一种用于地铁车站的预制轨顶风道及其施工方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种地铁车站预制轨顶风道与现浇中板同时施工、与现浇中板后挂施工、与预制叠合中板同时施工的施工方法。

背景技术：

地铁车站内轨顶风道的施工现今主要采用非预制的现浇混凝土工艺为主的传统施工方式，这种施工方式工业化程度不高、设计建造比较粗放、产品质量不稳定、建设效率低、劳动力需求量大、材料损耗和建筑垃圾量大、资源和能源消耗较大，不能满足节能、环保的可持续发展建设要求。在施工方面，主要存在以下缺点：

(1)轨顶风道净空高度不到1米，模板架设、钢筋绑扎非常困难；

(2)浇筑轨顶风道吊墙困难，很难浇筑密实，对于顶挂式屏蔽门，要求风道土建施工定位控制到10mm以内，如果施工精度达不到，整改特别困难；

(3)车站内部主体结构施工完成后，再进行二次结构施工轨顶风道，需要土建二次进场，同时机电安装、车站装修和轨道施工也进场了，会出现交叉作业，影响全线工期。

在近些年的一些地铁项目中，比如成都地铁2号线、北京地铁6号线等也做过预制轨顶风道的尝试，但效果并不好，主要存在以下问题：

(1)永久受力的关键连接节点采用钢结构连接，存在防腐防火问题，且后期维护费用高；

(2)预制轨顶风道未考虑纵向连接，密闭性得不到保证；

(3)采用普通混凝土预制轨顶风道的构件重量太重，施工难度大；

(4)仍然需要二次土建作业，施工效率并未提高；

(5)需要在中板打洞进行吊挂预制风道进行安装，施工精准度不高。

专利公告号cn110042861a《一种地铁车站装配式轨顶风道及与预制中板的连接节点》公开了一种预制轨顶风道的结构，但此种一种预制轨顶风道的结构必须配合文中所述的预制中板使用，而在现在的现场施工工艺中，中板大多使用现浇非预制的结构，故此专利在现阶段使用率不高。

专利公告号cn207750094u《一种地铁车站整体预制轨顶风道装配结构》公开了一种预制轨顶风道的结构，但此种轨顶风道的连接结构为预埋螺栓孔的连接方式，在使用过程中螺栓与空气接触，长时间会导致螺栓腐蚀脱落，且不易抵抗火灾，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种用于地铁车站的预制轨顶风道及其施工方法。主要优点包括重量更轻，可以与地铁中板同时施工，整体性能更好，同时采用可回收的设计以回收型钢，以及使用预埋胡子筋与中板连接，更安全可靠，且无需后期维护。

一种用于地铁车站的预制轨顶风道，其特征在于，包括两侧板、底板，所述两侧板和底板一体成型构成“u”形结构，所述两侧板、底板以及支撑结构形成风道端口，所述风道端口的其中一面设置有凹陷口。

