(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112359869 A(43)申请公布日 2021.02.12
(21)申请号 202011221415.3(22)申请日 2020.11.05
(71)申请人 深圳市市政设计研究院有限公司
地址 518000 广东省深圳市福田区笋岗西
路3007号
申请人 张伟(72)发明人 张伟 方敏华 张嵩 杨曦
齐花炳 罗宇 庞琼文 杨培 冯源臻 翟保林 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569
代理人 王富强(51)Int.Cl.
E02D 29/045(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
(54)发明名称
一种UHPC与钢的组合结构管廊(57)摘要
本发明公开一种UHPC与钢的组合结构管廊，涉及市政工程技术领域，包括UHPC预制综合管廊、预制钢板、多个连接组件、多个横向加劲肋、多个纵向加劲肋和多个横向加劲钢板，预制钢板设置于UHPC预制综合管廊内侧，预制钢板和UHPC预制综合管廊通过多个连接组件进行固定连接，多个横向加劲肋和多个纵向加劲肋均固定于预制钢板的内壁上，预制钢板内壁的两侧分别固定有多个横向加劲钢板，各横向加劲钢板沿预制钢板的长度方向延伸设置，横向加劲钢板用于安装电缆。本发明提供的UHPC与钢的组合结构管廊结构自重较轻，便于吊装和运输，提高了施工效率，提高了管廊的强度及耐久性，降低管廊后期的运营维护成本，延长管廊整体生命周期。
CN 112359869 ACN 112359869 A
权 利 要 求 书
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1.一种UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，包括UHPC预制综合管廊、预制钢板、多个连接组件、多个横向加劲肋、多个纵向加劲肋和多个横向加劲钢板，所述预制钢板设置于所述UHPC预制综合管廊内侧，所述预制钢板与所述UHPC预制综合管廊的内轮廓相贴合，所述预制钢板和所述UHPC预制综合管廊通过多个所述连接组件进行固定连接，多个所述横向加劲肋和多个所述纵向加劲肋均固定于所述预制钢板的内壁上，多个所述纵向加劲肋沿所述预制钢板的长度方向依次设置，各所述横向加劲肋沿所述预制钢板的长度方向延伸设置，所述预制钢板内壁的两侧分别固定有多个所述横向加劲钢板，各所述横向加劲钢板沿所述预制钢板的长度方向延伸设置，所述横向加劲钢板用于安装电缆。
2.根据权利要求1所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述纵向加劲肋为环形加劲肋，所述纵向加劲肋与所述预制钢板结构相匹配。
3.根据权利要求1所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述预制钢板包括顶板、底板和两个侧板，各所述侧板的上下两端分别与所述顶板和所述底板连接。
4.根据权利要求3所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述顶板、所述底板和两个所述侧板的内壁上均设置有多个所述横向加劲肋，各所述侧板的内壁上设置有多个所述横向加劲钢板。
5.根据权利要求4所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，位于同一所述侧板上的多个所述横向加劲肋和多个所述横向加劲钢板间隔设置。
6.根据权利要求3所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述连接组件设置为四个，所述顶板、所述底板和两个所述侧板分别通过一个所述连接组件与所述UHPC预制综合管廊连接。
7.根据权利要求6所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述连接组件包括九个连接钢棒，九个所述连接钢棒呈九宫格状均匀分布。
8.根据权利要求3所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，预制钢板还包括四个倾斜板，各所述侧板的上下两端分别通过一个所述倾斜板与所述顶板和所述底板连接。
9.根据权利要求1所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述UHPC预制综合管廊包括钢筋骨架和浇筑于所述钢筋骨架上的UHPC层。
