一种地下结构大跨度梁及其施工方式的制作方法

本发明涉及地下工程，具体而言，涉及一种地下结构大跨度梁及其施工方式。

背景技术：

1、随着城市现代化发展建造，地铁、城际及地下综合交通枢纽等大型地下建筑设计对柱网跨度及层高的要求越来越高，这就对结构设计提出了更高的要求。对于常规大跨度地下车站，框架顶梁一般采用直形钢筋混凝土结构或直形型钢混凝土组合结构，但对于覆土较深且梁跨较大的地下车站，型钢混凝土组合梁由于型钢钢骨自重大，随着梁跨度增加，单纯增大梁高及型钢钢骨的结构尺寸对于梁挠度变形及裂缝宽度控制的增效越来越低，目前尚未出现有效的解决方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种地下结构大跨度梁及其施工方式，以解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

2、一方面，本申请提供了一种地下结构大跨度梁，包括纵梁、横梁和梁柱，多根所述纵梁之间互相平行，每根所述纵梁包括中间的拱梁和分别连接拱梁两端的直梁；多根所述横梁之间互相平行，所述横梁与纵梁在水平面内相互垂直，组成顶梁，所述纵梁和横梁均为型钢混凝土组合梁；所述梁柱采用圆形钢管混凝土柱，设置在纵梁与横梁的交叉处，所述梁柱与纵梁及横梁通过外加强环进行连接，所述外加强环环绕连接在梁柱外表面，所述外加强环在梁柱柱管内对应位置设有内加强环，所述内加强环环绕连接在梁柱内表面。

3、进一步的，所述型钢混凝土组合梁包括型钢和钢筋，所述型钢上翼缘的顶面和型钢下翼缘的底面分别设有多个抗剪栓钉，所述抗剪栓钉垂直于型钢翼缘；所述钢筋包括主筋、腰筋和箍筋，多根所述主筋沿纵梁方向分别设置在型钢上翼缘顶面和型钢下翼缘底面；多根所述腰筋分别对称设置在型钢的腹板两侧；所述箍筋平行于型钢腹板，垂直并连接位于型钢腹板同一侧的腰筋。

4、进一步的，所述梁柱外表面还设有多个竖向肋板，所述竖向肋板的一侧边沿梁柱轴向连接在梁柱外表面，所述竖向肋板的上下边连接外加强环。

5、进一步的，所述型钢上翼缘顶面的主筋在梁柱处采用通长布置形式贯穿，所述型钢下翼缘底面的主筋与梁柱通过钢筋焊接环板焊接。

6、进一步的，所述外加强环与梁柱、内加强环与梁柱、内加强环与型钢翼缘之间均通过全熔透焊缝进行连接。

7、进一步的，所述型钢翼缘与抗剪栓钉通过角焊缝连接。

8、进一步的，所述型钢采用h型钢。

9、进一步的，所述外加强环和内加强环的厚度与型钢翼缘的厚度相同，所述外加强环与内加强环的环板宽度大于等于型钢翼缘宽度的0.7倍。

10、进一步的，所述主筋小于等于两排，配筋率大于等于0.3％、净距大于等于30mm和1.5倍主筋最大直径。

11、另一方面，本申请还提出了一种地下结构大跨度梁的施工方法，包括：

12、型钢加工制作：所述型钢在工厂一次预制生产或在工地进行现场分段焊接，焊缝采用全熔透坡口焊缝；

13、型钢混凝土组合梁和梁柱安装：型钢混凝土组合梁包括型钢和钢筋，型钢与梁柱悬臂梁段连接时，型钢腹板与上下翼缘均采用全熔透坡口焊缝焊接；

14、钢筋绑扎：钢筋包括主筋、腰筋和箍筋，先对主筋和腰筋进行布置，多根主筋分别设置在型钢上翼缘顶面和型钢下翼缘底面，所述型钢上翼缘顶面的主筋在梁柱处采用通长布置形式贯穿，所述型钢下翼缘底面的主筋与梁柱通过钢筋焊接环板进行焊接，多根所述腰筋分别对称设置在型钢的腹板两侧，所述腰筋渗入梁柱内，通过箍筋进行加固；

