基於發泡陶瓷的預製軌頂風道裝配式結構及施工方法與流程

2024-04-14 07:33:05

1.本發明涉及一種地鐵車站預製軌頂風道的裝配式結構，具體涉及一種基於發泡陶瓷的地鐵車站預製軌頂風道裝配式結構，屬於地鐵車站工程技術領域。


背景技術：

2.目前，地鐵車站的軌頂風道施工主要採用現澆鋼筋混凝土，現澆鋼筋混凝土施工存在以下問題：（1）施工進度緩慢，大量作業均在地下較為狹窄的空間內，物資倒運不便、大型機械無法使用。（2）作業質量無法保證，標高偏差、表面不平整、混凝土振搗質量不達標等現象普遍存在，為後期工作帶來困擾。（3）經濟性差，不能同主體結構一同施工，結構自身需要分次澆築，工程量小，施工難度大，勞動力投入多，功效低。（4）作業環境髒亂差，過多的地下溼作業，狹窄的作業面，建築垃圾無法及時清理，揚塵危害作業人員健康。（5）危害職業健康及安全。密團空間內揚塵危害作業人員健康，軌頂風道作業面狹小、有較多的突起物，工人在其中爬行時容易發生傷害。因此在地鐵項目工程中，推動裝配式構件的發展和應用，有利於現場減少建築垃圾和揚塵，在質量、安全、環保、工期進度、經濟效益等多方面帶來較大提升。
3.相比於傳統現澆施工技術，裝配式技術以其快速、高效、低能耗等優勢在地鐵車站工程領域迅速發展並得到推廣應用。但現有的地鐵車站裝配式軌頂風道，無論是整體預製混凝土結構的軌頂風道單元，還是分塊預製混凝土結構的軌頂風道單元，都依然還是採用混凝土預製，混凝土預製耗時長，且混凝土預製件重量較大，現場施工時安裝難度大，並存在施工安全隱患；此外，吊裝重量較大的混凝土預製件耗時長，也限制了施工效率的進一步提升。
4.因此，需要設計一種輕量化，能夠節約材料，施工速度快的地鐵車站軌頂風道裝配式結構及其施工方法。
5.發泡陶瓷建材克服了傳統保溫材料強度低，可燃、易老化的缺點，是一種具有輕質、高強、耐腐蝕、薄抹灰、防水防潮、防火等級達到a1級特點的新型綠色保溫建築材料，發泡陶瓷建材原材料主要是由各類廢棄物燒制而成，消除了廢棄物堆積帶來的汙染環境、侵佔土地、破壞植被等問題，不但實現了資源的再利用，而且整個生產過程沒有廢物排放，屬於環境友好型工藝技術。


技術實現要素：

6.有鑑於此，本發明提供一種基於發泡陶瓷的預製軌頂風道裝配式結構，地鐵車站軌頂風道單元的側牆及底板均採用發泡陶瓷材質，在滿足結構強度的前提下，實現了地鐵車站軌頂風道單元的輕量化，由此能夠極大的提高地鐵車站軌頂風道的安裝施工效率，縮短施工周期，同時又能夠保證施工安全。
7.基於發泡陶瓷的預製軌頂風道裝配式結構，包括多個分體預製的軌頂風道單元；所述軌頂風道單元包括：發泡陶瓷側牆、發泡陶瓷底板、預製牛腿吊柱和預製梁；
兩塊所述發泡陶瓷側牆相對設置，每塊發泡陶瓷側牆寬度方向的兩側各設置一根預製牛腿吊柱用於承力，由此形成側牆組件；所述預製牛腿吊柱頂部預埋用於和地鐵車站結構板固接的預埋吊筋；所述預製牛腿吊柱一側面的下端設置有支撐連接座；所述預製梁設置在兩個側牆組件之間，所述預製梁的兩端分別支撐並固定在對應側預製牛腿吊柱的支撐連接座上；所述發泡陶瓷底板平鋪在所述預製梁上。作為本發明的一種優選方式，在所述發泡陶瓷側牆的內側和/或外側均設置有斜撐角鋼，所述斜撐角鋼沿發泡陶瓷側牆的對角線設置；當所述發泡陶瓷側牆的內側和外側均設置有斜撐角鋼時，內側和外側的兩個斜撐角鋼交叉設置。
