申请/专利权人：福州大学;福建高速至信建设管理有限公司

申请日：2019-06-06

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN110093948B

主分类号：E02D29/045

分类号：E02D29/045

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2019.08.30#实质审查的生效;2019.08.06#公开

摘要：本发明涉及一种适用于快速施工的管廊截面结构，包括顶板、侧墙和底板，所述顶板采用截面高度逐渐变化的变截面结构形式，侧墙设置于顶板两侧，侧墙与平直底板之间设置有倒角部，在管廊施工中顶板下方设置有与顶板贴合的顶模，在顶模下方设置有与侧墙贴合的侧模，在顶模和侧模之间设置有铰接结构；本发明还涉及一种适用于快速施工的管廊截面结构的施工方法。本发明截面高度逐渐变化的变截面顶板结构能有效消除管廊在顶部、侧向土压力和其他外荷载作用下发生的应力集中现象，还能充分减轻自重、节省材料并发挥结构受力特点；相应地，与变截面顶板结构相匹配的曲线顶模通过铰接结构与侧模相连，形成无折角的整体钢内膜，充分适用于管廊的快速施工。

主权项：1.一种适用于快速施工的变截面管廊结构的施工方法，包括顶板、侧墙和底板，其特征在于：所述顶板采用截面高度逐渐变化的变截面结构形式，侧墙设置于顶板两侧，侧墙与平直底板之间设置有倒角部，在管廊施工中顶板下方设置有与顶板贴合的顶模，在顶模下方设置有与侧墙贴合的侧模，在顶模和侧模之间设置有铰接结构；截面高度逐渐变化的变截面顶板，由侧墙与顶板交界处先经圆曲线过渡，然后以渐变曲线过渡至顶板跨中处所形成；所述侧模和顶模，通过铰接结构相连，形成无折角的整体钢内膜，充分适用于管廊的快速施工；所述底板、侧墙均为矩形等截面形式，侧墙与底板间以直线倒角部进行过渡；施工方法，（1）对管廊底板结构进行施工：在施工过程中，按照传统现浇管廊施工方法完成场地平整、支护桩施工、土方开挖并设置横撑、桩基检测、基坑验收、垫层铺设、防水处理、管廊底板结构浇筑和养护；（2）侧墙钢筋安装：在安装之前，先在侧墙钢筋安装的过程中，在钢筋加工棚内的侧墙钢筋胎膜架上完成钢筋制作并运送至施工现场，借助吊车对侧墙钢筋骨架进行安装定位；（3）进行模板安装：在模板安装的过程中，首先在底板铺设自行轨道，然后台车自行移动就位并锁定，因侧墙与顶板间为圆滑曲线过渡，所以可将侧模与顶模间通过铰接结构相连形成无折角的整体钢内膜，立模过程中通过台车立柱千斤顶将顶模起升至控制标高并横向微调至侧墙内侧位置加调整节锁定，其次，侧墙模板利用侧向千斤顶外推使其绕顶部铰接点转动至侧墙竖向位置并通过底部撑杆锁定，再次，安装顶板钢筋及外模板并与内模顶、底部锁定；（4）混凝土浇筑与养护：待钢筋骨架及模板支设检验合格后浇筑混凝土并振捣密实，浇筑完成待混凝土初凝后进行整体覆盖并输送适宜温度的蒸汽或热水进行养护；（5）内外模板的拆除：待混凝土达到设计或相关规范规定拆模强度开始拆模，首先解除管廊外模板顶部对拉螺杆，同时将侧墙底部内外模板锁定螺栓解除，移除外模板，然后解除内模板底部竖向撑杆，侧向千斤顶同步回缩使得侧模板绕顶部铰接点向舱内转动而脱模，最后台车立柱竖向千斤顶回缩使得顶模与顶板脱开，台车及整体内膜系统自行移动至下一施工节段。