10.根据权利要求1所述的UHPC与钢的组合结构管廊，其特征在于，所述预制钢板外侧均匀涂抹有粘结剂，所述预制钢板用于作为所述UHPC预制综合管廊的内侧模板。
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说 明 书
一种UHPC与钢的组合结构管廊
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技术领域
[0001]本发明涉及市政工程技术领域，特别是涉及一种UHPC与钢的组合结构管廊。背景技术
[0002]地下综合管廊是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。地下综合管廊的出现可以有效的解决“马路拉链”、“空中蜘蛛网”的问题，改善城市环境美观，保证交通顺畅；地下综合管廊合理利用和开发丰富的城市地下空间，为城市的建设节约了土地资源，解决城市建设过程中的矛盾，管廊在起初的设计空间与容量大，可以方便各类管道的规模扩大，具有可协调性与可持续性；将各类管线敷设于管廊内部，避免管线与土体以及土体中各类腐蚀物质的接触，延长其使用寿命，通过实时监控系统对其进行统一维护与管理，及时发现与排查安全隐患，且管廊具有一定的抗震能力，在发生极端自然灾害时可以确保城市生命线的安全性与稳定性。[0003]随着我国制造工业以及土木工程的迅速发展，预制装配式结构工厂化生产也实现了快速崛起，在交通业、建筑业以前的现浇施工领域，逐渐形成了标准的预制构件装配施工，不仅提高了工效，也有效保证了质量，预制拼装综合管廊在近几年的建设中也得到了巨大的发展，逐渐形成多种不同种类的预制管廊结构形式。[0004]现有的预制拼装综合管廊通常采用普通混凝土，虽然预制拼装技术给施工带来了极大的方便，但在实际工程中依然存在着许多问题，通常分为以下几类：[0005]1.现有管廊的内部空间较为狭窄，可利用率不高，且管廊尺寸与重量成正比，而重量又影响施工成本。
[0006]2.现有管廊内部由于温度与湿度原因，容易锈蚀，造成损坏，尤其是用于铺设相关电线电缆的支架，在运营过程中发生弯折、变形等情况。
[0007]3.此外综合管廊在运营过程中经常遇到不均匀沉降或在施工过程中受地形地质所限，在运营过程中存在较多的病害问题都需要加以解决。[0008]4.目前的预制拼装综合管廊在运输、吊装过程中通常存在体积重量大、运输费用高的情况，且节段数量较多会引发相关病害问题，并会极大的增加了施工成本与后期运维成本。
发明内容
[0009]为解决以上技术问题，本发明提供一种UHPC与钢的组合结构管廊，结构自重较轻，便于吊装和运输，提高了施工效率，提高了管廊的强度及耐久性，降低管廊后期的运营维护成本，延长管廊整体生命周期。[0010]为实现上述目的，本发明提供了如下方案：[0011]本发明提供一种UHPC与钢的组合结构管廊，包括UHPC预制综合管廊、预制钢板、多个连接组件、多个横向加劲肋、多个纵向加劲肋和多个横向加劲钢板，所述预制钢板设置于所述UHPC预制综合管廊内侧，所述预制钢板与所述UHPC预制综合管廊的内轮廓相贴合，所
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述预制钢板和所述UHPC预制综合管廊通过多个所述连接组件进行固定连接，多个所述横向加劲肋和多个所述纵向加劲肋均固定于所述预制钢板的内壁上，多个所述纵向加劲肋沿所述预制钢板的长度方向依次设置，各所述横向加劲肋沿所述预制钢板的长度方向延伸设置，所述预制钢板内壁的两侧分别固定有多个所述横向加劲钢板，各所述横向加劲钢板沿所述预制钢板的长度方向延伸设置，所述横向加劲钢板用于安装电缆。[0012]优选地，所述纵向加劲肋为环形加劲肋，所述纵向加劲肋与所述预制钢板结构相匹配。
[0013]优选地，所述预制钢板包括顶板、底板和两个侧板，各所述侧板的上下两端分别与所述顶板和所述底板连接。[0014]优选地，所述顶板、所述底板和两个所述侧板的内壁上均设置有多个所述横向加劲肋，各所述侧板的内壁上设置有多个所述横向加劲钢板。[0015]优选地，位于同一所述侧板上的多个所述横向加劲肋和多个所述横向加劲钢板间隔设置。
[0016]优选地，所述连接组件设置为四个，所述顶板、所述底板和两个所述侧板分别通过一个所述连接组件与所述UHPC预制综合管廊连接。[0017]优选地，所述连接组件包括九个连接钢棒，九个所述连接钢棒呈九宫格状均匀分布。
[0018]优选地，预制钢板还包括四个倾斜板，各所述侧板的上下两端分别通过一个所述倾斜板与所述顶板和所述底板连接。[0019]优选地，所述UHPC预制综合管廊包括钢筋骨架和浇筑于所述钢筋骨架上的UHPC层。