8.作為本發明的一種優選方式，在位於所述發泡陶瓷側牆外側的斜撐角鋼通過緊固件與所述發泡陶瓷側牆固接；位於所述發泡陶瓷側牆內側的斜撐角鋼通過緊固件分別與發泡陶瓷側牆和對應端的預製牛腿吊柱固接。
9.作為本發明的一種優選方式，在所述預製梁包括兩根縱梁和用於連接兩根縱梁的多根橫梁，兩根縱梁分別與側牆組件中的兩個預製牛腿吊柱連接。
10.作為本發明的一種優選方式，在所述發泡陶瓷側牆與所述預製牛腿吊柱之間採用企口式拼接結構。
11.作為本發明的一種優選方式，在所述預製牛腿吊柱的吊柱企口與所述發泡陶瓷側牆間留有5mm～10mm間隙，間隙內填充灌漿料。
12.作為本發明的一種優選方式，在所述預製梁中縱梁的兩端設置有預製梁凹槽孔，所述預製牛腿吊柱的支撐連接座上對應的設置有牛腿凹槽孔；所述預製梁凹槽孔與牛腿凹槽孔對接後，通過設置在兩個槽孔內的螺栓將預製牛腿吊柱與預製梁拼接在一起。
13.作為本發明的一種優選方式，在向安裝有螺栓的預製梁凹槽孔和牛腿凹槽孔內填充灌漿料進行灌漿密封。
14.作為本發明的一種優選方式，在所述發泡陶瓷底板兩端與對應側的側牆組件之間具有5～10mm的縫隙，在該縫隙內填充灌漿料。
15.此外，本發明提供一種基於發泡陶瓷的預製軌頂風道裝配式結構的施工方法：首先在地面進行軌頂風道單元的預拼裝，預拼裝時，先將四根預製牛腿吊柱吊裝至設定位置；然後人工安裝兩塊發泡陶瓷側牆；然後將預製梁吊裝至兩個相對設置的側牆組件之間，使預製梁支撐並固定在對應側的預製牛腿吊柱的支撐連接座上，人工將發泡陶瓷底板平鋪於預製梁上；由此完成軌頂風道單元的預拼裝；將預拼裝的軌頂風道單元整體吊裝到安裝位後，將預製牛腿吊柱頂部預埋的預埋吊筋貫穿地鐵車站結構板上預設的凹槽孔，並採用螺栓固定連接；然後在預製牛腿吊柱與地鐵車站結構板下板面的連接處進行注漿填縫處理。
16.有益效果：（1）本發明的軌頂風道裝配式結構採用分塊預製結構，且側牆組件和底部組件採用預製牛腿吊柱和預製梁作為主要承力結構，配合發泡陶瓷側牆和發泡陶瓷底板，能夠在滿足結構強度的前提下，儘量減少混凝土用量；預製牛腿吊柱和預製梁相比傳統的混凝土
吊牆和混凝土底板重量輕，現場吊裝方便；而發泡陶瓷材料強度高、重量輕、耐久性好，發泡陶瓷側牆和發泡陶瓷底板現場安裝時，無需吊裝，人工安裝即可，現場安裝作業及現場連接方便，也便於維護；由此本發明的基於發泡陶瓷的預製軌頂風道裝配式結構實現了軌頂風道單元的輕量化，從而能夠極大的提高地鐵車站軌頂風道的安裝施工效率，縮短施工周期，同時又能夠保證施工安全；同時由於大量減少了混凝土用量，而是採用新型綠色環保的發泡陶瓷進行地鐵車站軌頂風道的施工，能夠降低資源消耗和環境汙染。
17.（2）本發明的軌頂風道裝配式結構中，由於底板組件為輕量化結構，其與側牆組件之間僅需通過簡單的緊固件（如螺栓）連接即可，由此能夠簡化節點連接方式，提高施工效率。
18.（3）本發明的軌頂風道裝配式結構中，發泡陶瓷底板底部通過預製梁進行支撐，提高發泡陶瓷底板的結構強度。
19.（4）本發明的軌頂風道裝配式結構中，在發泡陶瓷側牆的內側和/或外側設置有斜撐角鋼，斜撐角鋼沿發泡陶瓷側牆的對角線設置，由此能夠提高發泡陶瓷側牆的結構強度。
