UHPC-RC组合叠合装配式综合管廊结构及其施工方法与流程

技术领域：

本发明属于综合管廊技术领域，尤其涉及一种uhpc-rc组合叠合装配式综合管廊结构及其施工方法。

背景技术：
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地下综合管廊是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。地下综合管廊的出现可以有效的解决“马路拉链”、“空中蜘蛛网”的问题，改善城市环境美观，保证交通顺畅；地下综合管廊合理利用和开发丰富的城市地下空间，为城市的建设节约了土地资源，解决城市建设过程中的矛盾，管廊在起初的设计空间与容量大，可以方便各类管道的规模扩大，具有可协调性与可持续性；将各类管线敷设于管廊内部，避免管线与土体以及土体中各类腐蚀物质的接触，延长其使用寿命，通过实时监控系统对其进行统一维护与管理，及时发现与排查安全隐患，且管廊具有一定的抗震能力，在发生极端自然灾害时可以确保城市生命线的安全性与稳定性。

随着我国制造工业以及土木工程的迅速发展，预制装配式结构工厂化生产也实现了快速崛起，在交通业、建筑业以前的现浇施工领域，逐渐形成了标准的预制构件装配施工，不仅提高了工效，也有效保证了质量，预制拼装综合管廊在近几年的建设中也得到了巨大的发展，逐渐形成多种不同种类的预制管廊结构形式。

然而，现有的预制管廊结构大都采用传统的分段预制形式，在遇到多仓或较大断面结构形式时，由于体积和重量较大，不利于运输与吊装施工等作业。

技术实现要素：
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本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种uhpc-rc组合叠合装配式综合管廊结构及其施工方法，解决现有预制拼装综合管廊在预制拼装方面的不足，以及在使用过程中强度和耐久性不足导致的各种结构问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种uhpc-rc组合叠合装配式综合管廊结构，包括竖设在垫层两侧并起到外部侧墙作用的uhpc-rc预制双层叠合板、竖设在两侧uhpc-rc预制双层叠合板之间并起到中隔墙作用的uhpc预制双层叠合板，所述uhpc预制双层叠合板的上端与两侧的uhpc-rc预制双层叠合板的上端之间分别设置有顶部uhpc预制单层叠合板，uhpc预制双层叠合板的下端与两侧的uhpc-rc预制双层叠合板的下端之间分别设置有底部uhpc预制单层叠合板。

进一步的，所述uhpc-rc预制双层叠合板的内部、uhpc预制双层叠合板的内部、顶部uhpc预制单层叠合板的外侧面以及底部uhpc预制单层叠合板的外侧面均设置有钢筋骨架。

进一步的，所述uhpc-rc预制双层叠合板包括由超高性能混凝土制成的内侧预制板和由防水混凝土制成的外侧预制板，所述内侧预制板与外侧预制板之间设置有钢筋骨架。

进一步的，所述内侧预制板与外侧预制板之间后期采用自密实混凝土进行浇筑。

进一步的，所述uhpc预制双层叠合板的包括由超高性能混凝土制成的两块中间预制板，两块中间预制板之间设置有钢筋骨架。

进一步的，两块中间预制板之间后期采用自密实混凝土进行浇筑。

进一步的，所述顶部uhpc预制单层叠合板包括由超高性能混凝土制成的顶部预制板，顶部预制板的外侧面设置钢筋骨架；所述底部uhpc预制单层叠合板包括由超高性能混凝土制成的底部预制板，所述底部预制板的外侧面设置钢筋骨架。

进一步的，所述钢筋骨架由双层钢筋网组成，两层钢筋网间采用桁架钢筋进行位置固定，所述桁架钢筋位于现浇段内。

进一步的，所述uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板、顶部uhpc预制单层叠合板以及底部uhpc预制单层叠合板的钢筋骨架之间在节点交叉处通过腋角钢筋进行焊接连接，同时在纵向通过销接筋进行锚固连接。

本发明采用的另一种技术方案是：一种uhpc-rc组合叠合装配式综合管廊结构及其施工方法，包含如下步骤：

（1）在工厂中根据管廊各部分的不同分别预制uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板、顶部uhpc预制单层叠合板以及底部uhpc预制单层叠合板；

（2）将垫层进行浇筑，并架设底部uhpc预制单层叠合板、uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板以及顶部uhpc预制单层叠合板，形成模板；同时利用腋角钢筋将钢筋骨架交叉位置处进行焊接固定，而在纵向通过销接筋进行锚固连接；

（3）将自密实混凝土浇筑至已架设完成的uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板、底部uhpc预制单层叠合板以及顶部uhpc预制单层叠合板，并进行振捣；

