一种预制装配式地下结构的制作方法

本实用新型属于地下工程技术领域，具体涉及一种预制装配式地下结构。

背景技术：

现有的地下工程，如地铁车站，其常规做法是采用混凝土结构现浇形式，但车站空间尺寸大，模板支架施工复杂，导致施工周期长、速度慢。随着装配式技术的发展，地下结构也陆续出现了局部采用装配式。公开号为cn103912011a的专利公开了一种预制装配式地铁车站结构，但其结构存在几个问题难以克服：

1）结构未设置中柱，跨度大，结构受力不尽合理；为控制分块数量，分块不能保证在受力较小位置，如顶部接头处于弯矩最大位置；

2）虽然车站顶底板、侧墙采用预制装配式形式，但车站的中板、中立柱仍然需要二次现场浇筑，装配程度不高；

3）构件尺寸大，重量大，预制生产需要的钢模成本高，精度要求难以实现；且运输及现场吊装存在运输困难大、吊装风险高的难题；同时，对施工场地（面积、宽度）要求高；

4）结构起拱高度大，加大车站埋深，增加基坑深度，加大围护工程造价；

5）构件分块少，纵向分块间距小，实际接缝总长度（环向缝+纵向缝）长度仍较大。

因此，有必要设计一种新型预制装配式地下结构，采用全预制装配式结构形式，以克服上述问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种预制装配式地下结构，使结构受力更为合理，且能够避免现场二次浇筑混凝土的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种预制装配式地下结构，包括预制底板、预制侧墙和预制顶板；所述预制底板的两端分别通过预制底板边节点与两个预制侧墙的底部连接，所述预制顶板的两端分别通过预制顶板边节点与两个预制侧墙的顶部连接，所述预制底板的中部通过预制立柱与所述预制顶板连接；所述预制底板由多个预制底板分块拼接而成，所述预制顶板由多个预制顶板分块拼接而成。

进一步地，所述预制底板边节点的一端向下倾斜并与所述预制底板连接，另一端弯折至竖直方向并与所述预制侧墙连接；所述预制顶板边节点的一端向上倾斜并与所述预制顶板连接，另一端弯折至竖直方向并与所述预制侧墙连接。

进一步地，所述预制底板与所述预制顶板之间设有预制中板，所述预制中板的两端分别与两侧的预制侧墙连接；所述预制立柱包括预制上柱和预制下柱，所述预制底板的中部通过预制下柱与所述预制中板连接，所述预制中板的中部通过预制上柱与所述预制顶板连接。

更进一步地，所述预制中板包括预制中板中节点和预制中板分块，所述预制中板中节点的两端分别通过预制中板分块与两侧的预制侧墙连接；所述预制下柱的顶部和所述预制上柱的底部均与所述预制中板中节点连接。

更进一步地，所述预制上柱的顶部通过预制上柱分支与所述预制顶板连接；所述预制下柱的底部通过预制下柱分支与所述预制底板连接；所述预制上柱分支和所述预制下柱分支均包括一体成型的水平段以及与水平段两端连接的两个倾斜段，所述预制上柱分支的水平段与所述预制上柱的顶部连接，所述预制下柱分支的水平段与所述预制下柱的底部连接。

更进一步地，所述预制侧墙包括预制侧墙分块和预制中板边节点，所述预制中板边节点包括一体成型的竖直部分和水平部分，所述水平部分的一端与所述竖直部分固结，另一端与所述预制中板的端部连接；所述竖直部分的上端和下端分别通过预制侧墙分块与预制顶板边节点和预制底板边节点连接。

进一步地，所述预制底板分块包括三个第一预制底板分块和两个第二预制底板分块，三个第一预制底板分块沿地下结构的环向依次连接，位于两侧的第一预制底板分块分别通过两个第二预制底板分块与所述预制底板两侧的预制底板边节点连接。

更进一步地，所述第二预制底板分块由其与所述第一预制底板分块连接的一端向上倾斜并与所述预制底板边节点连接。

进一步地，所述预制顶板分块包括三个第一预制顶板分块和两个第二预制顶板分块，三个第一预制顶板分块沿地下结构的环向依次连接，位于两侧的第一预制顶板分块分别通过两个第二预制顶板分块与所述预制顶板两侧的预制顶板边节点连接。

更进一步地，所述第二预制顶板分块由其与所述第一预制顶板分块连接的一端向下倾斜并与所述预制顶板边节点连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的预制装配式地下结构采用全预制形式，将各主要节点范围作为一个整体，在受力较小的位置完成结构分块，利用中柱减少结构跨度，结构更为合理，结构连接更为简单；全部受力构件均采用预制装配形式，避免现场二次浇筑混凝土的问题；同时，因环向分块较小，可以加大纵向分块尺寸，减少实际接缝总长度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的预制装配式地下结构的横断面图；

图中：1、预制上柱，2、预制下柱，3、预制上柱分支，4、预制下柱分支，5、预制顶板边节点，6、预制中板边节点，7、预制底板边节点，8、预制顶板分块，9、预制侧墙分块，10、预制底板分块，11、预制中板分块，12、预制中板中节点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实施例提供一种预制装配式地下结构，包括预制底板、预制侧墙和预制顶板；预制底板的两端分别通过预制底板边节点7与两个预制侧墙的底部连接，预制顶板的两端分别通过预制顶板边节点5与两个预制侧墙的顶部连接，预制底板的中部通过预制立柱与预制顶板连接；预制底板由多个预制底板分块10拼接而成，预制顶板由多个预制顶板分块8拼接而成。本实施例将地下结构的主要受力构件预制装配化，将各主要节点位置作为一个整体构件块，如预制顶板边节点5和预制底板边节点7等，并在受力较小的位置完成结构分块，充分利用预制立柱来减小结构跨度；将预制底板和预制顶板都分为由多个预制的分块拼接，能够减小单个预制构件分块尺寸，降低构件重量，利于吊装、运输和拼接，有效地避免已有预制装配式车站形式存在的构件重、结构受力不尽合理、运输吊装难度大等问题，可以加快施工周期，降低工程风险，节省工程费用。

