基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构及施工方法

摘要

本发明提供一种基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构及施工方法，轨顶风道单元的侧墙及底板均采用发泡陶瓷材质，在满足结构强度的前提下，实现地铁车站轨顶风道单元的轻量化，由此极大的提高地铁车站轨顶风道的安装施工效率，缩短施工周期，保证施工安全。该轨顶风道装配式结构包括多个分体预制的轨顶风道单元；轨顶风道单元中两块发泡陶瓷侧墙相对设置，每块发泡陶瓷侧墙宽度方向的两侧各设置一根预制牛腿吊柱用于承力；预制牛腿吊柱顶部预埋用于与车站结构板固接的预埋吊筋；预制牛腿吊柱一侧面的下端设置有支撑连接座；预制梁设置在两个侧墙组件之间，预制梁的两端分别支撑并固定在对应侧的支撑连接座上；发泡陶瓷底板平铺在预制梁上。

权利要求

1.基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：包括多个分体预制的轨顶风道单元；

所述轨顶风道单元包括：发泡陶瓷侧墙、发泡陶瓷底板、预制牛腿吊柱和预制梁；

两块所述发泡陶瓷侧墙相对设置，每块发泡陶瓷侧墙宽度方向的两侧各设置一根预制牛腿吊柱用于承力，由此形成侧墙组件；所述预制牛腿吊柱顶部预埋用于和地铁车站结构板固接的预埋吊筋；

所述预制牛腿吊柱一侧面的下端设置有支撑连接座；所述预制梁设置在两个侧墙组件之间，所述预制梁的两端分别支撑并固定在对应侧预制牛腿吊柱的支撑连接座上；

所述发泡陶瓷底板平铺在所述预制梁上；

所述预制牛腿吊柱和预制梁为主要承力部件，采用混凝土预制成型；

在所述发泡陶瓷侧墙的内侧和/或外侧均设置有斜撑角钢，所述斜撑角钢沿发泡陶瓷侧墙的对角线设置；

当所述发泡陶瓷侧墙的内侧和外侧均设置有斜撑角钢时，内侧和外侧的两个斜撑角钢交叉设置；

位于所述发泡陶瓷侧墙外侧的斜撑角钢通过紧固件与所述发泡陶瓷侧墙固接；位于所述发泡陶瓷侧墙内侧的斜撑角钢通过紧固件分别与发泡陶瓷侧墙和对应端的预制牛腿吊柱固接。

2.如权利要求1所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：所述预制梁包括两根纵梁和用于连接两根纵梁的多根横梁，两根纵梁分别与侧墙组件中的两个预制牛腿吊柱连接。

3.如权利要求1‑2任一项所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：所述发泡陶瓷侧墙与所述预制牛腿吊柱之间采用企口式拼接结构。

4.如权利要求3所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：所述预制牛腿吊柱的吊柱企口与所述发泡陶瓷侧墙间留有5mm～10mm间隙，间隙内填充灌浆料。

5.如权利要求2所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：所述预制梁中纵梁的两端设置有预制梁凹槽孔，所述预制牛腿吊柱的支撑连接座上对应的设置有牛腿凹槽孔；所述预制梁凹槽孔与牛腿凹槽孔对接后，通过设置在两个槽孔内的螺栓将预制牛腿吊柱与预制梁拼接在一起。

6.如权利要求5所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：向安装有螺栓的预制梁凹槽孔和牛腿凹槽孔内填充灌浆料进行灌浆密封。

7.如权利要求1‑2任一项所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，其特征在于：所述发泡陶瓷底板两端与对应侧的侧墙组件之间具有5～10mm的缝隙，在该缝隙内填充灌浆料。

8.基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构的施工方法，其特征在于：所述预制轨顶风道装配式结构为权利要求1‑7任一项所述的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构；

首先在地面进行轨顶风道单元的预拼装，预拼装时，先将四根预制牛腿吊柱吊装至设定位置；然后人工安装两块发泡陶瓷侧墙；

然后将预制梁吊装至两个相对设置的侧墙组件之间，使预制梁支撑并固定在对应侧的预制牛腿吊柱的支撑连接座上，人工将发泡陶瓷底板平铺于预制梁上；由此完成轨顶风道单元的预拼装；

将预拼装的轨顶风道单元整体吊装到安装位后，将预制牛腿吊柱顶部预埋的预埋吊筋贯穿地铁车站结构板上预设的凹槽孔，并采用螺栓固定连接；然后在预制牛腿吊柱与地铁车站结构板下板面的连接处进行注浆填缝处理。

说明书

基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构及施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种地铁车站预制轨顶风道的装配式结构，具体涉及一种基于发泡陶瓷的地铁车站预制轨顶风道装配式结构，属于地铁车站工程技术领域。

