专利名称：多功能预制拱片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于建筑工程构件领域，具体地说是一种建造隧道、 地铁、地下建筑、高层建筑基坑支护和地下室外墙合一的双向受力多功能预制 拱片。
技术背景建筑构件预制化是建筑技术发展的重要标志，也是施工工厂化的 必然趋势。但目前预制构件功能单一，互换性差，不利于大规模工业化生产， 不利于质量、效益的提高
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种结构简单、制作容 易、高效快速施工的多功能预制拱片。它适用于修筑各类不同地质条件、不同 尺寸、不同形状的隧道、坑道、巷道、地道以及地下拱形厂房、城市地铁等地 下建筑，也适用于修筑地面建筑保温防震墙、基坑支护和地下室外墙合一墙、 挡土墙，还适用于建造覆土建筑围护墙和承重顶盖。
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下 一种多功能预制拱 片，其特征在于它包括拱板及两端设有的连接肋，拱板和连接肋均包括钢筋骨 架和包覆于钢筋骨架外围的混凝土；钢筋骨架包括上、下两根主筋和两根主筋 之间固接的数根分布筋，主筋的两端设有延伸出连接肋混凝土后端面的、向外 侧弯折的弯钩，中间的分布筋上固设有延伸出拱板后面的、向左右两侧延伸的 锚固搬运筋，锚固搬运筋伸出端设有向中心线方向弯曲的折钩；连接肋上设有 用于将相邻拱片相互连接的连接孔。
本实用新型集自主创新、受力优化、功能广泛、互换性强、节能降耗、节 材节资于一身，为建筑工程、地下工程、隧道工程预制化、工厂化、标准化走 出了一条新路。可以按地区、工段或大型工地建立生产本实用新型的车间，实 现规模化商品构件供应，显著提高有关工程的安全、质量、进度。
本实用新型用于隧道有利于确保隧道施工安全、快速，防止裂缝和变形，据九项试验工程统计，实际节约支护衬砌混凝土30%、节约钢材50%、节约木材 90%,并带动相关的能源、资金节约。
本实用新型用于高层建筑基坑支护，可以同时实现地下室外墙和支护结构 合一，取代当今先进的笨重、高价的地下连续墙，同时解决受力、防水、排水 诸问题。除保持地下连续墙的低噪声、低震动、刚度大、变形小，对周边环境 影响小等优势外，还具有无须专用机械、施工快、造价低、抗渗能力强，无需 采用坑外旋喷桩止水，坑内扶壁柱和内衬墙防排水措施，即可经济实惠地解决 防排水问题。
本实用新型用于挡土墙可以节约大量材料资源，縮短工期，而且具有可
靠的工程质量和耐久性。
本实用新型用于靠山或山坡覆土建筑的覆土外墙和覆土顶板除解决了挡 土墙与外墙合二为一、节省了一道墙体外，还节约了土地，由于一至三面外墙 与山体紧密接触，利用地层冬暖夏凉的特性，节约了能源。
本实用新型用于地面建筑外墙，能提高抗风力或抗地震水平力的能力，并 有利于建筑保温和节能。
图1是本实用新型的结构示意图，
图2是第二种本实用新型的结构示意图，
图3是第三种本实用新型的结构示意图，
图4是实施例1的改进结构示意图，
图5是实施例2的改进结构示意图，
图6是实施例3的改进结构示意图，
图7是钢筋骨架的结构示意图，
图8是图2中肋板的钢筋结构的示意图， 图中1—拱板，101—连接肋，102—横向拉筋槽，2—连接孔，3—钢筋骨 架，4一肋板，5—泄水孔，6—混凝土， 7—灌浆孔，8—主筋，801—弯钩，9一 锚固搬运筋，901—折钩，IO—分布筋，11—肋板钢筋，1101—圈筋，1102—网格筋。
具体实施方式实施例1 如图1所示本实施例所提供的一种多功能预制 拱片，是本实用新型的普通片，它包括拱板1及两端设有的连接肋101，参见图 7，拱板1和连接肋101均包括钢筋骨架3和包覆于钢筋骨架3外围的混凝土 6;