进一步地，预制底板边节点7的一端向下倾斜并与预制底板连接，另一端弯折至竖直方向并与预制侧墙连接；预制顶板边节点5的一端向上倾斜并与预制顶板连接，另一端弯折至竖直方向并与预制侧墙连接。如图1所示，本实施例的预制底板边节点7的竖直部分与向下倾斜部分之间的夹角大于90°，预制顶板边节点5的竖直部分与向上倾斜部分之间的夹角大于90°。

进一步地，预制底板与预制顶板之间设有预制中板，预制中板的两端分别与两侧的预制侧墙连接；预制立柱包括预制上柱1和预制下柱2，预制底板的中部通过预制下柱2与预制中板连接，预制中板的中部通过预制上柱1与预制顶板连接。如图1所示，本实施例的地下结构也可以用于两层地下结构的施工，并充分利用预制立柱和预制中板减少结构跨度，减少构件分块尺寸，相应大幅度减少构件重量，一般不超过30吨，利于吊装和运输。

更进一步地，预制中板包括预制中板中节点12和预制中板分块11，预制中板中节点12的两端分别通过预制中板分块11与两侧的预制侧墙连接；预制下柱2的顶部和预制上柱1的底部均与预制中板中节点12连接。如图1所示，本实施例的预制中板中节点12为t形结构，并将预制下柱2的顶部和预制上柱1的底部均与预制中板中节点12连接，避免预制下柱2和预制上柱1之间的节点与预制中板分块11和预制中板分块之间的节点处于同一位置。

更进一步地，预制上柱1的顶部通过预制上柱分支3与预制顶板连接；预制上柱分支3包括一体成型的上水平段和两个上倾斜段，两个上倾斜段的一端分别与上水平段的两端固结，两个上倾斜段的另一端均与预制顶板连接；上水平段与预制上柱1的顶部连接；预制下柱2的底部通过预制下柱分支4与预制底板连接；预制下柱分支4包括一体成型的下水平段和两个下倾斜段，两个下倾斜段的一端分别与下水平段的两端固结，两个下倾斜段的另一端均与预制底板连接；下水平段与预制下柱2的底部连接。

更进一步地，预制侧墙包括预制侧墙分块9和预制中板边节点6，预制中板边节点6包括一体成型的竖直部分和水平部分，水平部分的一端与竖直部分固结，另一端与预制中板的端部连接；竖直部分的上端和下端分别通过预制侧墙分块9与预制顶板边节点5和预制底板边节点7连接。如图1所示，本实施例将侧墙与中板的节点作为一个整体，从而将预制侧墙与预制中板的节点与预制侧墙的分块之间的节点错开；且预制侧墙分块9中间部分的厚度小于其两端的厚度，可以减小预制侧墙分块9的重量，便于运输、安装。

进一步地，预制底板分块10包括三个第一预制底板分块和两个第二预制底板分块，三个第一预制底板分块沿地下结构的环向依次连接，位于两侧的第一预制底板分块分别通过两个第二预制底板分块与预制底板两侧的预制底板边节点7连接。更进一步地，第二预制底板分块由其与第一预制底板分块连接的一端向上倾斜并与预制底板边节点7连接。如图1所述，本实施例的三个第一预制底板分块两侧的第二预制底板分块向上倾斜并与预制底板边节点7的向下倾斜部分连接，且第二预制底板分块与水平方向的夹角小于预制底板边节点7的向下倾斜部分与水平方向的夹角。

进一步地，预制顶板分块8包括三个第一预制顶板分块和两个第二预制顶板分块，三个第一预制顶板分块沿地下结构的环向依次连接，位于两侧的第一预制顶板分块分别通过两个第二预制顶板分块与预制顶板两侧的预制顶板边节点5连接。更进一步地，第二预制顶板分块由其与所述第一预制顶板分块连接的一端向下倾斜并与所述预制顶板边节点5连接。如图1所述，本实施例的三个第一预制顶板分块两侧的第二预制顶板分块向下倾斜并与预制顶板边节点5的向上倾斜部分连接，且第二预制顶板分块与水平方向的夹角小于预制顶板边节点5的向上倾斜部分与水平方向的夹角；同时，第二预制顶板分块靠近第一预制顶板分块的位置的厚度小于其靠近预制顶板边节点5的位置的厚度，位于两侧的第一预制顶板分块上靠近中间第一预制顶板分块的位置的厚度大于其靠近第二预制顶板分块，可以减小预制顶板分块的重量，便于运输、安装。

本实施例的预制装配式地下结构适用于轨道交通工程中的结构工程领域，如地铁地下车站结构的工程项目，也可用于其他类似的地下结构工程。本实施例增加分块数量后，沿车站纵向分块长度可以采用3m，减少总接缝长度；对各预制块遵循从下到上，先节点块及柱、后分块的方式完成装配；预制构件与预制构件之间通过螺栓结合钢筋套筒的方式连接，形成半刚性节点，可以简化连接手段，降低设计施工难度，并能保证安全。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。