全文数据：适用于快速施工的变截面管廊结构及其施工方法技术领域本发明涉及一种适用于快速施工的管廊截面结构及其施工方法。背景技术现代社会发展进步越来越快，城市市政基础设施建设越来越齐全，城市地下空间资源越来越狭小，空间资源愈发宝贵。在我国大部分城市，各种管线基本都是采用传统的直埋敷设方式，直埋敷设管线施工便捷，但是使用年限短，且各种不同类型的管线敷设杂乱无章，占据了大量地下空间，经常与城市的基本建设工程交叉，而出现敷设管线被损毁的现象。直埋敷设管线一旦出现损坏，需要开槽破路对管线进行检查修复，不仅会造成交通的拥堵，给市民的正常出行带来不便，也污染了周边环境，影响城市市容。为解决传统直埋敷设管线的弊端，充分合理地利用地下空间资源，近年来地下管廊工程建设在国内得到大力发展。目前，市政管廊、地下通道等地下混凝土管廊结构一般采用整体现浇或节段预制、现场拼接的形式。其中预制管廊虽然能快速预制，缩短工期，但受吊装重量所限节段长度较短，导致接缝较多、防水性能较差，埋设线路若高差、转角变化过大也不适用，且相关预制管廊设计理念和规范尚且不完全成熟；管廊现场整体浇筑，因结构防水、抗震性能良好，能适应复杂的结构断面形式，且相关设计规范、施工技术和工艺较为成熟而被广泛的应用。但是传统的管廊结构形式使得现浇模板支撑系统较为复杂，安装、拆卸模板效率低，另外传统的现浇施工技术采用人工在狭小的舱室内独立完成现浇各道工序，严重降低了现浇管廊的施工效率，致使管廊的建设进程缓慢，因此对管廊结构形式、快速施工技术的相关研发显得愈发重要。发明内容有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种适用于快速施工的管廊截面结构及其施工方法，能有效消除管廊在顶部、侧向土压力和其他外荷载作用下发生的应力集中现象，还能充分减轻自重、节省材料并发挥结构受力特点。本发明的技术方案是：一种适用于快速施工的管廊截面结构，包括顶板、侧墙和底板，所述顶板采用截面高度逐渐变化的变截面结构形式，侧墙设置于顶板两侧，侧墙与平直底板之间设置有倒角部，在顶板下方设置有与顶板贴合的顶模，在顶模下方设置有与侧墙贴合的侧模，在顶模和侧模之间设置有铰接结构。进一步的，截面高度逐渐变化的变截面顶板，由侧墙与顶板交界处先经圆曲线过渡，然后以渐变曲线过渡至顶板跨中处所形成。进一步的，所述侧模和顶模，通过铰接结构相连，形成无折角的整体钢内膜，充分适用于管廊的快速施工。进一步的，所述底板、侧墙均为矩形等截面形式，侧墙与底板间以直线倒角部进行过渡。本发明提供的另一种技术方案是，一种适用于快速施工的变截面管廊结构的施工方法，包括所述的适用于快速施工的管廊截面结构：（1）对管廊底板结构进行施工：在施工过程中，按照传统现浇管廊施工方法完成场地平整、支护桩施工、土方开挖并设置横撑、桩基检测、基坑验收、垫层铺设、防水处理、管廊底板结构浇筑和养护；（2）侧墙钢筋安装：在安装之前，先在侧墙钢筋安装安装的过程中，在钢筋加工棚内的侧墙钢筋胎膜架上完成钢筋制作并运送至施工现场，借助吊车对侧墙钢筋骨架进行安装定位；（3）进行模板安装：在模板安装的过程中，首先在底板铺设自行轨道，然后台车自行移动就位并锁定，因侧墙与顶板间为圆滑曲线过渡，所以可将侧模与顶模间通过铰接结构相连形成无折角的整体钢内膜，立模过程中通过台车立柱千斤顶将顶模起升至控制标高并横向微调至侧墙内侧位置加调整节锁定，其次，侧墙模板利用侧向千斤顶外推使其绕顶部铰接点转动至侧墙竖向位置并通过底部撑杆锁定，再次，安装顶板钢筋及外模板并与内模顶、底部锁定；（4）混凝土浇筑与养护：待钢筋骨架及模板支设检验合格后浇筑混凝土并振捣密实，浇筑完成待混凝土初凝后进行整体覆盖并输送适宜温度的蒸汽或热水进行养护；（5）内外模板的拆除：待混凝土达到设计或相关规范规定拆模强度开始拆模，首先解除管廊外模板顶部对拉螺杆，同时将侧墙底部内外模板锁定螺栓解除，移除外模板，然后解除内模板底部竖向撑杆，侧向千斤顶同步回缩使得侧模板绕顶部铰接点向舱内转动而脱模，最后台车立柱竖向千斤顶回缩使得顶模与顶板脱开，台车及整体内膜系统自行移动至下一施工节段。