一种预制空腔柱装配式柱式检修坑及其施工方法与流程

1.本发明属于列车检修设施领域，特别是涉及一种预制空腔柱装配式柱式检修坑及其施工方法。


背景技术：

2.柱式检修坑是城市轨道交通场段中必需的一种列车检修设施。目前，现浇柱式检修坑是国内使用范围最广的柱式检修坑施工形式。
3.传统现浇柱式检修坑目前常用的施工方法是：
4.首先浇筑检查坑底板及暗梁，并预留检查坑短柱钢筋。短柱浇筑的过程中，需要在沿轨道方向架设一条定位钢轨，将检查坑短柱顶的轨道预埋件扣于定位钢轨上，再在短柱预留钢筋四周支模浇筑混凝土，让轨道预埋件与短柱浇筑在一起，待短柱达到设计强度后，拆除模板及定位钢轨。
5.传统现浇柱式检查坑数量多，因此需要分次浇筑，多次预留，施工步骤繁琐，而且对施工精度要求极高。在过往项目中暴露出以下缺点：
6.(1)短柱内钢筋密集，且短柱与短柱之间的间距较小，现场作业空间受限制，导致现场钢筋绑扎较困难，施工不方便。
7.(2)由于短柱尺寸较小，需使用金属模板施工，因此容易产生跑模现象，导致混凝土形成蜂窝、露石等，影响工程质量。
8.(3)由于上部需铺设轨道，对短柱的平面定位和高度定位要求极高，而底板与短柱的预留纵向钢筋平面定位难度大，容易出现定位偏差，导致需要重新植筋以解决偏差问题。
9.(4)由于短柱施工精度控制难度大，易发生钢筋长度不够现象，使柱顶混凝土保护层过厚，进而导致使用期间轨道预埋件下柱头劈裂。
10.(5)柱顶扣件辅助埋板下混凝土难以浇筑密实，容易出现空鼓，需要二次修补方可保证扣件与短柱的连接强度。
11.(6)施工工序繁琐，工期较长。


技术实现要素：

12.本发明的目的是：提供一种施工方便、工期短、标准化程度高、连接强度高、整体精度高的预制空腔柱装配式柱式检修坑及其施工方法。
13.为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种预制空腔柱装配式柱式检修坑，其包括预制短柱、底板和暗梁，所述预制短柱具有下端开口的空腔，所述预制短柱的上端预埋有轨道预埋件，所述预制短柱的下段部位穿接有第一钢筋，且所述第一钢筋沿轨道纵向从所述预制短柱相对的两个侧面伸出；所述底板的横向两侧设有多个沿轨道纵向间隔布置的预制柱底区域、预埋在所述预制柱底区域上且能伸入所述预制短柱的空腔内的第二钢筋、以及预埋在所述预制柱底区域的纵向两侧区域上的第三钢筋，所述第二钢筋和所述第三钢筋均沿垂直于轨道方向从所述底板的表面伸出；所述预制短柱垂直地安装在所
述预制柱底区域上，所述预制短柱的空腔内浇注有连接所述第一钢筋和所述第二钢筋的混凝土；所述暗梁浇注在所述预制柱底区域的纵向两侧区域上，所述暗梁内设有钢筋笼，所述钢筋笼分别与所述第一钢筋和所述第三钢筋相连。
14.作为上述预制空腔柱装配式柱式检修坑的优选方案，所述预制短柱的下段部位设有多个可供所述第一钢筋穿接的穿筋孔，所述穿筋孔与所述预制短柱的空腔连通。
15.作为上述预制空腔柱装配式柱式检修坑的优选方案，所述预制短柱的空腔侧壁设有可供混凝土浇注至预制短柱空腔内的浇注孔。
16.本发明的第二个方面提供了一种预制空腔柱装配式柱式检修坑的施工方法，其包括如下步骤：
17.步骤1，制作预制短柱，所述预制短柱具有下端开口的空腔，在预制短柱的上端预埋轨道预埋件，并在预制短柱的下段部位预留多个可供所述第一钢筋穿接的穿筋孔；
18.步骤2，在检修坑区域内浇注底板，并根据预制短柱的分布位置，在底板的横向两侧划分多个沿轨道纵向间隔布置的预制柱底区域，同时以预制柱底区域的纵向两侧区域为暗梁浇注区域，且在预制柱底区域上预埋能伸入预制短柱的空腔内的第二钢筋，在预制柱底区域的纵向两侧区域上预埋第三钢筋，第二钢筋和第三钢筋均沿垂直于轨道方向从底板的顶部伸出；
