本發(fā)明涉及綜合管廊管片接頭技術領域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種采用梯度混凝土的分片預制的裝配式綜合管廊。

背景技術：

分片預制裝配式綜合管廊是由若干預制管片通過縱向接頭和環(huán)向接頭拼裝而成的結構。目前，管片之間的接頭連接主要通過螺栓、鋼套箱等結構進行連接，管片接頭對管廊襯砌環(huán)的剛度有削弱作用，與管片主斷面的剛度相比，管片接頭為薄弱部位。對于非圓形的斷面形式的管廊管片，諸如類矩形、馬蹄形或其它異形管片，管片接頭需要承受較大的彎矩與剪力作用，針對此類情況通常需要設置額外的構造措施，從而增加了綜合管廊管片接頭設計與施工的難度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種采用梯度混凝土的分片預制的裝配式綜合管廊，其通過將接頭拼裝端區(qū)域采用高性能混凝土進行預制，大幅提高綜合管廊接頭的承載能力。

為了實現(xiàn)根據本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種采用梯度混凝土的分片預制的裝配式綜合管廊，所述裝配式綜合管廊包括由至少兩塊管片通過連接組件相互拼接而成的至少一個環(huán)，每塊管片包括位于管片兩端的拼裝端區(qū)域和位于中間的非拼裝端區(qū)域，拼裝端區(qū)域采用高性能混凝土預制，非拼裝端區(qū)域采用普通混凝土預制。

優(yōu)選的是，所述拼裝端區(qū)域包括位于所述環(huán)內的拼裝內壁面、位于所述環(huán)外的拼裝外壁面、連接拼裝內壁面和拼裝外壁面的拼裝端面，所述拼裝內壁面上開設手孔，從所述手孔的底部穿過所述拼裝端區(qū)域的內部至所述拼裝端面設有弧形的螺栓孔，在所述拼裝端面上、位于所述螺栓孔上方、靠近所述拼裝外壁面處設有止水凹槽，以在相鄰兩塊管片的拼裝端區(qū)域形成對合的止水槽。

優(yōu)選的是，相鄰兩塊管片的相鄰的拼裝端區(qū)域的所述拼裝端面上分別設有凸榫或凹槽，以形成相互吻合的凹凸榫。

優(yōu)選的是，所述連接組件為可插入所述螺栓孔的彎螺栓和與之相配合的螺母。

優(yōu)選的是，所述管片為盾構管片，其厚度為300～450mm；所述螺栓孔的弧度半徑為300～400mm。

優(yōu)選的是，所述高性能混凝土的干粉料成分包括水泥、河砂、納米金剛砂、鋼纖維、碳纖維、麻絲、海泡石纖維、巖漿巖微粉、玄武巖微粉、鍍銅微絲、防銹劑、聚羧酸減水劑、磷酸鎂、三聚磷酸鈉、硝酸鈣、氯化鈷。

優(yōu)選的是，一塊管片的所述非拼裝端區(qū)域與所述拼裝端區(qū)域之間均由凸部和凹部共同形成相互吻合的榫卯結構，其中，所述非拼裝端區(qū)域在用普通混凝土預制時，其凸部內部設置預應力鋼筋，所述預應力鋼筋伸出于所述非拼裝端區(qū)域的凸部；所述拼裝端區(qū)域在用高性能混凝土預制時，其凹部內部設置預應力鋼筋孔，以使所述預應力鋼筋插入所述預應力鋼筋孔內，所述非拼裝端區(qū)域和所述拼裝端區(qū)域各自的凹部和凸部相接觸的面上均澆筑混凝土粘合劑，所述非拼裝端區(qū)域和所述拼裝端區(qū)域對合后的接縫處再次澆筑混凝土粘合劑，從而將所述非拼裝端區(qū)域和所述拼裝端區(qū)域連接。