与现有技术相比，本发明的有益效果是：能有效消除管廊在顶部、侧向土压力和其他外荷载作用下发生的应力集中现象，还能充分减轻自重、节省材料并发挥结构受力特点。为使得本发明的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。附图说明图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例的模板支撑示意图；图中：100-底板；200-侧墙；300-顶板；400-倒角部；500-模板；600-侧模；700-铰接结构；800-顶模。具体实施方式如图1~2所示，一种适用于快速施工的管廊截面结构，包括顶板300、侧墙200和底板100，所述顶板300采用截面高度逐渐变化的变截面结构形式，侧墙200设置于顶板300两侧，侧墙200与平直底板100之间设置有倒角部400，在顶板300下方设置有与顶板300贴合的顶模800，在顶模800下方设置有与侧墙200贴合的侧模600，在顶模800和侧模600之间设置有铰接结构700。所述的侧墙200与顶板300的内缘交界处采用圆曲线过渡的结构形式改变了传统的直线倒角过渡形式，可有效消除管廊在顶部、侧向土压力和其他外荷载作用下发生的应力集中现象，所述的变截面结构，顶板300结构的端部截面高度较大，跨中截面高度相对较小，与管廊结构“两端负弯矩较大，中间正弯矩相对较小”的受力形式匹配，能充分减轻自重、节省材料并发挥结构受力特点。通过铰接结构700将侧模600和顶模800铰接相连，形成无折角的整体钢内膜，充分适用于管廊的快速施工。本实施例中，截面高度逐渐变化的变截面顶板300，由侧墙200与顶板300交界处先经圆曲线过渡，然后以渐变曲线过渡至顶板300跨中处所形成。本实施例中，变截面的顶板300现浇施工所对应的侧模和顶模，通过圆曲线角模铰接相连，形成无折角的整体钢内膜，充分适用于管廊的快速施工。本实施例中，所述底板100、侧墙200均为矩形等截面形式，侧墙200与底板100间以直线倒角部400进行过渡。渐变线曲线段能与圆曲线段平顺相接，而且满足顶板300结构的受力要求，所述的渐变曲线可为圆曲线或二次抛物线等。一种适用于快速施工的变截面管廊结构的施工方法，包括所述的适用于快速施工的管廊截面结构：（1）对管廊底板100结构进行施工：在施工过程中，按照传统现浇管廊施工方法完成场地平整、支护桩施工、土方开挖并设置横撑、桩基检测、基坑验收、垫层铺设、防水处理、管廊底板100结构浇筑和养护；（2）侧墙200钢筋安装：在安装之前，先在侧墙200钢筋安装安装的过程中，在钢筋加工棚内的侧墙200钢筋胎膜架上完成钢筋制作并运送至施工现场，借助吊车对侧墙200钢筋骨架进行安装定位；（3）进行模板500安装：在模板500安装的过程中，首先在底板100铺设自行轨道，然后台车自行移动就位并锁定，因侧墙200与顶板300间为圆滑曲线过渡，所以可将侧模与顶模间通过铰接结构700相连形成无折角的整体钢内膜，立模过程中通过台车立柱千斤顶将顶模起升至控制标高并横向微调至侧墙200内侧位置加调整节锁定，其次，侧墙200模板500利用侧向千斤顶外推使其绕顶部铰接点转动至侧墙200竖向位置并通过底部撑杆锁定，再次，安装顶板300钢筋及外模板500并与内模顶、底部锁定；（4）混凝土浇筑与养护：待钢筋骨架及模板500支设检验合格后浇筑混凝土并振捣密实，浇筑完成待混凝土初凝后进行整体覆盖并输送适宜温度的蒸汽或热水进行养护；（5）内外模板500的拆除：待混凝土达到设计或相关规范规定拆模强度开始拆模，首先解除管廊外模板500顶部对拉螺杆，同时将侧墙200底部内外模板500锁定螺栓解除，移除外模板500，然后解除内模板500底部竖向撑杆，侧向千斤顶同步回缩使得侧模板500绕顶部铰接点向舱内转动而脱模，最后台车立柱竖向千斤顶回缩使得顶模与顶板300脱开，台车及整体内膜系统自行移动至下一施工节段。上述操作流程及软硬件配置，仅作为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

