋼筋誘蝕等問 題，而波紋鋼腹板箱梁橋則不會(huì)出現(xiàn)上述問題，耐久性能較好；
[0028] 4、抗扭和抗崎變剛度小，與普通的混凝±箱梁相比，波紋鋼腹板箱梁斷面的抗扭 剛度和抗崎變剛度有所降低，但是，可W通過適當(dāng)設(shè)置橫隔板來提高波紋鋼腹板箱梁的抗 扭和抗崎變剛度。
[0029] 再者帶凸起的板材采用了大慣性矩原理，大慣性矩原理是通過將平直板成型為截 面帶有凸起結(jié)構(gòu)的板片，使得其截面慣性矩大大提高，抗彎、抗扭及抗變形的能力顯著提 升，繼而使板片承載能力相比平直板大大提高，其性能提升程度取決于凸起的形狀及尺寸。
[0030] 最后該鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊施工時(shí)，將其作為地下管廊時(shí)，采用管 ±共同受力原理和連續(xù)拱橋原理，管±共同受力原理是借助管道周圍±石與管道構(gòu)件協(xié)同 受力，將施加在管道上的載荷轉(zhuǎn)化為管道壁的環(huán)向內(nèi)壓力，類似于石拱橋，形成管±共同受 力效應(yīng)，W提高管道的承載力，有利于減薄墻板的厚度，降低造價(jià)。
[0031] 連續(xù)拱橋原理:對(duì)于頂板或/和側(cè)板是弧形片的結(jié)構(gòu)，在兩拱架間布設(shè)連接部件， 形成對(duì)稱式受力結(jié)構(gòu)，提高了兩拱架整體剛度即抗變形能力，承壓部件上載荷產(chǎn)生的彎矩 應(yīng)力由飛燕式拱架兩拱架及其間的混凝±承受，繼而承壓部件不承受彎矩應(yīng)力只承受壓應(yīng) 力，且本結(jié)構(gòu)兩側(cè)含有框架式混凝±結(jié)構(gòu)專用于提高承壓能力，繼而整體結(jié)構(gòu)的受力性能 得到極大的提高。
[0032] 有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下顯著優(yōu)點(diǎn)：
[0033] (1)該鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊中混凝±縱柱位于箱型管節(jié)的軸向棱 邊處，混凝±橫柱和混凝±縱柱首尾相接形成框型骨架，縱柱和框型骨架承擔(dān)主要載荷，提 高管廊承載能力;混凝上縱柱與側(cè)板或板片連接形成箱型管廊的橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了管 廊的抗剪能力，其中側(cè)板或板片既作為管廊的墻板，又作為管廊抗剪橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)的腹 板，得到了巧妙利用；在此雙重增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，管廊的承載能力大大提高，相同填±高 度下，則該結(jié)構(gòu)墻板更薄，節(jié)省材料；
[0034] (2)橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)使得管廊軸向長(zhǎng)度可W很長(zhǎng)，運(yùn)樣就可W加大混凝±橫柱或 混凝±立柱之間的間距，減少混凝±橫柱或混凝±立柱的數(shù)量，從而減低管廊的制作難度， 減少施工量，減少材料用量；由于應(yīng)用了波紋鋼腹板橋梁抗剪結(jié)構(gòu)，所W除了混凝±橫柱或 混凝±立柱下部基礎(chǔ)需要特殊處理外，混凝±橫柱或混凝±立柱之間的基礎(chǔ)無(wú)需特殊處 理，廊體甚至可W懸空，節(jié)省了工程費(fèi)用；
[0035] (3)混凝±縱柱、混凝±橫柱、混凝±立柱和一體式箱型框架可由現(xiàn)場(chǎng)誘筑而成， 亦可采用分體拼裝式，在誘筑一體式箱型框架時(shí)，可在板片上預(yù)設(shè)鋼筋，進(jìn)一步增強(qiáng)整體結(jié) 構(gòu)的強(qiáng)度；
[0036] (4)該箱型管廊的頂板、底板、側(cè)板或板材橫截面慣性矩高，承載能力提高，其壁厚 可W大大減薄，降低了材料的成本，且當(dāng)波紋板材的強(qiáng)度高時(shí)，鋼管之間的間距可W加大， 減少了材料的使用，也減少了混凝±用量和管廊重量，大大降低了制造成本，提高了施工進(jìn) 度；
[0037] (5)該箱型管廊的結(jié)構(gòu)與圓形截面管道相比提高了內(nèi)部?jī)艨盏睦寐屎屯ㄐ袃魧?與凈高，且與圓形截面管道相比在保證同等內(nèi)部?jī)艨湛臻g的情況下，管廊的高度顯著降低， 從而可W減少基礎(chǔ)開挖深度，減少±建工程量；
[0038] (6)該箱型管廊的底部平直面或小曲率弧面，不用鋪平就可W使用，且其內(nèi)部管線 布置更方便，可直接作為過人或過車通道，解決了圓形截面管道回填時(shí)最重要也是最困難 的底部模形夾角的回填施工及壓實(shí)度的問題；