（4）浇筑至uhpc-rc预制双层叠合板顶部位置时即完成浇筑，形成管廊结构。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明采用多种不同类型的预制叠合板作为结构模板，并现浇自密实混凝土，能够有效减轻局部构件的重量，满足预制构件的吊装与运输要求，提高管廊结构的强度及耐久性，延长管廊的寿命周期。

附图说明：

图1是本发明实施例的主视剖面构造示意图；

图2是本发明实施例中管线仓顶部和底部uhpc预制单层叠合板的配筋图；

图3是本发明实施例中电力仓顶部和底部uhpc预制单层叠合板的配筋图；

图4是本发明实施例中uhpc-rc预制双层叠合板的构造示意图；

图5是发明实施例中uhpc预制双层叠合板的构造示意图。

图中：

1-uhpc-rc预制双层叠合板；2-uhpc预制双层叠合板；3-内侧预制板；4-外侧预制板；5-桁架钢筋；6-销接筋；7-腋角钢筋；8-垫层；9-现浇自密实混凝土；10-钢筋骨架；11-顶部uhpc预制单层叠合板；111-管线仓顶部uhpc预制单层叠合板；112-电力仓顶部uhpc预制单层叠合板；12-底部uhpc预制单层叠合板；121-管线仓底部uhpc预制单层叠合板；122-电力仓底部uhpc预制单层叠合板；13-中间预制板；14-顶部预制板；15-底部预制板。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置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。

如图1～5所示，本发明一种uhpc-rc组合叠合装配式综合管廊结构，用于解决现有预制拼装综合管廊在预制拼装方面的不足，以及在使用过程中强度和耐久性不足导致的各种结构问题，该管廊结构主要包括竖设在垫层8两侧并起到外部侧墙作用的uhpc-rc预制双层叠合板1、竖设在两侧uhpc-rc预制双层叠合板1之间并起到中隔墙作用的uhpc预制双层叠合板2，所述uhpc预制双层叠合板2的上端与两侧的uhpc-rc预制双层叠合板1的上端之间分别设置有顶部uhpc预制单层叠合板11，uhpc预制双层叠合板2的下端与两侧的uhpc-rc预制双层叠合板1的下端之间分别设置有底部uhpc预制单层叠合板12；所述uhpc-rc预制双层叠合板1、uhpc预制双层叠合板2、顶部uhpc预制单层叠合板11以及底部uhpc预制单层叠合板12后期用自密实混凝土9浇筑。采用多种不同类型的预制叠合板作为结构模板，并现浇自密实混凝土，采用半预制半现浇的方式，从而形成管廊结构整体。该管廊结构能够有效减轻局部构件的重量，满足预制构件的吊装与运输要求，提高管廊结构的强度及耐久性，延长管廊的寿命周期，具有较高的性价比，在实际工程中具有较高的意义与价值。

本实施例中，所述uhpc-rc预制双层叠合板1的内部、uhpc预制双层叠合板2的内部、顶部uhpc预制单层叠合板11的外侧面以及底部uhpc预制单层叠合板12的外侧面均设置有钢筋骨架10。优选的，钢筋骨架10由横向钢筋和纵向钢筋共同组成，部分钢筋作为预制叠合板板内钢筋网，部分钢筋作为现浇层的钢筋骨架，交叉有序，使得现浇层与预制板能够形成一个整体结构。

本实施例中，所述uhpc-rc预制双层叠合板1包括由超高性能混凝土制成的内侧预制板3和由防水混凝土制成的外侧预制板4，所述外侧板3的高度大于内侧板4的高度，内侧预制板3与外侧预制板4之间设置有钢筋骨架10；内侧预制板3与外侧预制板4之间后期采用自密实混凝土9进行浇筑，形成防水混凝土-自密实混凝土-uhpc超高性能混凝土组成的多层结构，能够有效阻止地下水及地下有害物质对管廊结构的侵蚀作用。

本实施例中，内侧预制板3的厚度较普通混凝土板减少50%左右，节约材料，减轻预制叠合板的重量，方便运输与吊装，增大管廊内部空间，便于维护人员的行动或管线敷设。

本实施例中，所述uhpc预制双层叠合板2的包括由超高性能混凝土制成的两块中间预制板13，两块中间预制板13平行设置，两块中间预制板13之间设置有钢筋骨架10；两块中间预制板之间后期采用自密实混凝土9进行浇筑。