19.步骤3，测量及修整底板预制柱底区域的平整度，将预制短柱吊装至预制柱底区域的正上方，预制短柱落下时，保证底板上预埋的第二钢筋伸入预制短柱的空腔内；
20.步骤4，通过柱头标高调平装置，将多根预制短柱的柱头标高调整至同一高度上进行定位；预制短柱定位后，在预制短柱与底板之间预留间隙，并向该间隙浇注坐浆层，保证预制短柱与底板之间连接密实；
21.步骤5，在预制短柱的下段部位穿接第一钢筋，第一钢筋沿轨道纵向从预制短柱相对的两个侧面伸出；在暗梁浇注区域上绑扎钢筋笼，使钢筋笼分别第一钢筋和第三钢筋相连；
22.步骤6，向预制短柱的空腔浇注混凝土，使混凝土分别与第一钢筋和第二钢筋相连，使预制短柱与底板相连；
23.步骤7，安装暗梁模板并浇筑混凝土形成暗梁，使暗梁、底板、预制短柱形成一个整体。
24.作为上述预制空腔柱装配式柱式检修坑的施工方法的优选方案，所述步骤1中，在所述预制短柱的横向两侧同一高度上分别预埋第一定位角钢。
25.作为上述预制空腔柱装配式柱式检修坑的施工方法的优选方案，所述柱头标高调平装置包括第二定位角钢和顶升驱动单元，所述第二定位角钢沿轨道纵向布置，所述第二定位角钢的纵向两端分别连接有所述顶升驱动单元；
26.使用所述柱头标高调平装置对多根预制短柱进行柱头标高调整时，在多根纵向同列的预制短柱的横向两侧的第一定位角钢的下方位置分别水平架设一根第二定位角钢，并通过顶升驱动单元驱动第二定位角钢与第一定位角钢贴合，同时带动多根预制短柱升降来实现柱头标高调整。
27.作为上述预制空腔柱装配式柱式检修坑的施工方法的优选方案，所述顶升驱动单元为手动千斤顶、电动千斤顶或液压千斤顶。
28.作为上述预制空腔柱装配式柱式检修坑的施工方法的优选方案，所述步骤3中，在预制短柱与底板之间至少预留20mm的间隙。
29.实施本发明提供的一种预制空腔柱装配式柱式检修坑及其施工方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
30.(1)本发明采用一种新型的现浇暗梁+预制短柱的柱式检修坑结构体系代替传统的现浇做法，降低了柱式检修坑的施工难度，提高了柱式检修坑的施工效率；同时，通过工厂预制的方式制作的预制短柱，可以大大提高柱构件的生产质量和效率，有效地避免现浇立柱产生的跑模现象。
31.(2)本发明实施例将预制短柱优化为空腔柱，满足短柱强度要求的前提下，减轻预制短柱的重量，方便预制短柱运输和安装，同时，底板上的第二钢筋，能够伸入预制短柱的空腔内，精度要求与现浇方案相比更加宽松，能很大程度上避免重新植筋，解决了现场绑扎钢筋困难的问题。
32.(3)本发明通过预制短柱及轨道预埋件的整体预制，能够一次性保证预制短柱及其顶端的轨道预埋件的连接强度和整体精度，显著地提升了预制短柱及其预埋构件的质量和标准化水平，而且预制短柱内竖向钢筋长度能够得到更好的控制，有效地避免出现柱顶保护层厚度过大的现象，解决了由于现浇工艺难以满足短柱施工精度而导致使用过程中发生柱头劈裂等问题。
33.(4)本发明将预制短柱钢筋(即第一钢筋)、底板钢筋(即第二钢筋和第三钢筋)和暗梁钢筋笼绑扎在一起，使得各个钢筋之间协同受力，最终通过浇筑暗梁将预制短柱和底板连接形成一个整体，结构稳定可靠，保证满足在列车走行、停放等工况下的受力要求。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
35.图1是本发明实施例提供的一种预制空腔柱装配式柱式检修坑的结构示意图；
36.图2是预制短柱的剖视图；
37.图3是底板的结构示意图；
38.图4是于图3所示结构中a－a的截面图；