[0039] (7)該箱型管廊為半柔性結(jié)構(gòu)，抗震性能好，抗沉降性能好，可吸收微量變形，而且 不易開裂;且相鄰板片與混凝±縱柱、混凝±橫柱或混凝±縱柱之間可采用禪接或鋼筋連 接，有利于提高密封性能且方便安裝，管節(jié)與管節(jié)拼接連接件均隱藏于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不必裸露 管廊的內(nèi)部，影響美觀；
[0040] (8)該箱型管廊為分片拼裝式結(jié)構(gòu)，且可制成雙倉(cāng)或多倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，施工速度快、施 工工期短，單節(jié)管廊可W長(zhǎng)達(dá)15~25米(只要運(yùn)輸條件許可，可W更長(zhǎng))管廊接縫少，易于密 封。
【附圖說明】
[0041 ]圖1為本發(fā)明橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)的抗剪原理示意圖；
[0042] 圖2(a)-2(b)為本發(fā)明第一類凸起的橫截面示意圖；
[0043] 圖3(a)-3(i)為本發(fā)明第二類凸起的橫截面示意圖；
[0044] 圖4(a)-4(b)為本發(fā)明第=類凸起的橫截面示意圖；
[0045] 圖5(a)-5(c)為本發(fā)明第四類凸起的橫截面示意圖；
[0046] 圖6為本發(fā)明中板材結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖7為本發(fā)明中板材端面示意圖；
[0048] 圖8為本發(fā)明中混凝±縱柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖9為本發(fā)明中混凝±橫柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖10為本發(fā)明中混凝±立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖11為本發(fā)明中分體式結(jié)構(gòu)的混凝±縱柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖12為本發(fā)明板片與混凝±橫柱拼裝成型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖13為本發(fā)明第一種箱型管節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖14為本發(fā)明中帶框式法蘭的板片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖15為本發(fā)明中帶鋼筋的混凝±縱柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖16為本發(fā)明中帶鋼筋的混凝±橫柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057] 圖17為本發(fā)明中帶鋼筋的混凝±立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖18為本發(fā)明板片與帶鋼筋混凝±橫柱拼裝成型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖19為本發(fā)明第二種箱型管節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060] 圖20為本發(fā)明第S種箱型管節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061] 圖21為本發(fā)明中帶鋼筋的板片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062] 圖22為本發(fā)明中一體式箱型框架的現(xiàn)場(chǎng)誘筑示意圖；