钢筋骨架3包括上、下两根主筋8和两根主筋8之间固接的七根分布筋10，主 筋8的两端设有延伸出连接肋101混凝土后端面的、向外侧弯折的弯钩801，中 间的分布筋即第四根分布筋10上固设有延伸出拱板1后面的、向左右两侧延伸 的锚固搬运筋9，锚固搬运筋9伸出端设有向中心线方向弯曲的折钩901;连接 肋101上设有连接孔2。安装时，连接螺栓穿过相邻拱片的连接孔2，将相邻的 拱片连接为一体，连接螺栓也可作为装修时的固定件使用。本实用新型的矢跨 比最好是小于1/8的坦拱，属于拱形趋近区内的拱形。这样，不仅对荷载分布 变化有较大的适应能力，而且轴力大，偏心小，有利于将侧向土压力对结构的 弯拉破坏转变为受压破坏，大大提高承载能力。
实施例2 如图2所示为了提高拱片的整体刚度，本实施例所提供的这种多 功能预制拱片，在拱板1一侧增加有肋板4，以提高拱片的整体刚度；参见图8， 肋板4包括肋板钢筋11和包覆于肋板钢筋11的肋板混凝土，肋板钢筋ll由圈 筋1101和固设于圈筋1101内的网格筋1102组成。
肋板4也可设在拱板1的一侧或两侧。肋板4的厚度为25mm。 这种设有肋板4的拱片，称之为加强片，它用于受力较大的部位，如地质 条件极差、围岩压力变化大，而难以预计的地段。当层高超过4m时，也可在墙 体中部增设一至数层加强片。在直墙与拱部交接处，也可设置加强片。
作为本实施例的完善，肋板4的中部设有泄水孔5，万一地下某层有少量渗 水，可通过泄水孔5将渗水排到底层排水通道流至集水池排除。 实施例3 本实施例所提供的这种多功能预制拱片，称为封顶片，其结构如图 3所示拱板l中部的上侧或下侧设有灌桨孔7，封顶片用以修筑砌制在各地下 楼层外墙的最上一层，最上一块拱片安装完成后，向灌浆孔7灌浆，将杀肩部位的混凝土灌注密实。
各实施例所提供的多功能预制拱片的最佳规格是长lm、宽30cm、厚6cm， 矢跨比小于1/8。
作为本实用新型的完善，参见图4至图6:连接肋101外侧设有横向拉筋槽 102。这种结构的本实用新型，用于地质条件极差、围岩变化大，而难以预计的 地方，作为调整横向应力、防止横向受力不匀之用。
本实用新型着重解决了现有技术的以下四个问题
第一， 一般无筋墙体，只能承受垂直荷载、而不能有效承受水平推力的作 用。本优化拱片不仅能承受侧向压力，而且具有不同荷载组合下优化受力功能。
本实用新型用于建造墙体，通过优化受力，充分发挥混凝土抗压优势，可 以增强承载能力或减薄结构厚度。优化拱片利用小矢跨比的坦拱，加大轴力， 减小弯矩，使作用的水平压力转化为拱圈轴力，达到拱截面处于小偏心受压状态， 避免拱圈截面受弯拉而破坏。由于混凝土抗压强度比抗拉强度约高10倍，使各 个截面受压，就充分发挥了混凝土抗压优势.因此，在同样安全系数下，不仅使 衬砌厚度大幅度减薄，位移显著减少，也节约大量钢筋。
第二，地下墙体，没有考虑来压围岩时间影响，致使在未达到强度时，已 被受力破坏，而本实用新型具有立即受力的功能；
利用本实用新型能实现快速安装、立即受力，使承载结构完成在围岩的自 稳时间之前，可以有效地防止四周土体位移。围岩或基坑土方在挖开后都有一 定自稳时间，即使来压也是逐渐增加的。而预制优化拱片已达到设计强度，利 用优化拱片做墙体内模、土体做外模，可以在围岩来压之前快速， 一般二小时 左右即完成安装，安装并浇灌现浇混凝土后可以立即受力，即使现浇混凝土尚 未凝固不能承受任何水平力，仅靠6cm优化拱片就可以承受400KPa的侧向压力。 可以有效防止位移，使周边建筑、道路、管网的安全问题更有保证。在隧道工 程中，用先柔后刚的组合承载拱，通过承载力与地压同步增长的优势，巧妙地 解决了新奥法选择适当支护时机和适当支护刚度的难题。第三，隧道的防、排水层， 一般设在初期支护和二次支护之间，既易受钢 筋或突出尖石破坏，又难以维修的现状。
