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      大跨度棚洞結構的制作方法

      文檔序號:10011498閱讀:574來源:國知局
      大跨度棚洞結構的制作方法
      【技術領域】
      [0001]本實用新型涉及鐵路、公路隧道進出口設棚洞段,適用于隧道洞口因卸荷裂隙帶造成危巖落石發(fā)育,而影響洞口結構及運營安全的棚洞結構,特別對跨度在12m以上的大跨度棚洞結構更為適合。
      【背景技術】
      [0002]山區(qū)鐵路、公路受地形限制,線路常常在崇山峻嶺中穿行,不可避免的會跨越山嶺中的溝谷,河流。因受線路曲線半徑的限制,線路需以隧道工程穿越崇山峻嶺,以橋梁工程跨越溝谷、河流,特別是在隧道洞口地形陡峻、峽谷深切地段,還常以橋隧相連的形式出現(xiàn)。
      [0003]由于橋隧相連地段受地形及施工場地的限制,隧道進出口的邊、仰坡高陡,地質條件惡劣,在雨水及地震等自然災害的作用下,會形成危巖、落石、崩塌等,極易對隧道洞口及緊鄰的橋梁工程造成巨大危害,嚴重威脅運營安全。為避免或降低隧道洞口危巖、落石等一系列不良地質對緊鄰的橋梁工程的危害,保證隧道洞口、橋梁結構的安全、穩(wěn)定及行車安全,有必要在橋隧緊鄰地段采取防護措施,以確保緊鄰的橋隧銜接地段的結構安全。
      [0004]現(xiàn)有的防落石方法很多,最常用的方法是洞口增設棚洞。棚洞結構從上到下主要包含回填緩沖層、防水層、頂板T梁及橫隔梁、縱梁、立柱及柱下基礎。目前T梁主要采用工廠化預制鋼筋混凝土梁;橫隔梁、縱梁及柱下基礎采用現(xiàn)場澆筑法施工。
      [0005]T梁、縱梁作為結構承載主體,結構尺寸受回填緩沖層、危巖落石及棚洞跨度等外部荷載因素制約。隨著棚洞結構跨度逐漸向雙線、三線車站發(fā)展,T梁、縱梁采用常規(guī)一般設計尺寸過于龐大,結構本身自重荷載對結構設計來說又變?yōu)橐粋€主要荷載。
      【實用新型內容】
      [0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種大跨度棚洞結構,以使棚洞結構跨度更大和承受更大的沖擊荷載,并有效地降低棚洞工程造價。
      [0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下:
      [0008]本實用新型的大跨度棚洞結構,包括橫向間隔設置的立柱及柱下基礎,以及采用鋼筋混凝土結構的縱梁、T梁,縱梁固結于同側立柱頂端,T梁設置于兩側縱梁上,其特征是:所述T梁內在其受拉區(qū)布設有橫向間隔、縱向間隔的第二預應力構件,且通過第二預應力構件對T梁施加預應力。
      [0009]所述縱梁內在其受拉區(qū)橫向間隔布有第一預應力構件,且通過第一預應力構件對縱梁施加預應力。
      [0010]本實用新型的有益效果是,由設置在鋼筋混凝土結構的T梁、縱梁受拉區(qū)的預應力構件作為結構承載的主體,抵消部分由回填緩沖層荷載和結構自重產生的襯砌內部拉應力,使T梁、縱梁結構承載力大為提高,改變了普通鋼筋混凝土 T梁、縱梁單一受力方式,可使棚洞跨度更大和承受更大的沖擊荷載;能有效地控制T梁、縱梁的設計厚度,和有效地控制裂縫開展,使棚洞結構施工質量易于控制,為大跨度、高強度地下工程的發(fā)展提供了一種新的結構形式;易施工,易于推廣。
      【附圖說明】
      [0011]本說明書包括如下三幅附圖:
      [0012]圖1是本實用新型大跨度棚洞結構的縱斷面結構示意圖;
      [0013]圖2是本實用新型大跨度棚洞結構T梁的橫斷面結構示意圖;
      [0014]圖3是本實用新型大跨度棚洞結構的平面示意圖;
      [0015]圖中示出構件、部位名稱及所對應的標記:立柱11、縱梁12、第一預應力構件12a、T梁13、第二預應力構件13a、柱下基礎14、洞口端墻21、防水層22、回填緩沖層23。
      【具體實施方式】
      [0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