[0063] 圖23為本發(fā)明中一體式箱型框架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064] 圖24為本發(fā)明第四種箱型管節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0066] 如圖13所示，本發(fā)明所述的第一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，包括由頂 板101、底板102和兩側(cè)板103拼裝形成箱型管節(jié)104,該頂板101、底板102和兩側(cè)板103均為 平直狀，如圖6、圖7所示。其中，所述頂板101、底板102和兩側(cè)板103亦可為小曲率弧形片或 平直片，其中弧形片使得板片的抗扭剛度更高、抗豎向失穩(wěn)能力更強(qiáng)，同時(shí)可W在一定程度 上提高焊縫質(zhì)量，減少應(yīng)力集中。當(dāng)?shù)装?02為平直狀時(shí)，不用鋪平就可W使用，且其內(nèi)部管 線布置更方便，可直接作為過人或過車通道。
[0067] 如圖13所示，該箱型管節(jié)104為為矩形，同時(shí)，單節(jié)管廊可W長(zhǎng)達(dá)15~25米，只要運(yùn) 輸條件許可，長(zhǎng)度可W更長(zhǎng)，運(yùn)樣整個(gè)管廊接縫減少，密封性更好;將得到的箱型管節(jié)104沿 軸向拼裝形成箱型管廊，該箱型管節(jié)104亦可并列拼裝形成具有雙倉(cāng)室或多倉(cāng)室的管廊。 [006引其中，上述箱型管節(jié)104的軸向棱邊處設(shè)有混凝±縱柱105,頂板101或底板102的 兩端設(shè)有混凝上橫柱106、所述側(cè)板103的兩端設(shè)有混凝±立柱107,該混凝±橫柱106和混 凝±立柱107首尾相接形成框型骨架。上述混凝±縱柱105、混凝±橫柱106和混凝±立柱 107是由混凝±誘筑而成，如圖8、圖9和圖10所示?；炷揽v柱105亦可由上混凝±分柱和下 混凝±分柱相互卡合而成，其中，上下混凝±分柱的縱截面形狀與頂部或底板的波形截面 形狀相一致，同時(shí)在上下混凝±分柱之間設(shè)置預(yù)埋件，如圖11所示，上述混凝±縱柱105與 側(cè)板103組成箱型管廊的橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu)。該鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊中作為箱 型管廊縱梁的混凝±縱柱和由混凝±橫柱和混凝±立柱構(gòu)成的框型骨架承擔(dān)著管廊主要 載荷，提高管廊承載能力；同時(shí)混凝±縱柱105與側(cè)板103組成箱型管廊的橋梁鋼腹板結(jié)構(gòu) 增強(qiáng)了管廊的抗剪能力，其中側(cè)板既作為管廊的墻板，又作為廊體抗剪橋梁結(jié)構(gòu)的腹板，得 到了巧妙利用；在上述雙重增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，管廊的承載能力大大提高，相同填±高度 下，則該結(jié)構(gòu)墻板更薄，節(jié)省材料;同時(shí)波紋鋼腹板橋梁抗剪結(jié)構(gòu)使得管廊軸向長(zhǎng)度可W很 長(zhǎng)，運(yùn)樣就可W加大混凝±橫柱或混凝±立柱之間的間距，減少混凝±橫柱或混凝±立柱 的數(shù)量，從而減低管廊的制作難度，減少施工量，減少材料用量；由于應(yīng)用了波紋鋼腹板橋 梁抗剪結(jié)構(gòu)，所W除了混凝±橫柱或混凝±立柱下部基礎(chǔ)需要特殊處理外，混凝±橫柱或 混凝±立柱之間的基礎(chǔ)無(wú)需特殊處理，廊體甚至可W懸空，節(jié)省了工程費(fèi)用。
[0069] 上述混凝±縱柱105與混凝±橫柱106或混凝±立柱107之間禪接，例如可在混凝 ±縱柱105上設(shè)連接塊，同時(shí)在對(duì)應(yīng)連接的混凝±橫柱106和混凝±立柱107的兩端部開設(shè) 連接槽，連接塊與連接槽對(duì)應(yīng)禪接，該混凝±縱柱105的側(cè)壁上開設(shè)用于容納頂板、底板或 側(cè)板另一端部的第=凹槽110,且該第=凹槽110與頂板、底板或側(cè)板的縱截面形狀相吻合， 如圖8所示。上述混凝±橫柱106的側(cè)壁上開設(shè)用于容納頂板或底板端部的第一凹槽108,且 該第一凹槽108與頂板和/或底板的橫截面形狀相吻合，如圖9所示。混凝±立柱107的側(cè)壁 上開設(shè)用于容納側(cè)板端部的第二凹槽109,且該第二凹槽109與側(cè)板的橫截面形狀相吻合， 如圖10所示。且相鄰板片與混凝±縱柱、混凝±橫柱或混凝±縱柱之間可采用禪接連接，有 利于提高密封性能且方便安裝，拼接連接件均隱藏于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不必裸露管廊的內(nèi)部，影響 美觀。
[0070] 本發(fā)明為了增加箱型管節(jié)104的長(zhǎng)度，其中頂板101/底板102可為多塊，且相鄰頂 板101/底板102之間并排設(shè)有混凝±橫柱106;側(cè)板103亦可為多塊時(shí)，且相鄰側(cè)板103之間 并排設(shè)有混凝±立柱107,對(duì)應(yīng)的混凝±橫柱106和混凝±立柱107首尾相接形成框型骨架。 本發(fā)明中框型骨架承擔(dān)主要載荷，提高承載能力;該管廊為箱型結(jié)構(gòu)，管廊具有一定的豎向 承壓能力。