背景技术

[0002] 目前，地铁车站的轨顶风道施工主要采用现浇钢筋混凝土，现浇钢筋混凝土施工存在以下问题：（1）施工进度缓慢，大量作业均在地下较为狭窄的空间内，物资倒运不便、大型机械无法使用。（2）作业质量无法保证，标高偏差、表面不平整、混凝土振捣质量不达标等现象普遍存在，为后期工作带来困扰。（3）经济性差，不能同主体结构一同施工，结构自身需要分次浇筑，工程量小，施工难度大，劳动力投入多，功效低。（4）作业环境脏乱差，过多的地下湿作业，狭窄的作业面，建筑垃圾无法及时清理，扬尘危害作业人员健康。（5）危害职业健康及安全。密团空间内扬尘危害作业人员健康，轨顶风道作业面狭小、有较多的突起物，工人在其中爬行时容易发生伤害。因此在地铁项目工程中，推动装配式构件的发展和应用，有利于现场减少建筑垃圾和扬尘，在质量、安全、环保、工期进度、经济效益等多方面带来较大提升。

[0003] 相比于传统现浇施工技术，装配式技术以其快速、高效、低能耗等优势在地铁车站工程领域迅速发展并得到推广应用。但现有的地铁车站装配式轨顶风道，无论是整体预制混凝土结构的轨顶风道单元，还是分块预制混凝土结构的轨顶风道单元，都依然还是采用混凝土预制，混凝土预制耗时长，且混凝土预制件重量较大，现场施工时安装难度大，并存在施工安全隐患；此外，吊装重量较大的混凝土预制件耗时长，也限制了施工效率的进一步提升。

[0004] 因此，需要设计一种轻量化，能够节约材料，施工速度快的地铁车站轨顶风道装配式结构及其施工方法。

[0005] 发泡陶瓷建材克服了传统保温材料强度低，可燃、易老化的缺点，是一种具有轻质、高强、耐腐蚀、薄抹灰、防水防潮、防火等级达到A1级特点的新型绿色保温建筑材料，发泡陶瓷建材原材料主要是由各类废弃物烧制而成，消除了废弃物堆积带来的污染环境、侵占土地、破坏植被等问题，不但实现了资源的再利用，而且整个生产过程没有废物排放，属于环境友好型工艺技术。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明提供一种基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，地铁车站轨顶风道单元的侧墙及底板均采用发泡陶瓷材质，在满足结构强度的前提下，实现了地铁车站轨顶风道单元的轻量化，由此能够极大的提高地铁车站轨顶风道的安装施工效率，缩短施工周期，同时又能够保证施工安全。

[0007] 基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，包括多个分体预制的轨顶风道单元；

[0008] 所述轨顶风道单元包括：发泡陶瓷侧墙、发泡陶瓷底板、预制牛腿吊柱和预制梁；

[0009] 两块所述发泡陶瓷侧墙相对设置，每块发泡陶瓷侧墙宽度方向的两侧各设置一根预制牛腿吊柱用于承力，由此形成侧墙组件；所述预制牛腿吊柱顶部预埋用于和地铁车站结构板固接的预埋吊筋；

[0010] 所述预制牛腿吊柱一侧面的下端设置有支撑连接座；所述预制梁设置在两个侧墙组件之间，所述预制梁的两端分别支撑并固定在对应侧预制牛腿吊柱的支撑连接座上；

[0011] 所述发泡陶瓷底板平铺在所述预制梁上。

[0012] 作为本发明的一种优选方式，在所述发泡陶瓷侧墙的内侧和/或外侧均设置有斜撑角钢，所述斜撑角钢沿发泡陶瓷侧墙的对角线设置；

[0013] 当所述发泡陶瓷侧墙的内侧和外侧均设置有斜撑角钢时，内侧和外侧的两个斜撑角钢交叉设置。

[0014] 作为本发明的一种优选方式，在位于所述发泡陶瓷侧墙外侧的斜撑角钢通过紧固件与所述发泡陶瓷侧墙固接；位于所述发泡陶瓷侧墙内侧的斜撑角钢通过紧固件分别与发泡陶瓷侧墙和对应端的预制牛腿吊柱固接。

[0015] 作为本发明的一种优选方式，在所述预制梁包括两根纵梁和用于连接两根纵梁的多根横梁，两根纵梁分别与侧墙组件中的两个预制牛腿吊柱连接。

[0016] 作为本发明的一种优选方式，在所述发泡陶瓷侧墙与所述预制牛腿吊柱之间采用企口式拼接结构。

[0017] 作为本发明的一种优选方式，在所述预制牛腿吊柱的吊柱企口与所述发泡陶瓷侧墙间留有5mm～10mm间隙，间隙内填充灌浆料。

[0018] 作为本发明的一种优选方式，在所述预制梁中纵梁的两端设置有预制梁凹槽孔，所述预制牛腿吊柱的支撑连接座上对应的设置有牛腿凹槽孔；所述预制梁凹槽孔与牛腿凹槽孔对接后，通过设置在两个槽孔内的螺栓将预制牛腿吊柱与预制梁拼接在一起。

