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一种装配式地铁车站结构及其构件连接节点

2021-04-08 16:58:26

一种装配式地铁车站结构及其构件连接节点

  技术领域

  本发明涉及地下结构物技术领域,特别是涉及一种装配式地铁车站结构及其构件连接节点。

  背景技术

  地铁等轨道交通逐渐成为城市公共交通的重要发展方向。目前,地铁车站建设多采用明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等施工方式,均要求现场浇筑主体结构,造成了现场施工作业量大的问题。

  随后发展出了装配式的施工技术,如申请公布号为CN108104162A、申请公布日为2018.06.01的中国发明专利申请公开了一种防水型全预制装配式地铁车站结构,并具体公开了车站整体是由若干标准单元沿纵向拼装而成,每个标准单元为一环,多个预制构件沿环向和纵向拼装成地铁车站,预制构件环向与纵向的拼装缝均为榫头连接,拼装缝的榫头内设置双排定位抗剪螺栓;其中,防水体系包括结构主体的自防水、拼装缝防水,并且,拼装缝防水包括拼装缝接触面防水和拼装缝外侧防水,拼装缝接触面防水是指在接触面粘贴复合止水条;拼装缝外侧防水是指在拼装缝外侧设置复合止水条安装槽,复合止水条设置在安装槽内。

  现有技术中的全预制装配式地铁车站结构采用预制构件拼装组合,使用抗剪螺栓将预制构件的榫头连接,拼装缝处设置有多重防水体系,装配式的施工方式有效控制了现场施工工作量。但是,在预制构件之间设置多重防水体系,整个装配过程中的防水施工复杂,特别是,设置在拼装缝外侧的复合止水条在装配时会磨损破坏,对于施工工艺要求过高,无法保证成型后的防水效果;另外,现有技术中的拼装缝为直角拼装缝,接头根部的厚度仅有构件厚度的一半,结构强度低。

  发明内容

  为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种装配式地铁车站结构,以解决预制构件之间设置多重防水体系,整个装配过程中的防水施工复杂,特别是,设置在拼装缝外侧的复合止水条在装配时会磨损破坏,对于施工工艺要求过高,无法保证成型后的防水效果,且接头结构强度低的问题。同时本发明的目的在于提供一种装配式地铁车站结构的构件连接节点。

  本发明的装配式地铁车站结构的技术方案为:

  装配式地铁车站结构包括多个拼接的环状构件节段,所述环状构件节段包括多个周向拼接组合的构件单元,所述构件单元的边缘设有楔形接头,所述楔形接头的长度平行于所述环状构件节段的轴线方向延伸,周向相邻两个所述构件单元的楔形接头咬合匹配;

  所述楔形接头的厚度朝远离所述构件单元的方向逐渐减小,所述楔形接头的侧面倾斜布置构成咬合斜面,所述咬合斜面上设有沿所述环状构件节段的轴线方向延伸的止水压条,周向相邻两个所述构件单元的楔形接头之间还连接有紧固件。

  有益效果:楔形接头的咬合斜面上设有止水压条,通过紧固件将周向相邻两个构件单元的楔形接头连接,通过二者的咬合斜面对止水压条起到挤压作用,并借助于止水压条与咬合斜面的紧贴达到良好的密封效果;在装配施工的过程中,吊装其中一个构件单元朝靠近另一个构件单元的方向移动,对接时两个构件单元的各自楔形接头的咬合斜面发生正对相向运动,即两个咬合斜面面面相对接近直至贴合,在此过程中,止水压条不与楔形接头发生接触摩擦,仅在两个咬合斜面对接到位时被压紧变形,从而有效封堵咬合缝隙;

  楔形接头的厚度朝远离构件单元的方向逐渐减小,楔形接头的侧面倾斜布置构成咬合斜面,相比于平直的拼接面具有更大的接触面积,在拼接装配时两个咬合斜面之间的咬合紧密度更好,并且楔形接头的根部更宽强度更好,满足了构件单元之间的牢固、稳定的拼接要求;相比于现有防水体系结构更加简单,简化了整个装配过程中的防水施工,对于施工工艺的要求更低,有效保证了成型后的防水效果。

  进一步的,所述楔形接头具有厚度收窄的梯形截面,所述咬合斜面的坡度为介于20%至30%之间的任意数值。

  进一步的,所述楔形接头的中间厚度与宽度之比介于0.4至0.6之间。

  进一步的,所述楔形接头上开设有沿厚度方向延伸的螺栓孔,所述紧固件为螺纹装配在所述螺栓孔中的紧固螺栓。

  进一步的,所述螺栓孔沿所述环状构件节段的轴线方向间隔布置有两列,所述止水压条布置在两列所述螺栓孔之间。

  进一步的,所述咬合斜面的中部设有压槽,所述压槽与所述止水压条的密封配合。

  进一步的,多个所述构件单元分别为顶部构件单元、底部构件单元、侧面构件单元和角部构件单元,所述角部构件单元分别拼接在所述顶部构件单元和侧面构件单元之间,以及所述侧面构件单元与所述底部构件单元之间。