39.图5是于图3所示结构中b－b的截面图；
40.图6是预制短柱安装在预制柱底区域时的结构示意图；
41.图7是于图6所示结构中c－c的截面图；
42.图8是钢筋笼安装在暗梁浇注区域时的结构示意图；
43.图9是于图8所示结构中d－d的截面图；
44.图10是于图7所示结构中预制短柱空腔内浇注混凝土后的结构示意图；
45.图11是于图9所示结构中暗梁浇注后的结构示意图；
46.图12是多根预制短柱在柱头标高调平装置下调平的结构示意图；
47.图中标记：
48.1、预制短柱，101、空腔，102、穿筋孔，103、浇注孔，2、底板，201、预制柱底区域，202、暗梁浇注区域，3、暗梁，4、轨道预埋件，5、第一钢筋，6、第二钢筋，7、第三钢筋，8、混凝
土，9、钢筋笼，10、坐浆层，11、第一定位角钢，12、第二定位角钢，13、顶升驱动单元。
具体实施方式
49.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
51.在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.如图1至图11所示，本发明实施例提供的一种预制空腔柱装配式柱式检修坑，其包括预制短柱1、底板2和暗梁3，所述预制短柱1具有下端开口的空腔101，所述预制短柱1的上端预埋有轨道预埋件4，所述预制短柱1的下段部位穿接有第一钢筋5，且所述第一钢筋5沿轨道纵向从所述预制短柱1相对的两个侧面伸出；所述底板2的横向两侧设有多个沿轨道纵向间隔布置的预制柱底区域201、预埋在所述预制柱底区域201上且能伸入所述预制短柱1的空腔101内的第二钢筋6、以及预埋在所述预制柱底区域201的纵向两侧区域(即暗梁浇注区域202)上的第三钢筋7，所述第二钢筋6和所述第三钢筋7均沿垂直于轨道方向从所述底板2的表面伸出；所述预制短柱1垂直地安装在所述预制柱底区域201上，所述预制短柱1的空腔101内浇注有连接所述第一钢筋5和所述第二钢筋6的混凝土8；所述暗梁3浇注在所述预制柱底区域201的纵向两侧区域上，所述暗梁3内设有钢筋笼9，所述钢筋笼9分别与所述第一钢筋5和所述第三钢筋7相连。
53.示例性的，如图2所示，所述预制短柱1的下段部位设有多个可供所述第一钢筋5穿接的穿筋孔102，所述穿筋孔102与所述预制短柱1的空腔101连通。这样的设计，能够降低了预制短柱1的纵向钢筋平面定位难度，精度要求与现浇方案相比更加宽松，调整方便，且能很大程度上避免重新植筋。
54.示例性的，如图2所示，所述预制短柱1的空腔101侧壁设有可供混凝土8浇注至预制短柱1空腔101内的浇注孔103。优选地，所述浇注孔103设有至少两个。
55.如图1至图12所示，基于上述预制空腔柱装配式柱式检修坑，本发明实施例还提供了一种预制空腔柱装配式柱式检修坑的施工方法，其包括如下步骤：
56.步骤1，制作预制短柱1，所述预制短柱1具有下端开口的空腔101，在预制短柱1的上端预埋轨道预埋件4，并在预制短柱1的下段部位预留多个可供第一钢筋5穿接的穿筋孔102；
57.步骤2，在检修坑区域内浇注底板2，并根据预制短柱1的分布位置，在底板2的横向两侧划分多个沿轨道纵向间隔布置的预制柱底区域201，同时以预制柱底区域201的纵向两侧区域为暗梁浇注区域202，且在预制柱底区域201上预埋能伸入预制短柱1的空腔101内的第二钢筋6，在预制柱底区域201的纵向两侧区域上预埋第三钢筋7，第二钢筋6和第三钢筋7均沿垂直于轨道方向从底板2的顶部伸出；
58.步骤3，测量及修整底板2预制柱底区域201的平整度，将预制短柱1吊装至预制柱底区域201的正上方，预制短柱1落下时，保证底板2上预埋的第二钢筋6伸入预制短柱1的空腔101内；其中，预制柱底区域201平整度的调整优选采用垫片调平；
