本发明专利技术公开了一种大尺寸装配式混凝土箱型结构及其装配方法，本发明专利技术的箱型结构为多向分块预制。纵向由多个预制节段通过湿接缝连接，湿接缝兼顾结构纵向变形需求；每个预制节段由多个预制片肋通过纵向装配式接缝连接组成，纵向装配式接缝通过超高韧性水泥基粘结材料和纵向预应力筋协同连接；单个预制片肋结构横向由两个槽型预制混凝土构件A、四个一字型预制混凝土构件B和一个工字型预制混凝土构件C构成，各预制构件端部设置有榫头、凹槽和预应力孔道，各预制构件间的横向装配式接缝通过榫头、凹槽、横向预应力筋和粘结剂连接。本发明专利技术能改善整体式预应力结构张拉平台受限制现象，适用建筑工程和桥梁工程中的大尺寸预制装配式混凝土箱型结构。
【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸装配式混凝土箱型结构及其装配方法
本专利技术专利涉及一种用于大尺寸混凝土箱型结构的纵横向分块预制拼装工艺，属于工业化建造
技术介绍
随着基础建设的快速发展，工程建设中的现浇大体积混凝土结构越来越多。然而现浇大体积混凝土由于其体积庞大，一次连续浇筑混凝土用量大，混凝土内部产生的水化热急剧增长，可能引起结构温度裂缝，诱发工程质量缺陷。同时，大体积现浇混凝土施工存在诸多问题，如施工现场粉尘污染严重、模板用量大、施工人员需求量大、施工速度慢，工程建设周期长、受自然坏境影响大、混凝土外观及质量控制难等。与现浇方式相比，装配式结构采用工厂预制，养护条件优于现场浇筑，构件质量易控制，对环境影响小。且对于大尺寸、大跨度混凝土结构，现场浇筑对养护设备及施工人员要求高，而工厂预制具有可以实现标准化生产，构件质量易保证，劳动力需求小，施工进度快等优点。鉴于装配式结构的技术优点，许多国家把构件预制化作为技术发展的一个重要标志。然而，与发达国家相比，我国装配式建筑仍处于发展阶段，装配式混凝土技术的应用范围有限，目前装配式技术多用于建筑结构梁-柱、梁-板、中小跨径桥梁主梁及低抗震设防烈度区的混凝土桥墩等构件，针对大尺寸(包括截面尺寸大、构件跨度大等)混凝土箱型结构的装配式研究还很少。箱型截面在大尺寸、大跨度结构(包括中大跨径桥梁上部主梁、高墩、地下通道、城市轨道交通等)中应用广泛，其自重大，对养护条件和吊装设备要求高等特性严重制约着装配式技术在大尺寸箱型截面中的应用，且节点连接处的可靠性，特别是在外部活荷载或偶然荷载作用下的可靠性也严重阻碍了装配式技术在大尺寸箱型结构中的推广。现阶段提出大尺寸混凝土箱型结构的装配式施工工艺及其节点连接构造具有显著的理论意义和实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术专利提供了一种构造简单、施工方便且能保证节点可靠性的大尺寸混凝土箱型双向多块-预应力拼装方法，解决了将预制装配式技术应用于大尺寸、大跨度混凝土结构，以及地下等复杂地质条件工程结构中存在的难题。为了实现上述目的，本专利技术专利采取了如下技术方案。一种大尺寸装配式混凝土箱型结构，纵向包括由多个预制片肋(10)拼接组成的预制节段(11)，预制节段(11)相互之间通过端部预留钢筋头、湿接缝(12)连接，预制片肋(10)之间的纵向装配式接缝(13)通过拼接面凿毛处理、环氧改性界面剂、超高韧性水泥基粘结材料(14)和纵向预应力筋(15)连接；单个预制片肋(10)包括两个槽型预制混凝土构件A、两个一字型预制混凝土构件B1、两个一字型预制混凝土构件B2和一个工字型预制混凝土构件C。各预制构件端部设置有预制榫头(1)，预制凹槽(2)，并预留纵、横向预应力孔道(8)；预制混凝土构件A、C端部的预制榫头与预制混凝土构件B端部的预制凹槽一一对应形成封闭结构，预制构件之间的各横向装配式接缝(3)通过榫头(1)、凹槽(2)、横向预应力筋(4)-(7)和粘结材料(9)连接。为了确保预制混凝土构件A和C的抗倾覆稳定性，预制混凝土构件A、C的下翼缘宽度宜大于上翼缘宽度。