優(yōu)選的是，一塊管片的所述拼裝端區(qū)域的凸部與所述非拼裝端區(qū)域的凹部相對的面上設置多個三棱柱凸起，所述三棱柱凸起的棱長方向與所述管片的厚度方向垂直，一塊管片的所述非拼裝端區(qū)域的凹部與所述拼裝端區(qū)域的凸部相對的面上對應設置多個v形凹槽，所述v形凹槽與所述三棱柱凸起相匹配，以容納所述三棱柱凸起，其中，所述三棱柱凸起和所述v形凹槽內均涂有混凝土粘合劑。

優(yōu)選的是，所述混凝土粘合劑包括以下重量份的原料：火山灰10～20份，硅酸鹽水泥8～12份，納米金剛砂7～9份，膠粉12～19份，環(huán)氧樹脂15～22份，丙烯酸樹脂6～10份，鄰苯二甲酸二丁酯3～4份，松香樹脂5～11份，阿拉伯膠14～20份，黃砂10～13份，海泥6～9份，納米纖維素8～11份，纖維蛋白膠2～5份，環(huán)烷酸鈷2～3份，防凍劑2～4份，消泡劑3～4份。

優(yōu)選的是，每塊管片位于管片的兩端的一個所述拼裝端區(qū)域和位于管片中間的非拼裝端區(qū)域的面積比為1:3～5。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

本發(fā)明的管片接頭構造簡單，簡化了管片接頭的設計與施工，可顯著改善管片接頭的承載能力，提高管片襯砌環(huán)的整體剛度，且本發(fā)明的管片接頭構造適用于以承受彎矩、剪力為主的分片式管廊結構。

本發(fā)明的拼裝端區(qū)域采用高性能混凝土預制，非拼裝端區(qū)域采用普通混凝土預制，大幅提高綜合管廊接頭的承載能力，且非拼裝端區(qū)域與拼裝端區(qū)域之間均由凸部和凹部共同形成相互吻合的榫卯結構，通過預應力鋼筋連接，并澆筑混凝土粘合劑，增強拼裝端區(qū)域與非拼裝端區(qū)域之間的連接，加強管片整體的承載能力，提高管片襯砌環(huán)的整體剛度。

本發(fā)明的拼裝端區(qū)域針對管片接頭處易破易裂等缺陷，采用高性能混凝土預制，所用的高性能混凝土由多種成分混合，其均勻性及致密性良好，預制后的管片的抗沖擊能力是使用普通混凝土的4～5倍，承載能力是使用普通混凝土的5～6倍，此外，耐熱性、耐寒性也有很大提高，尤其對于接頭處的承載能力大幅度提升，延長管片的使用壽命。

本發(fā)明所使用的混凝土粘合劑將多種成分復配，提升混凝土粘合劑的粘結性、耐疲勞性、抗裂口增長等性能，混凝土粘合劑不僅具有一般混凝土的堅實的性能，更具有極強的粘結性，也可使混凝土粘合劑與預應力鋼筋牢固的粘結。本發(fā)明所使用的混凝土粘合劑將拼裝端區(qū)域與非拼裝端區(qū)域密切的粘合，提高管片整體的強度及力學性能。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的管片的部分結構示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的相鄰兩塊管片的接頭結構示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的拼裝端區(qū)域與非拼裝端區(qū)域的連接結構示意圖；

圖4為本發(fā)明所述的凸部與凹部的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。在本發(fā)明的描述中，術語“橫向”、“縱向”、“軸向”、“徑向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1-3所示，本發(fā)明提供了一種采用梯度混凝土的分片預制的裝配式綜合管廊，所述裝配式綜合管廊包括由至少兩塊管片通過連接組件相互拼接而成的至少一個環(huán)，每塊管片包括位于管片兩端的拼裝端區(qū)域1和位于中間的非拼裝端區(qū)域2，拼裝端區(qū)域1采用高性能混凝土預制，非拼裝端區(qū)域2采用普通混凝土預制。