[0071] 上述頂板101、底板102或側(cè)板103為外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板，上述凸起115 可W單獨(dú)扣設(shè)在金屬板116上，如圖2(a)、2(b)所示。上述頂板101、底板102或側(cè)板103由金 屬板116構(gòu)成，其中凸起115可W由該金屬板116自身彎折形成，折彎的橫截面形狀可W是槽 型、弧形、半圓形、波浪線形、梯形等，該凸起116的橫截面周邊具有開口，如圖3(a)~3(g)所 示;其中頂板101、底板102或側(cè)板103由金屬板116構(gòu)成，形成凸起115可W是橫截面周邊閉 合的空屯、腔體結(jié)構(gòu)，空屯、腔體結(jié)構(gòu)可W由該金屬板116自身彎折形成，彎折的橫截面形狀可 W為矩形、圓形等，并將空屯、腔體結(jié)構(gòu)與金屬板116之間形成的縫隙焊接，如圖3化）、3(i)所 /J、- O
[0072] 也可W由金屬板116彎折形成凸起115形狀，用板材或管材與該凸起115組合形成 空屯、腔體結(jié)構(gòu)，如圖4(a)、4(b)所示，其中，彎折形成的腔體形狀可W為槽型、弧形、半圓形 等，所用板材可W為平直板、槽鋼、C型鋼、弧形板材等。其中所述凸起115的截面形式為單一 截面形式或多種截面形式組合而成。當(dāng)凸起115的截面形式為多種截面形式組合而成時(shí)，可 由半矩形截面和半圓形截面相間隔組合而成。
[0073] 本發(fā)明中的頂板101、底板102或側(cè)板103還可W由金屬板116和金屬管117拼接而 成，如圖5(a)-5(c)所示;或者由C型鋼、槽鋼、工字鋼、弧形鋼、角鋼或波紋板與金屬板11巧口 合形成帶有空屯、腔體結(jié)構(gòu)的頂板101、底板102或側(cè)板103。W上將平直的板材彎折形成帶有 弧形、波紋型、槽型等形狀的板材可W增加單元板片的豎向承載力，且頂板101、底板102或 側(cè)板103的波紋方向與管廊延伸方向相垂直。
[0074] 該鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的板材橫截面慣性矩高，承載能力提高，其 壁厚可W大大減薄，降低了材料的成本，且當(dāng)波紋板材的強(qiáng)度高時(shí)，鋼管之間的間距可W加 大，減少了材料的使用，也減少了混凝±用量和管廊重量，大大降低了制造成本，提高了施 工進(jìn)度。
[0075] 本發(fā)明第一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法:包括如下步驟：
[0076] A、預(yù)備用于制作頂板101、底板102或側(cè)板103的板材和/或管材；
[0077] B、將板材和/或管材制成外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板，并開設(shè)用于穿設(shè)預(yù)埋件 的預(yù)埋孔，如圖6和圖7所示;其中凸起具有橫截面周邊閉合的空屯、腔體時(shí)，往空屯、腔體內(nèi)填 充混凝±，帶混凝±凝固后形成鋼筋混凝±板片；
[0078] C、預(yù)制帶有第S凹槽110和連接塊的混凝±縱柱105,如圖8所示，預(yù)制帶有第一凹 槽108和連接槽的混凝±橫柱106,如圖9所示，預(yù)制帶有第二凹槽109與連接槽的混凝±立 柱107，如圖10所示；當(dāng)混凝±縱柱105是由上下混凝±分柱組合拼裝式而成時(shí)，需在上下混 凝±分柱之間設(shè)置預(yù)埋件，如圖11所示；
[0079] D、在同一水平面上，將混凝±橫柱或混凝±立柱平行且間隔排列，將波形板放置 在相鄰混凝±橫柱或混凝±立柱之間，并嵌入對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)，并采用栓接將波紋板與混凝 ±橫柱或混凝±立柱相固定形成單元板片，如圖12所示；
[0080] E、將單元板片與混凝±縱柱拼裝連接形成鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊， 如圖13所示。