20.（5）本發明的軌頂風道裝配式結構中，發泡陶瓷側牆與預製牛腿吊柱之間通過吊柱企口相連，企口式的拼接結構不僅能夠提高軌頂風道單元的拼接質量，還能有效的防止軌頂風道漏風，提高裝配的可靠性及拼裝效率。
21.（6）本發明的軌頂風道裝配式結構中，吊柱企口與發泡陶瓷側牆間留有間隙，間隙內利用注漿管填充灌漿料，保證了容錯率。
附圖說明
22.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
23.圖1為本發明實施例提供的軌頂風道單元的整體結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的軌頂風道單元的分解示意圖；圖3為本發明實施例提供的預製梁的結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的帶企口的預製牛腿吊柱的結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的發泡陶瓷側牆、預製牛腿吊柱及斜撐角鋼固定的結構示意圖。
24.其中：1-預製梁，2-斜撐角鋼，3-預製牛腿吊柱，4-發泡陶瓷側牆，5-發泡陶瓷底板， 6-預製梁凹槽孔，7-吊柱企口，8-牛腿凹槽孔，9-預埋吊筋，10-螺栓。
具體實施方式
25.下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
26.實施例1：
本實施例提供一種基於發泡陶瓷的預製軌頂風道裝配式結構，採用綠色環保的發泡陶瓷預製地鐵車站軌頂風道單元的側牆和底板，並通過對結構的改進使其能夠在滿足結構強度的前提下，儘量減少混凝土用量，實現整個地鐵車站軌頂風道裝配式結構的輕量化、低碳化。
27.該預製軌頂風道裝配式結構包括多個分體預製的軌頂風道單元；如圖1和圖2所示，軌頂風道單元包括：兩塊發泡陶瓷側牆4、發泡陶瓷底板5、預製牛腿吊柱3和預製梁1；其中發泡陶瓷側牆4和發泡陶瓷底板5均分別在工廠按照尺寸切割，預製牛腿吊柱3和預製梁1為主要承力部件，採用混凝土預製成型；發泡陶瓷側牆4、發泡陶瓷底板5以及預製牛腿吊柱3和預製梁1送到現場後再進行拼裝。發泡陶瓷側牆4和發泡陶瓷底板5採用新型環保的發泡陶瓷材質，對於軌頂風道單元的質量控制及後續維護更換具有更高的應用價值。
28.兩塊發泡陶瓷側牆4相對設置，每塊發泡陶瓷側牆4寬度方向的兩側各設置一根預製牛腿吊柱3用於承力，由此形成側牆組件；發泡陶瓷側牆4與預製牛腿吊柱3之間採用企口式拼接結構。如圖4所示，本例中，側牆組件中兩個預製牛腿吊柱3相對面設置有吊柱企口7，安裝時，直接將發泡陶瓷側牆4的橫向兩側邊置於對應側的吊柱企口7內即可。安裝後，吊柱企口7與發泡陶瓷側牆4間留有間隙，間隙為5mm～10mm，間隙內利用注漿管填充灌漿料，保證了容錯率，企口式的拼接結構不僅能夠提高軌頂風道單元的拼接質量，還能有效的防止軌頂風道漏風，提高裝配的可靠性及拼裝效率。