[0020]优选地，所述预制钢板外侧均匀涂抹有粘结剂，所述预制钢板用于作为所述UHPC预制综合管廊的内侧模板。
[0021]本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：[0022]1.本发明提供的UHPC与钢的组合结构管廊，其外侧为UHPC预制综合管廊，UHPC预制综合管廊的顶板、底板和侧墙厚度较普通混凝土预制综合管廊的厚度更为纤薄，管廊结构内部空间增加，结构有效利用率大大提高。
[0023]2.本发明中预制钢板内壁的两侧分别固定有多个横向加劲钢板，各横向加劲钢板沿预制钢板的长度方向延伸设置，横向加劲钢板用于安装电缆，即横向加劲钢板用作电缆支架，既能够解决普通电缆支架易损坏腐蚀的缺陷，又能够节约电缆支架的维护与更换费用，降低管廊后期的运维成本。
[0024]3.本发明中的UHPC预制综合管廊采用UHPC为浇筑材料，有效提高管廊结构的抗腐蚀、抗渗透及抗冻融能力，故该管廊结构可以应用于多种不同的地质情况，由于采用UHPC材料使管廊结构的壁厚明显减小，结构易发生变形，内侧的预制钢板的加入，能够有效防止管廊结构发生畸变，使得结构具有较强的抗变形能力。
[0025]4.本发明中的UHPC预制综合管廊的结构自重较轻，力学特性较普通混凝土更加优越，在同种情况下，能够延长节段长度，减少整体工程中的接头数量，减少接头带来的诸如沉降、渗漏等病害，此外，也可提高预制结构单次运输量，大大提高运输吊装能力，与普通混凝土预制综合管廊相比，在制作过程中耗费时间相同，但UHPC养护时间缩短为原来的1/4，
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节约施工周期，提高了施工效率。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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他的附图。
[0027]图1为本发明提供的UHPC与钢的组合结构管廊的主视图；[0028]图2为本发明提供的UHPC与钢的组合结构管廊的俯视图；[0029]图3为本发明提供的UHPC与钢的组合结构管廊的侧视图。[0030]附图标记说明：1、UHPC预制综合管廊；2、预制钢板；3、连接钢棒；4、纵向加劲肋；5、横向加劲肋；6、横向加劲钢板。具体实施方式
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]本发明的目的是提供一种UHPC与钢的组合结构管廊，结构自重较轻，便于吊装和运输，提高了施工效率，提高了管廊的强度及耐久性，降低管廊后期的运营维护成本，延长管廊整体生命周期。
[0033]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。[0034]如图1-图3所示，本实施例提供一种UHPC与钢的组合结构管廊，包括UHPC预制综合管廊1、预制钢板2、多个连接组件、多个横向加劲肋5、多个纵向加劲肋4和多个横向加劲钢板6，预制钢板2设置于UHPC预制综合管廊1内侧，预制钢板2与UHPC预制综合管廊1的内轮廓相贴合，即本实施例中的预制钢板2为环形钢板，预制钢板2和UHPC预制综合管廊1通过多个连接组件进行固定连接，多个横向加劲肋5和多个纵向加劲肋4均固定于预制钢板2的内壁上，多个纵向加劲肋4沿预制钢板2的长度方向依次设置，各横向加劲肋5沿预制钢板2的长度方向延伸设置，通过设置横向加劲肋5和纵向加劲肋4能够使得预制钢板2结构更加牢固。[0035]预制钢板2内壁的两侧分别固定有多个横向加劲钢板6，各横向加劲钢板6沿预制钢板2的长度方向延伸设置，横向加劲钢板6用于安装电缆，同时，横向加劲板对于预制钢板2也具有提升强度的作用。本实施例中通过设置横向加劲钢板6用作电缆支架，既能够解决普通电缆支架易损坏腐蚀的缺陷，又能够节约电缆支架的维护与更换费用，降低管廊后期的运维成本。
[0036]具体地，纵向加劲肋4为环形加劲肋，纵向加劲肋4与预制钢板2结构相匹配，即纵向加劲肋4与预制钢板2的内轮廓相贴合。[0037]具体地，预制钢板2包括顶板、底板和两个侧板，各侧板的上下两端分别与顶板和底板连接。顶板、底板和两个侧板的内壁上均设置有多个横向加劲肋5，各侧板的内壁上设
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置有多个横向加劲钢板6。[0038]于本具体实施例中，位于同一侧板上的多个横向加劲肋5和多个横向加劲钢板6间隔设置。