优选的，所述两侧板上部设置有钢筋或胡子筋或钢筋接驳器。

优选的，所述两侧板上部还设置有可活动连接的支撑结构，所述支撑结构为木模板和型钢的组合。

优选的，所述预制轨顶风道内设置有隔墙，所述底板的长边被隔墙隔开为两部分。

优选的，所述型钢与两侧板通过带螺栓孔端板连接。

优选的，所述型钢呈工字形或倒t形。

优选的，所述型钢的数量大于或等于2。

优选的，所述凹陷口为第一凹槽，所述第一凹槽的横截面积小于风道端口的横截面积，所述的风道端口的另一端为平面。

优选的，所述凹陷口包括第一凹槽和第二凹槽，所述第二凹槽设置在第一凹槽内，所述风道端口的另一端设置有凸起结构，所述凸起结构的横截面积小于或等于第一凹槽的横截面积。

优选的，风道侧板上设置有手孔，与手孔相邻的风道侧板的一面上设置有螺孔，所述手孔与螺孔相通。

优选的，风道侧板和风道端口的连接处设置有预埋钢盒，螺孔设置在预埋钢盒上且位于风道端口的一面。

优选的，其特征在于，所述预埋钢盒的两侧分别设置有椭圆形或圆端形的孔。

优选的，所述预制轨顶风道内部转角处做腋角。

优选的，所述腋角处设有定位销孔，所述定位销孔内设置有定位销。

一种预制轨顶风道与现浇中板同时施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作预制轨顶风道；

(2)连接若干节轨顶风道至设计长度并将预制轨顶风道抬升至设计标高，或将预制轨顶风道抬升至设计标高并连接若干节轨顶风道至设计长度

(3)支设风道范围以外的脚手架与中板底模；

(4)浇筑中板混凝土；

(5)待中板强度达标后，拆卸预制轨顶风道的支撑结构，重复步骤(2)-(4)进行下一阶段预制轨顶风道施工。

一种预制轨顶风道和预制叠合中板施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作预制轨顶风道；

(2)在中板位置安装预制叠合板；

(3)在轨顶风道顶部钢筋相对应位置的叠合中板底部预留钢筋插孔；

(4)连接若干节轨顶风道至设计长度并将预制轨顶风道抬升至设计标高，或将预制轨顶风道抬升至设计标高并连接若干节轨顶风道至设计长度，此时预制轨顶风道的钢筋插入所述预留钢筋插孔内；

(5)绑扎中板上部钢筋，浇注中板叠合层混凝土，待混凝土强度达标后，拆卸预制轨顶风道的支撑结构，重复步骤(2)-(4)进行下一阶段预制轨顶风道施工。

一种预制轨顶风道与现浇中板后挂施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作预制轨顶风道；

(2)浇筑中板混凝土，并在与轨顶风道钢筋接驳器相对应位置的中板底部预留安装孔；

(3)连接若干节轨顶风道至设计长度并将预制轨顶风道抬升至设计标高，或将预制轨顶风道抬升至设计标高并连接若干节轨顶风道至设计长度，此时将两端带拉丝的钢筋下端从中板顶部预留安装孔向下插入所述轨顶风道预留钢筋接驳器内；

(4)在预留安装孔内灌浆，将两端带拉丝的钢筋上端在中板上表面采用螺栓与中板固定；

(5)重复步骤(2)-(4)进行下一阶段预制轨顶风道施工。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

(1)本发明采用的轨顶风道是轻骨料混凝土和普通钢筋的形式，轻骨料混凝土容重为1600-1800kg/m³，在满足强度与刚度要求的前提下，同时，由于采用预制的轨顶风道，其风道的两侧板的厚度均为150mm，相比现场浇筑的风道两侧板厚度共减少150mm，明显节约混凝土用量，且风道自重减轻约1/3，方便运输与吊装；

(2)从施工工艺流程来说，预制轨顶风道与中板同时施工，相比于现有技术中先完成中板，后施工轨顶风道的工艺相比，无需二次土建施工，整体性更好，施工效率更快；

(3)本发明所采用的轨顶风道，所使用的风道范围内顶部型钢只在施工期间使用，施工完成后可回收；

(4)本发明所采用的外伸胡子钢筋与现浇混凝土锚固连接，相比钢结构连接方式，更安全可靠，且无需后期维护；

(5)本发明在风道侧板及底板纵向留有凸起结构，接缝处采用复合橡胶密封条呈倒梯形填充第二凹槽，前一节风道的凸起结构插入后一节风道的第一凹槽，在接缝处填充泡沫胶板，在泡沫胶板的外层使用改性硅酮密封胶，使用两层密封结构保证风道连续的紧密性；而相邻两个风道件使用四端预留的螺栓孔连接，安装时通过螺栓提供预紧力，将两节段风道进行连接；

(6)在满足通风面积的前提下，u型风道内两底部的两个折角处进行腋角处理，以避免折角处的应力集中，保证风道的整体性。

(7)该类型风道适用于与现浇中板同时施工、与现浇中板后挂施工、与预制叠合中板同时施工，更具灵活性。

附图说明

图1是本发明一种轨顶风道的正视图；

图2是本发明一种轨顶风道的后视图；

图3是本发明一种轨顶风道实施例1的施工剖面图；

图4是本发明一种轨顶风道实施例1的施工侧视图；

图5是本发明一种轨顶风道施工实施例1的多节段侧视图；

图6是本发明一种轨顶风道的实施例2的结构示意图；

图7是实施例2的预制轨顶风道间的连接右侧示意图

图8是实施例2中的预制钢盒通过圆端形孔连接的示意图；

图9是实施例4中二次浇注混凝土前、轨顶风道安装结构示意图；

图10是实施例4中轨顶风道安装后、二次浇注混凝土的结构示意图。

图中标号所代表的含义为：1、中板；2、u字型风道；3、活动支架；4、钢筋；5、凸起结构；6、螺孔；7、密封胶条；8、接触网连接件；9、孔洞；10、中板底膜；11、密封胶；12、螺母；13、型钢；14、木模板；15、手孔；16、带螺栓孔端板；17、对穿螺栓；18、第一凹槽；19、第二凹槽；20、隔墙；21、预埋钢盒；22、定位销孔；23、预留钢筋插孔；24、预制叠合板。