权利要求：1.一种适用于快速施工的变截面管廊结构，包括顶板、侧墙和底板，其特征在于：所述顶板采用截面高度逐渐变化的变截面结构形式，侧墙设置于顶板两侧，侧墙与平直底板之间设置有倒角部，在管廊施工中顶板下方设置有与顶板贴合的顶模，在顶模下方设置有与侧墙贴合的侧模，在顶模和侧模之间设置有铰接结构。2.根据权利要求1所述的适用于快速施工的变截面管廊结构，其特征在于：截面高度逐渐变化的变截面顶板，由侧墙与顶板交界处先经圆曲线过渡，然后以渐变曲线过渡至顶板跨中处所形成。3.根据权利要求2所述的适用于快速施工的变截面管廊结构，其特征在于：所述侧模和顶模，通过铰接结构相连，形成无折角的整体钢内膜，充分适用于管廊的快速施工。4.根据权利要求3所述的适用于快速施工的变截面管廊结构，其特征在于：所述底板、侧墙均为矩形等截面形式，侧墙与底板间以直线倒角部进行过渡。5.一种适用于快速施工的变截面管廊结构的施工方法，包括如权利要求4所述的适用于快速施工的管廊截面结构，其特征在于：（1）对管廊底板结构进行施工：在施工过程中，按照传统现浇管廊施工方法完成场地平整、支护桩施工、土方开挖并设置横撑、桩基检测、基坑验收、垫层铺设、防水处理、管廊底板结构浇筑和养护；（2）侧墙钢筋安装：在安装之前，先在侧墙钢筋安装安装的过程中，在钢筋加工棚内的侧墙钢筋胎膜架上完成钢筋制作并运送至施工现场，借助吊车对侧墙钢筋骨架进行安装定位；（3）进行模板安装：在模板安装的过程中，首先在底板铺设自行轨道，然后台车自行移动就位并锁定，因侧墙与顶板间为圆滑曲线过渡，所以可将侧模与顶模间通过铰接结构相连形成无折角的整体钢内膜，立模过程中通过台车立柱千斤顶将顶模起升至控制标高并横向微调至侧墙内侧位置加调整节锁定，其次，侧墙模板利用侧向千斤顶外推使其绕顶部铰接点转动至侧墙竖向位置并通过底部撑杆锁定，再次，安装顶板钢筋及外模板并与内模顶、底部锁定；（4）混凝土浇筑与养护：待钢筋骨架及模板支设检验合格后浇筑混凝土并振捣密实，浇筑完成待混凝土初凝后进行整体覆盖并输送适宜温度的蒸汽或热水进行养护；（5）内外模板的拆除：待混凝土达到设计或相关规范规定拆模强度开始拆模，首先解除管廊外模板顶部对拉螺杆，同时将侧墙底部内外模板锁定螺栓解除，移除外模板，然后解除内模板底部竖向撑杆，侧向千斤顶同步回缩使得侧模板绕顶部铰接点向舱内转动而脱模，最后台车立柱竖向千斤顶回缩使得顶模与顶板脱开，台车及整体内膜系统自行移动至下一施工节段。

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