本發(fā)明通過將兩塊管片的接頭處的拼裝端區(qū)域1采用高性能混凝土進行預制，大幅提高綜合管廊接頭的承載能力，本發(fā)明的管片接頭構造適用于以承受彎矩、剪力為主的分片式管廊結構。

在另一技術方案中，所述拼裝端區(qū)域1包括位于所述環(huán)內的拼裝內壁面11、位于所述環(huán)外的拼裝外壁面12、連接拼裝內壁面11和拼裝外壁面12的拼裝端面13，所述拼裝內壁面11上開設手孔14，從所述手孔14的底部穿過所述拼裝端區(qū)域1的內部至所述拼裝端面13設有弧形的螺栓孔15，在所述拼裝端面13上、位于所述螺栓孔15上方、靠近所述拼裝外壁面12處設有止水凹槽16，以在相鄰兩塊管片的拼裝端區(qū)域1形成對合的止水槽。

本發(fā)明在拼裝綜合管廊的過程中，將一個管片的位于一端的拼裝端區(qū)域1的拼裝端面13與另一個管片的位于一端的拼裝端區(qū)域1的拼裝端面13對齊接觸，此時，一個管片的螺栓孔15與另一個管片的螺栓孔15對準，從其中一個管片的手孔14將螺栓插入其螺栓孔15，螺栓從相鄰的兩個管片內部穿過，在另一個管片的手孔14處用螺母螺接，螺接后，一個管片的止水凹槽16與另一個管片的止水凹槽16對合形成止水槽。

本發(fā)明的管片接頭構造簡單，簡化了管片接頭的設計與施工，可顯著改善管片接頭的承載能力，提高管片襯砌環(huán)的整體剛度，防水性能及密封性能極佳。

在另一技術方案中，相鄰兩塊管片的相鄰的拼裝端區(qū)域1的所述拼裝端面13上分別設有凸榫17或凹槽18，以形成相互吻合的凹凸榫。

本發(fā)明在相鄰兩塊管片的其中一個管片上的拼裝端區(qū)域1的所述拼裝端面13上設置凸榫17或凹槽18，則另一個管片上的拼裝端區(qū)域1的所述拼裝端面13上對應設置凹槽18或凸榫17，以形成相互吻合的凹凸榫。

本發(fā)明的相鄰兩塊管片相鄰的拼裝端區(qū)域1通過凹凸榫的結構密切對合，提高相鄰管片的密封性能。

在另一技術方案中，所述連接組件為可插入所述螺栓孔15的彎螺栓和與之相配合的螺母，采用彎螺栓將相鄰兩塊管片連接，簡單實用，操作方便。

在另一技術方案中，所述管片為盾構管片，其厚度為300～450mm；所述螺栓孔15的弧度半徑為300～400mm，根據管片的厚度確定螺栓孔15的弧度半徑，精確設計，節(jié)約資源，降低綜合管廊的成本。

在另一技術方案中，所述高性能混凝土的干粉料成分包括水泥、河砂、納米金剛砂、鋼纖維、碳纖維、麻絲、海泡石纖維、巖漿巖微粉、玄武巖微粉、鍍銅微絲、防銹劑、聚羧酸減水劑、磷酸鎂、三聚磷酸鈉、硝酸鈣、氯化鈷。

本發(fā)明的拼裝端區(qū)域1針對管片接頭處易破易裂等缺陷，采用高性能混凝土預制，所用的高性能混凝土由多種成分混合，其均勻性及致密性良好，預制后的管片的抗沖擊能力是使用普通混凝土的4～5倍，承載能力是使用普通混凝土的5～6倍，此外，耐熱性、耐寒性也有很大提高，尤其對于接頭處的承載能力大幅度提升，延長管片的使用壽命。