具体实施方式

本发明公开了一种用于地铁车站的预制轨顶风道及其施工方法，所述轨顶风道具体为通过轻骨料混凝土放入模具内浇筑而成的u字型构件，其中，所述轻骨料钢筋混凝土为轻骨料混凝土和普通钢筋混合配制的形式，轻骨料混凝土容重为1600-1800kg/m³，同时，由于采用预制的轨顶风道，相比现场浇筑的风道两侧板厚度共减少50％-80％，风道重量减轻1/3，方便运输与吊装。

如图1和图6所述，本发明存在两种轨顶风道，其一为，如图1所示的呈“u”型的轨顶风道，所述轨顶风道包括两侧板、底板；其二为，如图6所述的呈“w”型的轨顶风道，所述轨顶风道包括两侧板、底板和隔墙(20)，所述底板的长边被隔墙(20)隔开为两部分。

如图1和图6所示，在本发明中，存在两种风道间的连接方式：分别是采用平端面或设置有承插式凹凸接口。采用平端面连接的具体方式是，凹陷口仅包含第一凹槽(18)，在所述第一凹槽中填充复合橡胶密封条，以连接前后两节风道；采用承插式凹凸接口连接的具体方式，凹陷口包含第一凹槽(18)和第二凹槽(19)，此时在第二凹槽(19)内填充填充复合橡胶密封条，第一凹槽(18)与相邻轨顶风道的凸起结构相对应(5)，可相互契合，以连接前后两节风道。

所述的复合橡胶密封条为海绵腻子止水条，所述的海绵腻子止水条的边缘由未硫化丁基橡胶腻子组成，未硫化丁基橡胶腻子中间为epdm发泡海绵，所述的未硫化丁基橡胶腻子的粘结拉伸剪切强度不低于0.07mpa，密度为1.6+0.3g/cm3，海绵的拉伸强度不低于1.0mpa，断裂伸长率不低于100％，密度为0.5+0.15g/cm3。

实施例1

图1和图2是本发明一种轨顶风道的正视图和后视图。预制轨顶风道包括u字型风道2，所述风道内底板与两侧板一体成型，风道侧板顶端预留钢筋4，所述钢筋可经折弯处理呈“l”形或是内部空心的钢筋连接器。风道端口是指由风道底板和两侧板组成，其有2个端面。风道端口的一端留有向外延伸的凸起结构5，风道端口的另一端设有与凸起结构5相对应的第一凹槽18，使得所述凸起结构5可以正好插入第一凹槽18，在第一凹槽18的里面还设置有呈“口”字形的第二凹槽19，用以填充复合橡胶密封条。

风道侧板下伸出的一端内设置有与供地铁屏蔽门连接的孔洞9，风道端口两个端面上与下一风道的连接处分别设置有4个两两相对的螺孔6，用以连接前后两节风道。与车站侧板相对应的风道侧板面上设有4个手孔15，在此处紧固螺孔6内螺栓的螺母12。风道侧板的顶部还设置有4个贯穿侧板的对穿螺栓孔，在实际使用时，将型钢13的两端分别与带螺栓孔端板16焊接，再将焊接好带螺栓孔端板16的型钢与风道侧板顶部通过对穿螺栓17连接，最后在紧贴型钢上部安装木模板14。木模与木模、木模与侧板接缝处填充密封胶，使得风道形成回字形封闭构件。待中板达标后回收风道顶部的木模板14与型钢13，风道顶部型钢只在施工期间使用，后期可拆除回收，物尽其用，节能环保。