29.如圖4所示，預製牛腿吊柱3的頂部預埋有用於和地鐵車站結構板的現澆混凝土固接的預埋吊筋9；在預製牛腿吊柱3吊裝到位後，將其頂部的預埋吊筋9貫穿地鐵車站結構板的凹槽孔，並採用螺栓固定連接；然後在預製牛腿吊柱3與地鐵車站結構板下板面的連接處利用注漿管進行注漿填縫處理，地鐵車站結構板的預先開孔保證了預埋吊筋9的完整性及穩定性，提高了軌頂風道單元的安全係數，同時保證了密封性的良好。
30.預製梁1用於支撐發泡陶瓷底板5，提高發泡陶瓷底板5的結構強度。如圖3所示，本例中，預製梁1包括兩根縱梁和用於連接兩根縱梁的多根橫梁，兩根縱梁分別與側牆組件中的兩個預製牛腿吊柱3對應連接。
31.預製牛腿吊柱3一側面的下端設置有凸起作為預製梁1的支撐連接座；兩個側牆組件中預製牛腿吊柱3的支撐連接座相對設置，由此使預製梁1兩端分別支撐並固定在對應側的預製牛腿吊柱3的支撐連接座上。預製梁1中縱梁的兩端設置有預製梁凹槽孔6，預製牛腿吊柱3的支撐連接座上對應的設置有牛腿凹槽孔8；牛腿凹槽孔8與預製梁凹槽孔6上下對接後，通過設置在兩個槽孔內的螺栓將預製牛腿吊柱3與預製梁1拼接在一起，然後向兩個凹槽孔的縫隙內澆築灌漿料，螺栓被包裹在灌漿料中，保證了連接部位的強度及平整度。預製梁1和預製牛腿吊柱3連接後形成軌頂風道單元的主要承力結構。
32.發泡陶瓷底板5平鋪於預製梁1上，由此形成底板組件；發泡陶瓷底板5兩端與對應側的側牆組件之間具有5～10mm的縫隙，該縫隙採用灌漿管澆築灌漿料，提高了容錯率，保證了軌頂風道單元的完整性，避免產生漏風。如圖5所示，進一步地，為提高側牆組件的結構強度，在發泡陶瓷側牆4的內側和外側均設置有斜撐角鋼2，斜撐角鋼2沿發泡陶瓷側牆4的對角線設置，且每個發泡陶瓷側牆4內外兩側的斜撐角鋼2交叉設置。如圖5所示，本例中，位於發泡陶瓷側牆4外側的斜撐角鋼2通過兩個螺栓10與發泡陶瓷側牆4固定，位於發泡陶瓷側牆4內側的斜撐角鋼2通過四個螺
栓10固定，其中位於兩側的兩個螺栓10分別與對應側的預製牛腿吊柱3固定，位於中間的兩個螺栓10與發泡陶瓷側牆4固定，由此保證了發泡陶瓷側牆4的穩定性，進一步提高了發泡陶瓷側牆4的抗剪切強度和連接力。
33.實施例2：本實施例提供上述實施1中的預製軌頂風道裝配式結構的施工方法。
34.首先在地面進行軌頂風道單元的預拼裝，預拼裝時，先將四根預製牛腿吊柱3吊裝至設定位置；然後人工安裝兩塊發泡陶瓷側牆4，並在發泡陶瓷側牆4的內側和外側通過螺栓10固定斜撐角鋼2，由此完成側牆組件的裝配；然後將預製梁1吊裝至兩個相對設置的側牆組件之間，通過螺栓連接預製梁1與預製牛腿吊柱3。最後人工將發泡陶瓷底板5平鋪於預製梁1上即可。
35.之後進行連接節點的灌漿密封，包括在發泡陶瓷側牆4與預製牛腿吊柱3的吊柱企口7縫隙間澆築灌漿料密封、在預製梁1通過螺栓與預製牛腿吊柱3拼接的凹槽孔縫隙內澆築灌漿料密封、在發泡陶瓷底板5與發泡陶瓷側牆4間的縫隙內澆築灌漿料密封。
36.由此完成軌頂風道單元的預拼裝。
37.將預拼裝的軌頂風道單元整體吊裝到安裝位後，將預製牛腿吊柱3頂部預埋的預埋吊筋9貫穿地鐵車站結構板上預設的凹槽孔，採用螺栓固定連接，然後在預製牛腿吊柱3與地鐵車站結構板下板面的連接處利用注漿管進行注漿填縫處理。
38.雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。