本实施例中，所述顶部uhpc预制单层叠合板11包括由超高性能混凝土制成的顶部预制板14，顶部预制板14的外侧面设置钢筋骨架10；所述底部uhpc预制单层叠合板12包括由超高性能混凝土制成的底部预制板15，所述底部预制板15的外侧面设置钢筋骨架10。优选的，为了方便与uhpc-rc预制双层叠合板1的上、下两端相衔接，所述顶部预制板14靠近uhpc-rc预制双层叠合板1的一端朝向内侧弯折，底部预制板15靠近uhpc-rc预制双层叠合板1的一端也朝向内侧弯折。

本实施例中，所述uhpc-rc预制双层叠合板1、uhpc预制双层叠合板2、顶部uhpc预制单层叠合板11以及底部uhpc预制单层叠合板12的钢筋骨架10均由双层钢筋网组成，两层钢筋网间采用桁架钢筋5进行位置固定，所述桁架钢筋5位于现浇段内，有效增强新旧混凝土之间的粘结性。

本实施例中，所述uhpc-rc预制双层叠合板1、uhpc预制双层叠合板2、顶部uhpc预制单层叠合板11以及底部uhpc预制单层叠合板12的钢筋骨架10之间在节点交叉处通过腋角钢筋7进行焊接连接，同时在纵向通过销接筋6进行锚固连接，保证整体。

本实施例中，顶部uhpc预制单层叠合板11包括管线仓顶部uhpc预制单层叠合板111和电力仓顶部uhpc预制单层叠合板112，底部uhpc预制单层叠合板12包括管线仓底部uhpc预制单层叠合板121和电力仓底部uhpc预制单层叠合板122。一侧的uhpc-rc预制双层叠合板1、uhpc预制双层叠合板2、管线仓顶部uhpc预制单层叠合板111以及管线仓底部uhpc预制单层叠合板121围成管线仓；另一侧的uhpc-rc预制双层叠合板1、uhpc预制双层叠合板2、电力仓顶部uhpc预制单层叠合板112以及电力仓底部uhpc预制单层叠合板122围成电力仓。

本发明的优点在于：

（1）该管廊结构的内侧的预制板都是采用uhpc（超高性能混凝土）作为材料，具有强度高，耐久性好，具有一定的防水特性，抗爆能力强；

（2）以轻型预制叠合板作为模板，现浇自密实混凝土，在结构优化的同时，满足结构自重要求，保证结构的抗浮能力；

（3）采用多种不同类型的预制叠合板作为结构模板，并现浇自密实混凝土，能够有效减轻局部构件的重量，满足预制构件的吊装与运输要求，提高管廊结构的强度及耐久性，延长管廊的寿命周期，具有较高的性价比，在实际工程中具有较高的意义与价值。

本实施例中，施工时包含如下步骤：

（1）在工厂中根据管廊各部分的不同分别预制uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板、顶部uhpc预制单层叠合板以及底部uhpc预制单层叠合板；

（2）将垫层进行浇筑，并架设底部uhpc预制单层叠合板、uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板以及顶部uhpc预制单层叠合板，形成模板；同时利用腋角钢筋将钢筋骨架交叉位置处进行焊接固定，在纵向通过销接筋进行锚固连接；

（3）将自密实混凝土浇筑至已架设完成的uhpc-rc预制双层叠合板、uhpc预制双层叠合板、底部uhpc预制单层叠合板以及顶部uhpc预制单层叠合板，并进行振捣；

（4）浇筑至uhpc-rc预制双层叠合板顶部位置时即完成浇筑，形成管廊结构。

应说明的是；rc为现有的防水混凝土；uhpc（超高性能混凝土）所用材料与普通混凝土有所不同，其组成材料主要包括水泥；级配良好的细砂；磨细石英砂粉硅灰等矿物掺合料；高效减水剂。当对韧性有较高要求时，还需要掺入微细钢纤维。它是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料。通过提高组分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的缺陷（孔隙与微裂缝）减到最少。

相关研究表明uhpc的抗压强度最高可以达到350mpa以上，具有非常高的强度，由于其水胶比低，使得结构具有极低的渗透性，很高的抗复试能力以及良好的耐磨性，在经济上虽然uhpc的单价偏高，单次投资量较大，但是在实际工程应用中，采用uhpc可以有效减少构件体积，从而减少混凝土用量，在某些结构中可以做到少配筋、甚至不配筋，并且能够保证较好的结构性能，由于其耐久性好，有效延长结构寿命，从全生命周期的成本看，其总体经济效益十分可观。根据uhpc的高强度、高韧性、高耐久性等特点，uhpc材料在预制拼装综合管廊中可以得到有效应用。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。