  进一步的,所述顶部构件单元的两侧左右对称设置有所述楔形接头,且所述顶部构件单元的楔形接头布置在上侧位置;所述角部构件单元包括与所述顶部构件单元拼接组合的上角部构件单元,所述上角部构件单元的上部边缘的楔形接头对应布置在下侧位置。

  进一步的,所述侧面构件单元的内侧设有悬伸支臂,所述悬伸支臂连接有层板构件单元,所述悬伸支臂与所述层板构件单元的拼接边缘处分别设有咬合匹配的楔形接头。

  本发明的装配式地铁车站结构的构件连接节点的技术方案为:

  装配式地铁车站结构的构件连接节点包括两个拼接组合的构件单元,所述构件单元的边缘设有楔形接头,两个所述构件单元的楔形接头咬合匹配;

  所述楔形接头的厚度朝远离所述构件单元的方向逐渐减小,所述楔形接头的侧面倾斜布置构成咬合斜面,所述咬合斜面上设有止水压条,两个所述构件单元的楔形接头之间还连接有紧固件。

  有益效果:楔形接头的咬合斜面上设有止水压条,通过紧固件将两个构件单元的楔形接头连接,通过二者的咬合斜面对止水压条起到挤压作用,并借助于止水压条与咬合斜面的紧贴达到良好的密封效果;在装配施工的过程中,吊装其中一个构件单元朝靠近另一个构件单元的方向移动,对接时两个构件单元的各自楔形接头的咬合斜面发生正对相向运动,即两个咬合斜面面面相对接近直至贴合,在此过程中,止水压条不与楔形接头发生接触摩擦,仅在两个咬合斜面对接到位时被压紧变形,从而有效封堵咬合缝隙;

  楔形接头的厚度朝远离构件单元的方向逐渐减小,楔形接头的侧面倾斜布置构成咬合斜面,相比于平直的拼接面具有更大的接触面积,在拼接装配时两个咬合斜面之间的咬合紧密度更好,并且楔形接头的根部更宽强度更好,满足了构件单元之间的牢固、稳定的拼接要求;相比于现有防水体系结构更加简单,简化了整个装配过程中的防水施工,对于施工工艺的要求更低,有效保证了成型后的防水效果。

  进一步的,所述楔形接头具有厚度收窄的梯形截面,所述咬合斜面的坡度为介于20%至30%之间的任意数值。

  进一步的,所述楔形接头的中间厚度与宽度之比介于0.4至0.6之间。

  进一步的,所述楔形接头上开设有沿厚度方向延伸的螺栓孔,所述紧固件为螺纹装配在所述螺栓孔中的紧固螺栓。

  进一步的,所述螺栓孔沿所述环状构件节段的轴线方向间隔布置有两列,所述止水压条布置在两列所述螺栓孔之间。

  进一步的,所述咬合斜面的中部设有压槽,所述压槽与所述止水压条的密封配合。

  附图说明

  图1为本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例1中装配式地铁车站结构的主视示意图;

  图2为本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例1中顶部构件单元与上角部构件单元的分解示意图;

  图3为本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例1中顶部构件单元与上角部构件单元的装配过程示意图;

  图4为本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例1中顶部构件单元与上角部构件单元的局部拼接示意图;

  图5为本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例1中顶部构件单元与上角部构件单元的局部拼接俯视图;

  图6为本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例2中装配式地铁车站结构的主视示意图。

  图中:1、环状构件节段;10、楔形接头;100、咬合斜面;101、螺栓孔;102、压槽;11、顶部构件单元;12、底部构件单元;13、侧面构件单元;130、悬伸支臂;14、上角部构件单元;15、下角部构件单元;16、层板构件单元;17、立柱;2、止水压条;3、紧固螺栓。

  具体实施方式

  下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

  本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例1,如图1至图5所示,装配式地铁车站结构包括多个并列拼接的环状构件节段1,环状构件节段1包括多个周向拼接组合的构件单元,构件单元的边缘设有楔形接头10。在本实施例中,多个构件单元分别为顶部构件单元11、底部构件单元12、侧面构件单元13和角部构件单元,角部构件单元分别拼接在顶部构件单元11和侧面构件单元13之间,以及侧面构件单元13与底部构件单元12之间。依次将顶部构件单元11、角部构件单元、侧面构件单元13、角部构件单元、底部构件单元12、角部构件单元、侧面构件单元13、角部构件单元和顶部构件单元11周向拼接构成中空的封闭型环状构件节段1。

  具体的,顶部构件单元11的两侧左右对称设置有楔形接头10,且顶部构件单元11的楔形接头10布置在上侧位置;角部构件单元包括与顶部构件单元11拼接组合的上角部构件单元14,上角部构件单元14的上部边缘的楔形接头10对应布置在下侧位置。在上角部构件单元14的楔形接头10与顶部构件单元11两侧的楔形接头10咬合匹配的同时,利用上角部构件单元14的楔形接头10对顶部构件单元11起到竖向挡止作用,便于吊装定位顶部构件单元11,提高了环状构件节段1的顶部结构的可靠性。