采用本实用新型，利用现浇防水混凝土与本实用新型建筑物完全错缝、消 灭施工通缝、严禁钢筋穿透、压浆堵漏、局部设置膨胀止水条方法防水，再用 拱片节约的空间，构成排水系统，圆满解决了水下工程防排水问题。
第四，地下工程支护要求根据围岩变化动态及时进行调整修改，现代支护 通过调整锚杆参数、增加喷层厚度、增设钢架、格栅等方法解决，往往影响使 用空间。
本实用新型修筑地下工程，具有自动应力调整系统、人工应力调整系统及 调整空间。
自动应力调整系统是利用优化拱片组成的柔性多铰结构自身有限变形产生 弹性抗力作用，使其拱轴线与压力线接近，从而发挥了材料抗压能力、使得整 体承载能力得以提高。
人工应力调整系统包括纵向和横向应力调整系统。纵向应力调整系统靠连 接肋101上设有连接孔2实施；横向应力调整系统靠横向拉筋槽102实施。其 方法是在变形或裂缝段两侧，通过孔或槽穿入后张予应力钢筋拉紧锚固，即可 提高整体承载能力，解决局部应力集中问题。
即使在围岩变化很大的情况，还可在预制拱片内侧的节省空间内，设置型 钢拱架，在不影响使用净空的前提下，保证工程安全，同时为动态设计创造条 件。
上述方法，可以在不影响使用空间的前提下，有效地解决了围岩变化动态 及时调整应力和修改结构问题，为低投入保证工程安全和使用要求创造了条件。
权利要求1、一种多功能预制拱片，其特征在于它包括拱板(1)及两端设有的连接肋(101)，所述拱板(1)和所述连接肋(101)均包括钢筋骨架(3)和包覆于所述钢筋骨架(3)外围的混凝土(6)；钢筋骨架(3)包括上、下两根主筋(8)和两根所述主筋(8)之间固接的数根分布筋(10)，所述主筋(8)的两端设有延伸出连接肋(101)混凝土后端面的、向外侧弯折的弯钩(801)，中间的所述分布筋(10)上固设有延伸出所述拱板(1)后面的、向左右两侧延伸的锚固搬运筋(9)，所述锚固搬运筋(9)伸出端设有向中心线方向弯曲的折钩(901)；所述连接肋(101)上设有连接孔(2)。
2、 如权利要求l所述的一种多功能预制拱片，其特征在于所述拱板(1) 一侧增加有肋板(4);所述肋板(4)包括肋板钢筋(11)和包覆于所述肋板钢筋(11)的肋板混凝土，所述肋板钢筋(11)由圈筋(1101)和固设于所述圈 筋(1101)内的网格筋(1102)组成。
3、 如权利要求2所述的一种多功能预制拱片，其特征在于所述肋板(4) 的中部设有泄水孔(5)。
4、 如权利要求l所述的一种多功能预制拱片，其特征在于所述拱板(1) 中部的上侧或下侧设有灌浆孔(7)。
5、 如权利要求1至4任间一项所述的一种多功能预制拱片，其特征在于所述连接肋(101)外侧设有横向拉筋槽(102)。
6、 如权利要求5所述的一种多功能预制拱片，其特征在于所述拱片规格是长lm、宽30cm、厚6cm，矢跨比小于1/8。
专利摘要本实用新型属于建筑工程构件领域，具体地说是一种多功能预制拱片。它包括拱板及两端设有的连接肋，拱板和连接肋均包括钢筋骨架和包覆于钢筋骨架外围的混凝土；钢筋骨架包括上、下两根主筋和两根主筋之间固接的数根分布筋，主筋的两端设有延伸出连接肋混凝土后端面的、向外侧弯折的弯钩，中间的分布筋上固设有延伸出拱板后面的、向左右两侧延伸的锚固搬运筋，锚固搬运筋伸出端设有折钩；连接肋上设有连接孔。它适用于修筑各类不同地质条件、不同尺寸、不同形状的隧道、坑道、巷道、地道以及地下拱形厂房、城市地铁等地下建筑，也适用于修筑地面建筑保温防震墙、基坑支护和地下室外墙合一墙、挡土墙，还适用于建造覆土建筑围护墙和承重顶盖。
文档编号E02D29/02GK201296994SQ20082017943
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者王胜利 申请人:兰州南特数码科技股份有限公司