15、模板支设：待钢筋绑扎完毕进行模板支设；

16、混凝土浇筑：对模板进行混凝土浇筑；

17、养护：对浇筑的混凝土进行养护。

18、本发明的有益效果为：

19、本发明通过拱形梁自身拱形结构的受力特点，有效控制梁的挠度变形及裂缝宽度，优化自身结构尺寸及配筋；同时利用拱形梁对相邻跨梁的推力，优化相邻跨梁的结构尺寸及配筋，满足地下大跨度梁设计的同时还能够节省工程投资。

20、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种地下结构大跨度梁，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述型钢混凝土组合梁(3)包括型钢(31)和钢筋，所述型钢(31)上翼缘的顶面和型钢(31)下翼缘的底面分别设有多个抗剪栓钉(32)，所述抗剪栓钉(32)垂直于型钢(31)翼缘；所述钢筋包括主筋(33)、腰筋(34)和箍筋(35)，多根所述主筋沿纵梁(1)方向分别设置在型钢(31)上翼缘顶面和型钢(31)下翼缘底面；多根所述腰筋(34)分别对称设置在型钢(31)的腹板两侧；所述箍筋(35)平行于型钢(31)腹板，垂直并连接位于型钢(31)腹板同一侧的腰筋(34)。

3.根据权利要求1所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述梁柱(2)外表面还设有多个竖向肋板(23)，所述竖向肋板(23)的一侧边沿梁柱(2)轴向连接在梁柱(2)外表面，所述竖向肋板(23)的上下边连接外加强环(21)。

4.根据权利要求2所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述型钢(31)上翼缘顶面的主筋(33)在梁柱(2)处采用通长布置形式贯穿，所述型钢(31)下翼缘底面的主筋(33)与梁柱(2)通过钢筋焊接环板(24)焊接。

5.根据权利要求2所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述外加强环(21)与梁柱(2)、内加强环(22)与梁柱(2)、内加强环(22)与型钢(31)翼缘之间均通过全熔透焊缝进行连接。

6.根据权利要求2所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述型钢(31)翼缘与抗剪栓钉(32)通过角焊缝连接。

7.根据权利要求2所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述型钢(31)采用h型钢。

8.根据权利要求2所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述外加强环(21)和内加强环(22)的厚度与型钢(31)翼缘的厚度相同，所述外加强环(21)与内加强环(22)的环板宽度大于等于型钢(31)翼缘宽度的0.7倍。

9.根据权利要求2所述的地下结构大跨度梁，其特征在于，所述主筋(33)小于等于两排，配筋率大于等于0.3％、净距大于等于30mm和1.5倍主筋(33)最大直径。

10.一种地下结构大跨度梁的施工方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种地下结构大跨度梁及其施工方式，涉及地下工程技术领域，包括纵梁、横梁和梁柱，所述纵梁包括中间的拱梁和分别连接拱梁两端的直梁；所述横梁与纵梁在水平面内相互垂直，组成顶梁，所述纵梁和横梁均由型钢和外包型钢的混凝土的组成；所述梁柱采用圆形钢管混凝土柱，设置在纵梁与横梁的交叉处，所述梁柱与纵梁及横梁通过外加强环进行连接，所述外加强环在梁柱柱管内对应位置设有内加强环。本发明通过拱形梁自身结构的受力特点，有效控制梁的挠度变形及裂缝宽度，优化自身结构尺寸及配筋；同时利用拱形梁对相邻跨梁的推力，优化相邻跨梁的结构尺寸及配筋，满足地下大跨度梁设计的同时还能够节省工程投资。

技术研发人员：刘子阳,邬泽,王靖华,吕刚,黄杰,马福东,刘洋
受保护的技术使用者：中铁工程设计咨询集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15