[0081 ]本發(fā)明公開的第二種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，如圖19所示，第二種 鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊與第一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的結(jié)構(gòu) 基本相同，區(qū)別之處在于:頂板101、底板102或側(cè)板103的四邊分別具有連接法蘭111，該連 接法蘭111首尾連接形成框式法蘭，混凝±縱柱105和混凝±橫柱106、或混凝±縱柱105和 混凝±立柱107之間通過預(yù)埋件與該框式法蘭相連接。
[0082] 本發(fā)明第二種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法:包括如下步驟：
[0083] A、預(yù)備用于制作頂板101、底板102或側(cè)板103的板材和/或管材；
[0084] B、將板材和/或管材制成外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板，其中凸起具有橫截面周 邊閉合的空屯、腔體時(shí)，往空屯、腔體內(nèi)填充混凝±，帶混凝±凝固后形成鋼筋混凝±板片；
[0085] C、將所制得的波形板四周折彎或外設(shè)連接法蘭111，該連接法蘭111首尾連接形成 框式法蘭，在該框式法蘭上開設(shè)螺栓連接孔，如圖14所示；
[0086] D、預(yù)制混凝±縱柱105、混凝±橫柱106和混凝±立柱107;并在相應(yīng)位置設(shè)置預(yù)埋 件，如圖15-圖17所示；
[0087] E、在同一水平面上，將混凝±橫柱或混凝±立柱平行且間隔排列，將波形板放置 在相鄰混凝±橫柱或混凝±立柱之間，并通過預(yù)埋螺栓或鋼筋將波紋板與混凝±橫柱或混 凝±立柱相固定形成單元板片，如圖18所示；
[0088] F、將單元板片與混凝±縱柱通過預(yù)埋螺栓或鋼筋連接形成鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu) 地下箱型管廊，如圖19所示。
[0089] 本發(fā)明公開的第=種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，如圖20所示，第=種 鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊與第一種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的結(jié)構(gòu) 基本相同，區(qū)別之處在于:上述底板102和兩側(cè)板103拼裝成敞口式箱型管節(jié)，其中，側(cè)板103 軸向端部設(shè)有混凝±縱柱105,并在混凝±縱柱105上鋪設(shè)預(yù)埋件，所述頂板101的軸向端部 向外延伸設(shè)有連接板112,該連接板112與混凝±縱柱105通過預(yù)埋件拼裝連接。
[0090] 本發(fā)明第=種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法:包括如下步驟：
[0091] A、預(yù)備用于制作頂板101、底板102或側(cè)板103的板材和/或管材；
[0092] B、將板材和/或管材制成外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板，其中凸起具有橫截面周 邊閉合的空屯、腔體時(shí)，往空屯、腔體內(nèi)填充混凝±，帶混凝±凝固后形成鋼筋混凝±板片；
[0093] C、預(yù)制混凝±縱柱105、混凝±橫柱106和混凝±立柱107;并在相應(yīng)位置設(shè)置預(yù)埋 件；
[0094] D、在同一水平面上，將混凝±橫柱平行且間隔排列，將頂板101放置在相鄰混凝± 橫柱之間，并通過預(yù)埋螺栓或鋼筋將波紋板與混凝±橫柱或混凝±立柱相固定形成頂單元 板片，并在該頂單元板片的軸向端部向外延伸設(shè)有連接板112;
[00M] E、在同一水平面上，將混凝±橫柱或混凝±立柱平行且間隔排列，將底板102或側(cè) 板103放置在相鄰混凝±橫柱或混凝±立柱之間，并通過預(yù)埋螺栓或鋼筋將波紋板與混凝 ±橫柱或混凝±立柱相固定形成底單元板片和側(cè)單元板片，上述底單元板片和側(cè)單元板片 拼裝成敞口式箱型管節(jié)；
[0096] F、將敞口式箱型管節(jié)與頂單元板片通過預(yù)埋件或鋼筋連接形成鋼-混凝±混合式 結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，如圖20所示。
[0097] 本發(fā)明公開的第四種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，如圖24所示，包括由混 凝±誘筑而成的一體式箱型框架113,該箱型框架113包括構(gòu)成其縱梁的混凝±縱柱105W 及構(gòu)成框型骨架的混凝±橫柱106和混凝±立柱107，該混凝±縱柱105、混凝±橫柱106和 混凝±立柱107圍成的空間內(nèi)設(shè)有板片114,該板片114和箱型框架113拼裝形成箱型管節(jié) 104,該箱型管節(jié)104沿軸向拼裝形成箱型管廊。其中，沿所述箱型管節(jié)104軸向方向，在板片 114的兩側(cè)邊間隔設(shè)置垂直于板片表面的鋼筋。