对于下翼缘宽度小于上翼缘宽度的预制构件A、C，装配施工过程中应设置临时抗倾覆措施；通过在预制构件腹板、翼缘板中预先埋设钢板或螺栓，与型钢焊接或螺栓连接构成抗倾覆型钢框架(17)；抗倾覆型钢框架(17)纵梁、立柱及横梁可采用工字钢和等边角钢，便于后续循环利用。结构预制节段(11)的纵向长度可根据施工环境和结构整体受力分析来确定；预制片肋(10)的纵向长度可依据结构尺寸、养护条件和吊装设备确定；预制片肋(10)的横向节点位置可通过结构受力分析，沿截面对称设置于受力较小处；结构横向节点核心区由预制榫头(1)、预制凹槽(2)、横向预应力筋(4)-(7)和粘结材料(9)组成，且节点处预制榫头(1)、预制凹槽(2)的尺寸及内部配筋均应满足结构承载力要求。在外荷载作用下，榫头(1)与预应力筋(4)-(7)协同受力，保证节点核心区的强度和刚度；同时预应力筋(4)-(7)可为装配式接缝(3)提供预压应力，保证节点核心区粘结材料(9)的粘结性能，可提高节点核心区的抗裂性能和防水性能。纵、横向预应力孔道(8)沿各构件对称布置，应错开榫头部位和主筋位置，避免削弱节点位置承载力。预留数量和间距应根据构件尺寸及其实际受力大小来确定；横向预应力筋(4)-(7)根据箱型截面各预制构件的装配式顺序分批采用后张法工艺施工，均为局部张拉构造，较整体式预应力构造更易控制装配式结构整体性；纵向预应力筋(15)应依据每个预制节段(11)中各预制片肋(10)的装配进度，采用后张法进行分段张拉，直至装配完毕一个预制节段(11)，双向对称永久张拉；另预应力筋锚固齿板(16)相邻间距不应低于0.5m。所述的横向装配式接缝(3)宽度为10mm～20mm，采用环氧改性界面剂与环氧砂浆等材料混合制成的粘结材料(9)进行填充；纵向装配式接缝(13)的宽度为40mm～60mm，且两侧拼接面凿毛粗糙度宜为3mm～5mm，采用粉煤灰、硅灰、钢纤维和水泥砂浆等材料制成的超高韧性水泥基粘结材料(14)进行填充；纵向节段(11)之间的湿接缝(12)宽度为0.4m～0.6m，采用环氧改性界面剂与细石混凝土灌注连接，湿接缝(12)处预留钢筋头可采用绑扎、焊接或套筒连接等。所述的箱型结构可为单箱单室、单箱多室等。所述的大尺寸装配式混凝土箱型结构的装配方法包括下述步骤：步骤一：各构件预制完毕并吊运施工现场。步骤二：左侧槽型预制构件A和工字型预制构件C吊装就位且预制构件A、C之间留有施工操作空间，待左侧预制构件B1、B2吊装就位后，确保构件之间的预制榫头与预制凹槽一一对应，完成左侧顶板预应力筋(4)和(5)、底板预应力筋(6)和(7)的穿束、临时张拉固定，横向装配式接缝(3)处涂抹粘结材料(9)，涂抹完毕后进行预制构件A、C与预制构件B之间的榫型部位对接，并完成左侧预应力筋(4)-(7)的张拉锚固；左侧构件装配完毕后，右侧的槽型预制构件A吊装就位并与预制构件C之间留有施工操作空间，右侧预制构件B1、B2及右侧预应力筋(4)-(7)的装配步骤同上，装配完毕后构成封闭预制片肋(10)。步骤三：根据施工现场放线定位，依次进行各预制片肋(10)的装配并与上一个预制片肋之间留有纵向装配式接缝(13)的操作间距，预制片肋两端侧面预先凿毛处理，依据预制片肋(10)的装配进度分段完成纵向预应力筋(15)的穿束，纵向装配式接缝(13)两侧拼接面涂刷环氧改性界面剂并填充超高韧性水泥基粘结材料(14)，待装配完毕一个预制节段(11)，对称永久张拉纵向预应力筋(15)。步骤四：依次进行各预制节段(11)的装配且相邻的预制节段之间留有湿接缝(12)的操作间距，通过端部两侧预制片肋(10)的预留钢筋头、湿接缝(12)进行连接。重复以上装配式步骤，直至结构施工完成。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术施工方法通过把一个大尺寸箱型结构沿纵横向拆分为多个构件进行预制拼装，使大尺寸混凝土箱型结构多向分块预制具有可施工性。