图3和图4本发明一种轨顶风道的施工剖面图与侧视图。由于地铁车站的轨顶风道较长，使用预制的轨顶风道通长需要若干节轨顶风道前后拼接而成。图3是正在施工中的一节轨顶风道的剖面图。在施工时，待车站底板施工完毕后，在轨顶风道以外的地方设置脚手架以待浇筑中板，在风道下使用活动支架3以备将风道升起至预留位置。活动支架3的底部设有滚轮可前后位移，活动支架3的上表面分别设有可供风道上下位移的气缸，所述气缸与风道下表面预埋的接触网连接件8接触，使得风道在上下位移时更稳定。施工时，首先将已安装好型钢13与木模板14的预制轨顶风道前后若干节连接，连接方式是：在前一节的轨顶风道螺孔6内插入螺栓，并在前一节轨顶风道的第二凹槽19内填充密封胶条7，将后一节的轨顶风道的凸起结构5插入前一节轨顶风道的第一凹槽18内，此时，前一节轨顶风道的螺栓6同时也插入了后一节轨顶风道的螺栓孔内，分别在前后两节的轨顶风道的手孔15内拧紧螺栓。与此同时，由于后一节轨顶风道与前一节轨顶风道的连接，挤压填充在前一节轨顶风道第二凹槽19内的密封胶条，会出现部分密封胶条由于挤压不均匀而出现凹凸不平的状况，在前后两节轨顶风道的连接处，填充泡沫胶板，并在泡沫胶板上涂抹改性硅酮密封胶以保持密封状态。

图5为连接多段轨顶风道的侧视图，如图所示，在相邻风道的接缝处，即第一凹槽18的外边缘，填充泡沫胶板，并在泡沫胶板上涂抹改性硅酮密封胶，以防止改性硅酮密封胶渗入轨顶风道内，破坏结构。

本发明实施例1的一种轨顶风道与中板同时施工的一种方法，包括如下步骤：

(1)将型钢13两端与带螺栓孔端板16焊接；

(2)将焊好端板的型钢13与轨顶风道侧板顶部通过对穿螺栓17连接；

(3)在型钢13的上部安装木模板14，在木模板14与侧板接缝处填充密封胶；

(4)在轨顶风道第二凹槽19内布设密封胶条7；

(5)在相邻两轨顶风道的螺孔6内插入螺栓，在手孔17处安装螺母12并拧紧；此时，后一节风道的凸起结构5与前一节风道的第一凹槽18契合连接，并向外挤压第二凹槽19的密封胶条7；

(6)采用活动支架3将组合好的轨顶风道抬升至设计标高；

(7)重复上述(1)-(6)的步骤，将若干节轨顶风道前后组合拼接；

(8)在相邻两节风道的接缝处填充泡沫胶板，并在泡沫胶板上涂抹改性硅酮密封胶；并在相邻木模板14间填充密封胶；

(9)支设风道范围以外的脚手架与中板底模；

(10)在风道范围以外的中板底模与风道顶板接缝处填充密封胶11；

(11)绑扎中板钢筋，浇筑中板混凝土；

(12)待中板强度达到80％，可拆下轨顶风道的木模板14与型钢13，前移活动支架3，重复步骤(1)-(11)进行下一阶段轨顶风道施工。

在上述第6步骤中，可先将单个轨顶风道使用活动支架3抬升至设计标高后前后拼接。

实施例2

如图6所示是本发明第二实施例的结构示意图。预制轨顶风道包括侧板、底板和隔墙20，所述侧板、底板和隔墙20设置有钢筋4，所述钢筋4可以是经折弯处理后呈“l”字形的胡子筋或是内部空心的钢筋连接器，所述侧板、底板和隔墙20穿设有型钢13，所述型钢13呈倒“t”形，在型钢13的下表面设置有木模板14。所述底板的长边被隔板分隔成两个部分。

所述轨顶风道至少包含两个，所述底板与侧板组成的一端设置有第一凹槽18，所述第一凹槽18内填充有复合橡胶密封条。所述底板与侧板组成的一端预埋有预埋钢盒21，所述预埋钢盒21为空心结构，且紧贴侧板表面设置，预埋钢盒21的外表面设置有螺孔6。在风道底部采用掖角处理，在掖角处设置有定位销孔22。

前后两个轨顶风道连接时，首先在第一凹槽18内填充密封胶条，所填充的密封胶条的厚度超过第一凹槽18的深度；其次，分别在钢盒21和定位销孔22内插入螺栓和定位销；再次，将前后两节轨顶风道连接，在钢盒21处拧紧螺栓的螺母；最后，在前后两节轨顶风道的连接处填充泡沫胶板，并在泡沫胶板上涂抹改性硅酮密封胶。