[0098] 上述板片114為外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板，上述凸起115可W單獨(dú)扣設(shè)在金 屬板116上，如圖2(a)、2(b)所示。上述板片114由金屬板116構(gòu)成，其中凸起115可W由該金 屬板116自身彎折形成，折彎的橫截面形狀可W是槽型、弧形、半圓形、波浪線形、梯形等，該 凸起116的橫截面周邊具有開口，如圖3(a)~3(g)所示;其中板片114由金屬板116構(gòu)成，形 成凸起115可W是橫截面周邊閉合的空屯、腔體結(jié)構(gòu)，空屯、腔體結(jié)構(gòu)可W由該金屬板116自身 彎折形成，彎折的橫截面形狀可W為矩形、圓形等，并將空屯、腔體結(jié)構(gòu)與金屬板116之間形 成的縫隙焊接，如圖3化）、3(i)所示。
[0099] 也可W由金屬板116彎折形成凸起115形狀，用板材或管材與該凸起115組合形成 空屯、腔體結(jié)構(gòu)，如圖4(a)、4(b)所示，其中，彎折形成的腔體形狀可W為槽型、弧形、半圓形 等，所用板材可W為平直板、槽鋼、C型鋼、弧形板材等。其中所述凸起115的截面形式為單一 截面形式或多種截面形式組合而成。當(dāng)凸起115的截面形式為多種截面形式組合而成時(shí)，可 由半矩形截面和半圓形截面相間隔組合而成。
[0100] 本發(fā)明中的板片114還可W由金屬板116和金屬管117拼接而成，如圖5(a)-5(c)所 示;或者由C型鋼、槽鋼、工字鋼、弧形鋼、角鋼或波紋板與金屬板11巧日合形成帶有空屯、腔體 結(jié)構(gòu)的板片114。W上將平直的板材彎折形成帶有弧形、波紋型、槽型等形狀的板材可W增 加單元板片的豎向承載力，且板片114的波紋方向與管廊延伸方向相垂直。
[0101] 本發(fā)明第四種鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法，包括如下步驟：
[0102] A、預(yù)備用于制作板片114的板材和/或管材，并預(yù)備可拼成箱型形狀的內(nèi)、外模板；
[0103] B、將板材和/或管材制成外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)有凸起的波形板；
[0104] C、按設(shè)計(jì)數(shù)量及間距沿箱型管節(jié)104的軸向方向、在板片114的兩側(cè)邊間隔設(shè)置垂 直于板片表面的鋼筋，如圖21所示；
[0105] D、將設(shè)有鋼筋的板片114布設(shè)于內(nèi)、外模板之間，往內(nèi)、外模板內(nèi)填充混凝±，如圖 22所示；
[0106] E、待混凝±凝固后，拆卸內(nèi)、外模板，形成由混凝±誘筑而成的一體式箱型框架 113,該一體式箱型框架113與板片114拼裝得到鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，如圖 23和圖24所不。
[0107]本發(fā)明的鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的結(jié)構(gòu)與圓形截面管道相比提高了 內(nèi)部?jī)艨盏睦寐屎屯ㄐ袃魧捙c凈高，且與圓形截面管道相比在保證同等內(nèi)部?jī)艨湛臻g的 情況下，管廊的高度顯著降低，從而可W減少基礎(chǔ)開挖深度，減少±建工程量;其次該管廊 的底部平直面或小曲率弧面，不用鋪平就可W使用，且其內(nèi)部管線布置更方便，可直接作為 過人或過車通道，解決了圓形截面管道回填時(shí)最重要也是最困難的底部模形夾角的回填施 工及壓實(shí)度的問題;該箱型管廊為半柔性結(jié)構(gòu)，抗震性能好，抗沉降性能好，可吸收微量變 形，而且不易開裂;且相鄰板片與混凝±縱柱、混凝±橫柱或混凝±縱柱之間可采用禪接或 鋼筋連接，有利于提高密封性能且方便安裝，管節(jié)與管節(jié)拼接連接件均隱藏于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不 必裸露管廊的內(nèi)部，影響美觀。該鋼-混凝±混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊一般可運(yùn)用于地下共 用溝、市政共用管道、地下集水管、給排水管、人行或車行通道、地下管線的保護(hù)用管。