[0039]于本具体实施例中，纵向加劲肋4设置为四个，四个纵向加劲肋4沿预制钢板2的长度方向依次均匀分布。预制钢板2的顶板和底板上均设置有五个均匀分布的横向加劲肋5，预制钢板2的各个侧板上均设置有两个横向加劲肋5和两个横向加劲钢板6。[0040]具体地，连接组件设置为四个，顶板、底板和两个侧板分别通过一个连接组件与UHPC预制综合管廊1连接。[0041]于本具体实施例中，连接组件包括九个连接钢棒3，九个连接钢棒3呈九宫格状均匀分布。连接钢棒3固定于顶板、底板或侧板的外侧，且凸出于顶板、底板或侧板的外表面。[0042]预制钢板2还包括四个倾斜板，各侧板的上下两端分别通过一个倾斜板与顶板和底板连接。
[0043]具体地，UHPC预制综合管廊1包括钢筋骨架和浇筑于钢筋骨架上的UHPC层。预制钢板2在UHPC预制综合管廊1浇筑过程中作为结构的内侧模板，UHPC预制综合管廊1中分布有少量钢筋骨架作为骨架支撑结构，外侧辅以通用钢模板进行浇筑养护，最后成型。预制钢板2外侧均匀涂抹有粘结剂，即预制钢板2与UHPC预制综合管廊1之间设置有粘结层，能够有效提高预制钢板2与UHPC预制综合管廊1界面间的抗滑移能力。
[0044]本实施例中提供的UHPC与钢的组合结构管廊的工作方法，按以下步骤进行：(1)制作内部的预制钢板2，首先将顶板、底板、两个侧板和四个倾斜板进行拼接，其次将纵向加劲肋4、横向加劲肋5和横向加劲钢板6进行焊接，最后将多个连接钢棒3分别焊接在顶板、底板和两个侧板的外壁上。(2)制作UHPC预制综合管廊1的钢筋骨架，同时在浇筑外侧UHPC结构前在预制钢板2外侧均匀涂抹粘结剂以加强界面粘结力。(3)将预制钢板2作为内侧模板，外侧采用通用钢模板，将钢筋骨架准确定位，并进行浇筑，通过蒸养形成UHPC与钢的组合结构管廊。
[0045]UHPC所用材料与普通混凝土有所不同，其组成材料主要包括水泥、高效减水剂、级配良好的细砂、磨细石英砂粉硅灰等矿物掺合料。当对韧性有较高要求时，还需要掺入微细钢纤维。它是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料。通过提高组分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减到最少，相关研究表明UHPC的抗压强度最高可以达到350MPa以上，具有非常高的强度，由于其水胶比低，使得结构具有极低的渗透性，很高的抗复试能力以及良好的耐磨性，在经济上虽然UHPC的单价偏高，单次投资量较大，但是在实际工程应用中，采用UHPC可以有效减少构件体积，从而减少混凝土用量，在某些结构中可以做到少配筋、甚至不配筋，并且能够保证较好的结构性能，由于其耐久性好，有效延长结构寿命，从全生命周期的成本看，其总体经济效益十分可观。根据UHPC的高强度、高韧性、高耐久性等特点，UHPC材料在预制拼装综合管廊中可以得到有效应用。[0046]本实施例提供的UHPC与钢的组合结构管廊，其外侧为UHPC预制综合管廊1，UHPC预制综合管廊1的顶板、底板和侧墙厚度较普通混凝土预制综合管廊的厚度更为纤薄，管廊结构内部空间增加，结构有效利用率大大提高。
[0047]本实施例中的UHPC预制综合管廊1采用UHPC为浇筑材料，有效提高管廊结构的抗腐蚀、抗渗透及抗冻融能力，故该管廊结构可以应用于多种不同的地质情况，由于采用UHPC
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材料使管廊结构的壁厚明显减小，结构易发生变形，内侧的预制钢板2的加入，能够有效防止管廊结构发生畸变，使得结构具有较强的抗变形能力。本实施例中的UHPC与钢的组合结构管廊受力相比普通混凝土管廊更加均匀，且结构内部传力机制较为合理，预制钢板2与UHPC预制综合管廊1的组合结构利用了钢拉压强度高、弹性模型大，UHPC裁量抗压强度高和耐腐蚀性好的特点，解决了单独采用UHPC建造轻型化管廊带来的问题，能够有效提高结构整体刚度。
[0048]本实施例的UHPC预制综合管廊1的结构自重较轻，力学特性较普通混凝土更加优越，在同种情况下，能够延长节段长度，减少整体工程中的接头数量，减少接头带来的诸如沉降、渗漏等病害，延长管廊整体生命周期，在工程中具有实际意义与价值。此外，也可提高预制结构单次运输量，大大提高运输吊装能力，与普通混凝土预制综合管廊相比，在制作过程中耗费时间相同，但UHPC养护时间缩短为原来的1/4，节约施工周期，提高施工效率。[0049]本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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