如图8所示，所述预埋钢盒(21)的两侧分别设置有椭圆形或圆端形的孔，所述预埋钢盒(21)的两侧位于同一预制轨顶风道侧板两端口的孔位置呈交叉关系。当若干预制轨顶风道首位对应连接时，连接处的椭圆形或圆端形的孔会交叉，螺栓通过交叉孔将相邻的预制轨顶风道连接。预制轨顶风道两端口的椭圆形或圆端形螺孔的交叉方向设计，有利于方便快捷的将两螺孔对准连接。

本发明实施例2的一种轨顶风道与现浇中板同时施工的方法，包括如下步骤：

(1)在轨顶风道的侧板和隔墙的上部穿设有“t形”型钢13；

(2)在型钢的下表面上侧粘贴木模板14；

(3)在风道端口一端的预埋钢盒21和定位销孔22分别插入螺栓和定位销；

(4)采用活动支架3将组合好的轨顶风道抬升至设计标高；

(5)在预埋钢盒21的侧面拧紧螺栓的螺母；

(6)重复上述(1)-(5)的步骤，将若干节轨顶风道前后组合拼接；

(7)在相邻两节风道的接缝处填充泡沫胶板，并在泡沫胶板上涂抹改性硅酮密封胶；并在相邻木模板14间填充密封胶；

(8)支设风道范围以外的脚手架与中板底模；

(9)在风道范围以外的中板底模与风道顶板接缝处填充密封胶11；

(10)绑扎中板钢筋，浇筑中板混凝土；

(11)待中板强度达80％以上后，可拆下轨顶风道的木模板14与型钢13，前移活动脚手架3，重复步骤(1)-(10)进行下一阶段轨顶风道施工。

在上述第6步骤中，可先将单个轨顶风道使用活动支架3抬升至设计标高后前后拼接。

实施例3

在本发明实施例3中，采用如实施例1或实施例2中的“u型”或“w型”轨顶风道，在本实施例中的轨顶风道侧板内预埋钢筋接驳器，所述钢筋接驳器的上表面与轨顶风道侧板的上表面平齐，其他轨顶风道间的连接方式如实施例1或实施例2中所述，采用平端面连接或承接式凹凸接口的连接方式。

本发明实施例3一种预制轨顶风道和预制叠合中板同时施工或与现浇中板后挂施工的方法，包括以下步骤：

(1)制作“u”型轨顶风道，并在所述轨顶风道两侧板内预埋钢筋接驳器，所述钢筋接驳器的上表面与轨顶风道侧板的上表面平齐；

(2)预制轨顶风道吊运就位于拼装平台后，先相互定位纵向拼装，使用密封胶条填充第二凹槽19，在预埋钢盒21内插入螺栓，由于预埋钢盒的侧边采用椭圆形或圆端形接口设计，使得前后两节轨顶风道的钢盒更易对准螺接；

(3)现浇中板施工时，或者预制叠合板生产时提前在轨顶风道安装位置沿车站纵向预留椭圆形孔，所述孔径大于钢筋直径；

(4)将拼接好的预制轨顶风道顶部钢筋4插入中板底部预留好的椭圆形孔洞内；

(5)所插入钢筋在中板顶面采用螺栓固定，同时在中板螺栓孔内灌浆固定；

(6)待混凝土强度达标后，拆卸预制轨顶风道的支撑结构，重复上述步骤(2)-(5)直至施工完毕。

在上述第2步骤中，可先将单个轨顶风道使用活动支架3抬升至设计标高后前后拼接。

实施例4

在本发明实施例4中，采用如实施例1或实施例2中的“u型”或“w型”轨顶风道，在本实施例中的轨顶风道侧板内预埋钢筋(4)，其他轨顶风道间的连接方式如实施例1或实施例2中所述，采用平端面连接或承接式凹凸接口的连接方式。

一种预制轨顶风道和预制叠合中板施工的方法，包括以下步骤：

(1)制作预制轨顶风道；

(2)在中板位置安装预制叠合板(24)；

(3)在轨顶风道顶部钢筋(4)相对应位置的叠合板(24)底部预留钢筋插孔(23)；

(4)连接若干节轨顶风道至设计长度；

(5)如图9所示将预制轨顶风道抬升至设计标高，此时预制轨顶风道的钢筋(4)插入所述预留钢筋插孔(23)内；

(6)如图10所示，绑扎中板上部钢筋，浇注中板叠合层混凝土，待混凝土强度达标后，拆卸预制轨顶风道的支撑结构，重复步骤(2)-(5)进行下一阶段预制轨顶风道施工。

在上述第5步骤中，可先将单个轨顶风道使用活动支架3抬升至设计标高后前后拼接。