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于：包括由頂板（101)、底板 (102)和兩側(cè)板（103)拼裝形成箱型管節(jié)（104)，該箱型管節(jié)（104)沿軸向拼裝形成箱型管 廊；其中，所述箱型管節(jié)（104)的軸向棱邊處設(shè)有混凝土縱柱（105)，所述頂板（101)或底板 (102)的兩端設(shè)有混凝土橫柱（106)、所述側(cè)板（103)的兩端設(shè)有混凝土立柱（107)，該混凝 土橫柱（106)和混凝土立柱（107)首尾相接形成框型骨架。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:所述混凝 土縱柱（105)與混凝土橫柱（106)或混凝土立柱（107)之間榫接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:所述混凝 土橫柱（106)的側(cè)壁上開設(shè)用于容納頂板或底板端部的第一凹槽（108)，且該第一凹槽 (108)與頂板和/或底板的橫截面形狀相吻合;或所述混凝土立柱（107)的側(cè)壁上開設(shè)用于 容納側(cè)板端部的第二凹槽(109)，且該第二凹槽(109)與側(cè)板的橫截面形狀相吻合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:所述混凝 土縱柱（105)的側(cè)壁上開設(shè)用于容納頂板、底板或側(cè)板另一端部的第三凹槽（110)，且該第 三凹槽(110)與頂板、底板或側(cè)板的縱截面形狀相吻合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:所述頂板 (101 )、底板（102)或側(cè)板（103)的四邊分別具有連接法蘭（111 )，該連接法蘭（111)首尾連接 形成框式法蘭，所述混凝土縱柱（105)和混凝土橫柱（106 )、或混凝土縱柱（105)和混凝土立 柱（107)之間通過預(yù)埋件與該框式法蘭相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:所述底板 (102)和兩側(cè)板（103)拼裝成敞口式箱型管節(jié)，其中，所述側(cè)板（103)軸向端部設(shè)有混凝土縱 柱（105)，并在混凝土縱柱（105)上鋪設(shè)預(yù)埋件，所述頂板（101)的軸向端部向外延伸設(shè)有連 接板(112 )，該連接板(112)與混凝土縱柱（105)通過預(yù)埋件拼裝連接。7. -種鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:包括由混凝土澆筑而成的一 體式箱型框架（113)，該箱型框架（113)由混凝土縱柱（105)混凝土橫柱（106)以及混凝土立 柱（107)構(gòu)成，在混凝土縱柱（105)、混凝土橫柱（106)和混凝土立柱（107)圍成的空間內(nèi)設(shè) 有板片（114)，該板片（114)和箱型框架（113)拼裝形成箱型管節(jié)（104)，該箱型管節(jié)(104)沿 軸向拼裝形成箱型管廊;其中，混凝土縱柱（105)構(gòu)成箱型管廊的縱梁，混凝土橫柱（106)和 混凝土立柱（107)形成框型骨架。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊，其特征在于:沿所述箱 型管節(jié)（104)軸向，在板片（114)的兩側(cè)邊間隔設(shè)置垂直于板片表面的鋼筋。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊的制作方法，其特征在于包 括如下步驟： A、 預(yù)備用于制作板片（114)的板材和/或管材； B、 預(yù)備可拼成箱型形狀的內(nèi)、外模板； C、 按設(shè)計(jì)數(shù)量及間距沿箱型管節(jié)（104)的軸向、在板片（114)的兩側(cè)邊間隔設(shè)置垂直于 板片表面的鋼筋； D、 將設(shè)有鋼筋的板片（114)布設(shè)于內(nèi)、外模板之間，往內(nèi)、外模板內(nèi)填充混凝土； E、 待混凝土凝固后，拆卸內(nèi)、外模板，形成一體式箱型框架（113)，該一體式箱型框架 (113)與板片（114)拼裝得到鋼-混凝土混合式結(jié)構(gòu)地下箱型管廊。
【文檔編號(hào)】E02D29/045GK106013232SQ201610540036
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】戰(zhàn)福軍, 盛富強(qiáng)
【申請(qǐng)人】南京聯(lián)眾建設(shè)工程技術(shù)有限公司