      [0017]參照圖2和圖3,本實用新型的大跨度棚洞結構,包括橫向間隔設置的立柱11及柱下基礎14,以及采用鋼筋混凝土結構的縱梁12、T梁13,縱梁12固結于同側立柱11頂端,T梁13設置于兩側縱梁12上。所述T梁13內在其受拉區(qū)布設有橫向間隔、縱向間隔的第二預應力構件13a,且通過第二預應力構件13a對T梁13施加預應力。參照圖1和圖2,所述縱梁12內在其受拉區(qū)橫向間隔布有第一預應力構件12a,且通過第一預應力構件12a對縱梁12施加預應力。通過預應力構件對縱梁12、T梁13施加預應力。預應力構件作為結構承載的主體,抵消部分由外部回填荷載和結構自重產生的襯砌內部拉應力,使縱梁、T梁結構承載力大為提高,改變了普通鋼筋混凝土縱梁、T梁單一受力方式,可使棚洞跨度更大和承受更大的沖擊荷載;能有效地控制縱梁、T梁的設計厚度,和用效地控制裂縫開展,使棚洞結構施工質量易于控制。
      [0018]所述第一預應力構件12a、第二預應力構件13a可采用預應力鋼筋或預應力鋼索,其兩端的錨具、錨頭設置于縱梁12、T梁13的外緣上。預應力鋼筋或者預應力鋼索的直徑、強度等級、間距。距縱梁12、Τ梁13邊緣的距離根據結構計算需要確定,通常不小于15cm,使得預應力鋼筋或者預應力鋼索施加在縱梁12、T梁13上產生的反向彎矩為由附加荷載和結構自重產生彎矩的70%?80%。
      [0019]以時速200公里雙線鐵路標準線間距棚洞為例,棚洞內凈空12.0m,設計考慮棚洞頂部采用輕質礦渣回填時,采用現(xiàn)有鋼筋混凝土 T梁時,T梁截面尺寸為0.745.m寬X 1.0m高,單片T梁C35鋼筋混凝土 6.86m3,鋼筋用量約1955kg。采用預應力鋼筋混凝土 T梁時,T梁截面尺寸可設計為0.9m寬X0.7m高,單片T梁C35鋼筋混凝土 6.32m3,鋼筋及預應力鋼筋用量約1428kg ;轉換為延米指標時每延米可節(jié)省C35鋼筋混凝土 2.2m3,鋼筋1036kg,節(jié)省混凝土 24%、鋼筋40%。延米節(jié)約工程造價約5762元。若采用時速200公里雙線標準線間距棚洞結構,鋼筋用量相當?shù)那闆r下,棚洞結構跨度可達16.6m。
      [0020]以上所述只是用圖解說明本實用新型大跨度棚洞結構的一些原理,并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內,故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物,均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
      【主權項】
      1.大跨度棚洞結構,包括橫向間隔設置的立柱(11)及柱下基礎(14),以及采用鋼筋混凝土結構的縱梁(12)、T梁(13),縱梁(12)固結于同側立柱(11)頂端,T梁(13)設置于兩側縱梁(12)上,其特征是:所述T梁(13)內在其受拉區(qū)布設有橫向間隔、縱向間隔的第二預應力構件(13a),且通過第二預應力構件(13a)對T梁(13)施加預應力。2.如權利要求1所述的大跨度棚洞結構,其特征是:所述縱梁(12)內在其受拉區(qū)橫向間隔布有第一預應力構件(12a),且通過第一預應力構件(12a)對縱梁(12)施加預應力。3.如權利要求2所述的大跨度棚洞結構,其特征是:所述第一預應力構件(12a)、第二預應力構件(13a)為預應力鋼筋或預應力鋼索。
      【專利摘要】大跨度棚洞結構,以使棚洞結構跨度更大和承受更大的沖擊荷載,并有效地降低棚洞工程造價。包括橫向間隔設置的立柱及柱下基礎,以及采用鋼筋混凝土結構的縱梁、T梁,縱梁固結于同側立柱頂端,T梁設置于兩側縱梁上。所述T梁內在其受拉區(qū)布設有橫向間隔、縱向間隔的第二預應力構件,且通過第二預應力構件對T梁施加預應力。
      【IPC分類】E21D9/14
      【公開號】CN204920972
      【申請?zhí)枴緾N201420811929
      【發(fā)明人】琚國全, 熊祥雪, 趙萬強, 馬青, 譚永杰, 曹彧, 何昌國, 鄭宗溪, 鄭長青, 吳林, 凌燕婷, 匡亮, 袁偉, 孫其清, 肖輝, 岳建楠, 唐思聰
      【申請人】中鐵二院工程集團有限責任公司
      【公開日】2015年12月30日
      【申請日】2014年12月18日
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