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大尺寸装配式混凝土箱型结构，其特征在于：所述装配式混凝土箱型结构纵向由多个预制片肋(10)拼接组成一定长度的预制节段(11)，预制节段(11)相互之间通过预留钢筋头、湿接缝(12)连接；预制片肋(10)之间的纵向装配式接缝(13)通过拼接面凿毛处理、环氧改性界面剂、超高韧性水泥基粘结材料(14)和纵向预应力筋(15)连接；单个预制片肋(10)包括两个上下翼缘非对称的槽型预制混凝土构件A、两个一字型预制混凝土构件B1、两个一字型预制混凝土构件B2和一个工字型预制混凝土构件C，各预制构件端部设置有预制榫头(1)、预制凹槽(2)，并预留纵、横向预应力孔道(8)；预制混凝土构件A、C端部的预制榫头与预制混凝土构件B1、B2端部的预制凹槽一一对应形成封闭结构，预制构件之间的各横向装配式接缝(3)通过榫头(1)、凹槽(2)、横向预应力筋和粘结材料(9)连接；横向预应力筋和纵向预应力筋均采用后张法施工。/n
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸装配式混凝土箱型结构，其特征在于：所述装配式混凝土箱型结构纵向由多个预制片肋(10)拼接组成一定长度的预制节段(11)，预制节段(11)相互之间通过预留钢筋头、湿接缝(12)连接；预制片肋(10)之间的纵向装配式接缝(13)通过拼接面凿毛处理、环氧改性界面剂、超高韧性水泥基粘结材料(14)和纵向预应力筋(15)连接；单个预制片肋(10)包括两个上下翼缘非对称的槽型预制混凝土构件A、两个一字型预制混凝土构件B1、两个一字型预制混凝土构件B2和一个工字型预制混凝土构件C，各预制构件端部设置有预制榫头(1)、预制凹槽(2)，并预留纵、横向预应力孔道(8)；预制混凝土构件A、C端部的预制榫头与预制混凝土构件B1、B2端部的预制凹槽一一对应形成封闭结构，预制构件之间的各横向装配式接缝(3)通过榫头(1)、凹槽(2)、横向预应力筋和粘结材料(9)连接；横向预应力筋和纵向预应力筋均采用后张法施工。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸装配式混凝土箱型结构的装配方法，其特征在于：为确保预制构件A和C的抗倾覆稳定性，预制构件A、C的下翼缘宽度宜大于上翼缘宽度；各构件预制完毕并吊运施工现场；左侧槽型预制构件A和工字型预制构件C吊装就位且预制构件A、C之间留有施工操作空间，待左侧预制构件B1、B2吊装就位后，确保构件之间的预制榫头与预制凹槽一一对应，完成左侧顶板的横向预应力筋、底板横向预应力筋的穿束、临时张拉固定，横向装配式接缝(3)处涂抹粘结材料(9)，涂抹完毕后进行预制构件A、预制构件C与预制构件B之间的榫型部位对接，并完成左侧预应力筋(4)-(7)的张拉锚固；左侧构件装配完毕后，右侧的槽型预制构件A吊装就位并与预制构件C之间留有施工操作空间，右侧预制构件B1、B2及右侧横向预应力筋的装配步骤同上，装配完毕后构成封闭预制片肋(10)；根据施工现场放线定位，依次进行预制片肋的装配并与上一个预制片肋之间留有纵向装配式接缝(13)的操作间距，预制片肋两端侧面预先凿毛处理，依据预制片肋(10)的装配进度分段完成纵向预应力筋(15)的穿束，纵向装配式接缝(13)两侧拼接面涂刷环氧改性界面剂并填...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈铂坦，许维炳，王瑾，陈彦江，刘安，侯剑岭，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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