59.步骤4，通过柱头标高调平装置，将多根预制短柱1的柱头标高调整至同一高度上进行定位；预制短柱1定位后，在预制短柱1与底板2之间预留间隙，并向该间隙浇注坐浆层10，保证预制短柱1与底板2之间连接密实；
60.步骤5，在预制短柱1的下段部位穿接第一钢筋5，第一钢筋5沿轨道纵向从预制短柱1相对的两个侧面伸出；在暗梁浇注区域202上绑扎钢筋笼9，使钢筋笼9分别第一钢筋5和第三钢筋7相连；
61.步骤6，向预制短柱1的空腔101浇注混凝土8，使混凝土8分别与第一钢筋5和第二钢筋6相连，使预制短柱1与底板2相连；
62.步骤7，安装暗梁模板并浇筑混凝土8形成暗梁3，使暗梁3、底板2、预制短柱1形成一个整体。
63.如图12所示，所述步骤1中，在所述预制短柱1的横向两侧同一高度上分别预埋一个或多个第一定位角钢11，以方便配合起吊机吊装预制短柱1以及配合柱头标高调平装置支撑预制短柱1升降，实现立柱的自动化和机械化施工。具体的，所述柱头标高调平装置包括第二定位角钢12和顶升驱动单元13，所述第二定位角钢12沿轨道纵向布置，所述第二定位角钢12的纵向两端分别连接有所述顶升驱动单元13；其中，所述顶升驱动单元13为手动千斤顶、电动千斤顶或液压千斤顶。使用所述柱头标高调平装置对多根预制短柱1进行柱头标高调整时，在多根纵向同列的预制短柱1的横向两侧的第一定位角钢11的下方位置分别水平架设一根第二定位角钢12，并通过顶升驱动单元13驱动第二定位角钢12与第一定位角钢11贴合，同时带动多根预制短柱1升降来实现柱头标高调整。也就是说，只要第一定位角钢11与第二定位角钢12对位精准，即可保证所有柱头定位精确，以实现一次性对多根预制短柱1柱头标高的同时精调，从而显著地提升了预制短柱1的安装定位效率，进一步缩短施工工期。
64.所述步骤3中，在预制短柱1与底板2之间至少预留20mm的间隙，以保证浇注坐浆层10厚度，提高坐浆层10在预制短柱1与底板2之间的连接密实程度。
65.由此，根据本发明实施例提供的一种预制空腔柱装配式柱式检修坑及其施工方法，其创新性关键在于：
66.(1)本发明实施例采用一种新型的现浇暗梁3+预制短柱1的柱式检修坑结构体系代替传统的现浇做法，降低了柱式检修坑的施工难度，提高了柱式检修坑的施工效率；同时，通过工厂预制的方式制作的预制短柱1，可以大大提高柱构件的生产质量和效率，有效地避免现浇立柱产生的跑模现象。
67.(2)本发明实施例将预制短柱1优化为空腔柱，满足短柱强度要求的前提下，减轻
预制短柱1的重量，方便预制短柱1运输和安装，同时，底板2上的第二钢筋6，能够伸入预制短柱1的空腔101内，精度要求与现浇方案相比更加宽松，能很大程度上避免重新植筋，解决了现场绑扎钢筋困难的问题。
68.(3)本发明实施例通过预制短柱1及轨道预埋件4的整体预制，能够一次性保证预制短柱1及其顶端的轨道预埋件4的连接强度和整体精度，显著地提升了预制短柱1及其预埋构件的质量和标准化水平，而且预制短柱1内竖向钢筋长度能够得到更好的控制，有效地避免出现柱顶保护层厚度过大的现象，解决了由于现浇工艺难以满足短柱施工精度而导致使用过程中发生柱头劈裂等问题。
69.(4)本发明实施例将预制短柱钢筋(即第一钢筋5)、底板钢筋(即第二钢筋6和第三钢筋7)和暗梁钢筋笼9绑扎在一起，使得各个钢筋之间协同受力，最终通过浇筑暗梁3将预制短柱1和底板2连接形成一个整体，保证满足在列车走行、停放等工况下的受力要求。
70.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。