在另一技術方案中，一塊管片的所述非拼裝端區(qū)域2與所述拼裝端區(qū)域1之間均由凸部3和凹部4共同形成相互吻合的榫卯結構，其中，所述非拼裝端區(qū)域2在用普通混凝土預制時，其凸部3內部設置預應力鋼筋31，所述預應力鋼筋31伸出于所述非拼裝端區(qū)域2的凸部3；所述拼裝端區(qū)域1在用高性能混凝土預制時，其凹部4內部設置預應力鋼筋孔41，以使所述預應力鋼筋31插入所述預應力鋼筋孔41內，所述非拼裝端區(qū)域2和所述拼裝端區(qū)域1各自的凹部4和凸部3相接觸的面上均澆筑混凝土粘合劑，所述非拼裝端區(qū)域2和所述拼裝端區(qū)域1對合后的接縫處再次澆筑混凝土粘合劑，從而將所述非拼裝端區(qū)域2和所述拼裝端區(qū)域1連接。

本發(fā)明的拼裝端區(qū)域1采用高性能混凝土預制，非拼裝端區(qū)域2采用普通混凝土預制，大幅提高綜合管廊接頭的承載能力，且非拼裝端區(qū)域2與拼裝端區(qū)域1之間均由凸部3和凹部4共同形成相互吻合的榫卯結構，通過預應力鋼筋31連接，并澆筑混凝土粘合劑，增強拼裝端區(qū)域1與非拼裝端區(qū)域2之間的連接，加強管片整體的承載能力，提高管片襯砌環(huán)的整體剛度。

在另一技術方案中，一塊管片的所述拼裝端區(qū)域1的凸部3與所述非拼裝端區(qū)域2的凹部4相對的面上設置多個三棱柱凸起32，所述三棱柱凸起32的棱長方向與所述管片的厚度方向垂直，一塊管片的所述非拼裝端區(qū)域2的凹部4與所述拼裝端區(qū)域1的凸部3相對的面上對應設置多個v形凹槽42，所述v形凹槽42與所述三棱柱凸起32相匹配，以容納所述三棱柱凸起32，其中，所述三棱柱凸起32和所述v形凹槽42內均涂有混凝土粘合劑。

本發(fā)明在非拼裝端區(qū)域2與拼裝端區(qū)域1相對的面上設置互相匹配的三棱柱凸起32與v形凹槽42，增大非拼裝端區(qū)域2與拼裝端區(qū)域1的接觸面積、分散應力，并涂有混凝土粘合劑，提高非拼裝端區(qū)域2與拼裝端區(qū)域1的粘結性。

在另一技術方案中，所述混凝土粘合劑包括以下重量份的原料：火山灰10～20份，硅酸鹽水泥8～12份，納米金剛砂7～9份，膠粉12～19份，環(huán)氧樹脂15～22份，丙烯酸樹脂6～10份，鄰苯二甲酸二丁酯3～4份，松香樹脂5～11份，阿拉伯膠14～20份，黃砂10～13份，海泥6～9份，納米纖維素8～11份，纖維蛋白膠2～5份，環(huán)烷酸鈷2～3份，防凍劑2～4份，消泡劑3～4份。

本發(fā)明所使用的混凝土粘合劑將多種成分復配，提升混凝土粘合劑的粘結性、耐疲勞性、抗裂口增長等性能，混凝土粘合劑不僅具有一般混凝土的堅實的性能，更具有極強的粘結性，也可使混凝土粘合劑與預應力鋼筋31牢固的粘結。本發(fā)明所使用的混凝土粘合劑將拼裝端區(qū)域1與非拼裝端區(qū)域2密切的粘合，提高管片整體的強度及力學性能。

在另一技術方案中，每塊管片位于管片的兩端的一個所述拼裝端區(qū)域1和位于管片中間的非拼裝端區(qū)域2的面積比為1:3～5。本發(fā)明的拼裝端區(qū)域1采用高性能混凝土預制，非拼裝端區(qū)域2采用普通混凝土預制，合理的面積比不僅能夠提升管片接頭處的承載能力，同時可以適當降低綜合管廊的整體成本。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。