  并且,为了满足地铁车站的多层设计需求,在侧面构件单元13的内侧设有悬伸支臂130,悬伸支臂130连接有层板构件单元16,悬伸支臂130与层板构件单元16的拼接边缘处分别设有咬合匹配的楔形接头10。通过悬伸支臂130和层板构件单元16将环状构件节段1的内部分割为上层空间和下层空间,且在悬伸支臂130与侧面构件单元13之间设置有加强斜撑,从而提高了层板构件单元16的装配牢靠性。

  上述顶部构件单元11、底部构件单元12、侧面构件单元13和角部构件单元统称为构件单元,构件单元的楔形接头10的长度平行于环状构件节段1的轴线方向延伸,周向相邻两个构件单元的楔形接头10咬合匹配;楔形接头10具有背向构件单元呈厚度收窄的梯形截面,楔形接头10的倾斜侧面为咬合斜面100,咬合斜面100上设有沿环状构件节段1的轴线方向延伸的止水压条2,周向相邻两个构件单元的楔形接头100之间还连接有紧固件。

  楔形接头10的咬合斜面100上设有止水压条2,通过紧固件将周向相邻两个构件单元的楔形接头10连接,通过二者的咬合斜面100对止水压条2起到挤压作用,并借助于止水压条2与咬合斜面100的紧贴达到良好的密封效果;在装配施工的过程中,吊装其中一个构件单元朝靠近另一个构件单元的方向移动,对接时两个构件单元的各自楔形接头10的咬合斜面100发生正对相向运动,即两个咬合斜面100面面相对接近直至贴合,在此过程中,止水压条2不与楔形接头10发生接触摩擦,仅在两个咬合斜面100对接到位时被压紧变形,从而有效封堵咬合缝隙。

  楔形接头10具有背向构件单元呈厚度收窄的梯形截面,楔形接头10的倾斜侧面为咬合斜面100,相比于平直的拼接面具有更大的接触面积,在拼接装配时两个咬合斜面100之间的咬合紧密度更好,并且楔形接头10的根部更宽强度更好,满足了构件单元之间的牢固、稳定的拼接要求。相比于现有防水体系结构更加简单,简化了整个装配过程中的防水施工,对于施工工艺的要求更低,有效保证了成型后的防水效果。

  任意两个构件单元上的楔形接头10的形状尺寸相同,咬合斜面100的坡度为介于20%至30%之间的任意数值,楔形接头10的中间厚度与宽度之比介于0.4至0.6之间。具体的,楔形接头10的宽度为800mm、最薄处的厚度为350mm、最厚处的厚度为550mm,即咬合斜面100的坡度为25%,楔形接头10的中间厚度与宽度之比为9:16(约等于0.5625),该尺寸比例的楔形接头10具有良好的结构强度和拼接咬合效果。

  为了便于后续的装配施工,楔形接头10上开设有沿厚度方向延伸的螺栓孔101,紧固件为螺纹装配在螺栓孔101中的紧固螺栓3。需要说明的是,相互咬合拼接的两个楔形接头10上,其中一个楔形接头10上设有螺栓穿孔,对应的另一个楔形接头10上设有螺纹套筒,螺纹穿孔和螺纹套筒的内螺纹孔统称为螺栓孔101,在吊装定位好的两个楔形结构10中旋拧紧固螺栓3,从而实现对两个构件单元的拼接组合。

  进一步的,螺栓孔101沿环状构件节段1的轴线方向间隔布置有两列,如图5所示,止水压条2布置在两列螺栓孔101之间。咬合斜面100的中部设有压槽102,压槽102与止水压条2的密封配合。止水压条2居中设置在两列紧固螺栓3之间,紧固连接两个楔形接头10的同时,两列紧固螺栓3可更完整地对止水压条2起到压紧作用,保证了对咬合缝隙的封水密封效果。

  本发明的装配式地铁车站结构的具体实施例2,为了满足不同的使用需求,装配式地铁车站结构不仅限于具体实施例1中的跨梁式结构,还可在底部构件单元与顶部构件单元之间设置竖向延伸的立柱17,如图6所示,在立柱17的中部也设置有悬伸支臂130,通过立柱17的悬伸支臂130与侧面构件单元的悬伸支臂共同起到对层板构件单元16的支撑作用,设置立柱17对层板构件单元16顶部构件单元可起到更稳定的竖向支撑性。

  本发明的装配式地铁车站结构的其他具体实施例,为了满足不同的使用需求,咬合斜的坡度可为介于20%至30%之间的其他任意数值,或者,楔形接头的中间厚度与宽度之比为介于0.4至0.6之间其他任意数值,按照尺寸比例范围设计的楔形接头同样具有较好的结构强度和拼接咬合效果。

  本发明的装配式地铁车站结构的构件连接节点的具体实施例,构件连接节点包括两个拼接组合的构件单元,构件单元的边缘设有楔形接头,两个构件单元的楔形接头咬合匹配,楔形接头的结构及拼接形式与本发明的装配式地铁车站结构的具体实施方式中楔形接头的结构及拼接形式的各具体实施例相同,在此不再赘述。

  以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

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