[0019] 作为本发明的一种优选方式，在向安装有螺栓的预制梁凹槽孔和牛腿凹槽孔内填充灌浆料进行灌浆密封。

[0020] 作为本发明的一种优选方式，在所述发泡陶瓷底板两端与对应侧的侧墙组件之间具有5～10mm的缝隙，在该缝隙内填充灌浆料。

[0021] 此外，本发明提供一种基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构的施工方法：

[0022] 首先在地面进行轨顶风道单元的预拼装，预拼装时，先将四根预制牛腿吊柱吊装至设定位置；然后人工安装两块发泡陶瓷侧墙；

[0023] 然后将预制梁吊装至两个相对设置的侧墙组件之间，使预制梁支撑并固定在对应侧的预制牛腿吊柱的支撑连接座上，人工将发泡陶瓷底板平铺于预制梁上；由此完成轨顶风道单元的预拼装；

[0024] 将预拼装的轨顶风道单元整体吊装到安装位后，将预制牛腿吊柱顶部预埋的预埋吊筋贯穿地铁车站结构板上预设的凹槽孔，并采用螺栓固定连接；然后在预制牛腿吊柱与地铁车站结构板下板面的连接处进行注浆填缝处理。

[0025] 有益效果：

[0026] （1）本发明的轨顶风道装配式结构采用分块预制结构，且侧墙组件和底部组件采用预制牛腿吊柱和预制梁作为主要承力结构，配合发泡陶瓷侧墙和发泡陶瓷底板，能够在满足结构强度的前提下，尽量减少混凝土用量；预制牛腿吊柱和预制梁相比传统的混凝土吊墙和混凝土底板重量轻，现场吊装方便；而发泡陶瓷材料强度高、重量轻、耐久性好，发泡陶瓷侧墙和发泡陶瓷底板现场安装时，无需吊装，人工安装即可，现场安装作业及现场连接方便，也便于维护；由此本发明的基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构实现了轨顶风道单元的轻量化，从而能够极大的提高地铁车站轨顶风道的安装施工效率，缩短施工周期，同时又能够保证施工安全；同时由于大量减少了混凝土用量，而是采用新型绿色环保的发泡陶瓷进行地铁车站轨顶风道的施工，能够降低资源消耗和环境污染。

[0027] （2）本发明的轨顶风道装配式结构中，由于底板组件为轻量化结构，其与侧墙组件之间仅需通过简单的紧固件（如螺栓）连接即可，由此能够简化节点连接方式，提高施工效率。

[0028] （3）本发明的轨顶风道装配式结构中，发泡陶瓷底板底部通过预制梁进行支撑，提高发泡陶瓷底板的结构强度。

[0029] （4）本发明的轨顶风道装配式结构中，在发泡陶瓷侧墙的内侧和/或外侧设置有斜撑角钢，斜撑角钢沿发泡陶瓷侧墙的对角线设置，由此能够提高发泡陶瓷侧墙的结构强度。

[0030] （5）本发明的轨顶风道装配式结构中，发泡陶瓷侧墙与预制牛腿吊柱之间通过吊柱企口相连，企口式的拼接结构不仅能够提高轨顶风道单元的拼接质量，还能有效的防止轨顶风道漏风，提高装配的可靠性及拼装效率。

[0031] （6）本发明的轨顶风道装配式结构中，吊柱企口与发泡陶瓷侧墙间留有间隙，间隙内利用注浆管填充灌浆料，保证了容错率。

附图说明

[0032] 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，下面将对实施例或现有技术描述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它的附图。

[0033] 图1为本发明实施例提供的轨顶风道单元的整体结构示意图；

[0034] 图2为本发明实施例提供的轨顶风道单元的分解示意图；

[0035] 图3为本发明实施例提供的预制梁的结构示意图；

[0036] 图4为本发明实施例提供的带企口的预制牛腿吊柱的结构示意图；

[0037] 图5为本发明实施例提供的发泡陶瓷侧墙、预制牛腿吊柱及斜撑角钢固定的结构示意图。

[0038] 其中：1‑预制梁，2‑斜撑角钢，3‑预制牛腿吊柱，4‑发泡陶瓷侧墙，5‑发泡陶瓷底板， 6‑预制梁凹槽孔，7‑吊柱企口，8‑牛腿凹槽孔，9‑预埋吊筋，10‑螺栓。

具体实施方式

[0039] 下面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它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 实施例1：

[0041] 本实施例提供一种基于发泡陶瓷的预制轨顶风道装配式结构，采用绿色环保的发泡陶瓷预制地铁车站轨顶风道单元的侧墙和底板，并通过对结构的改进使其能够在满足结构强度的前提下，尽量减少混凝土用量，实现整个地铁车站轨顶风道装配式结构的轻量化、低碳化。

[0042] 该预制轨顶风道装配式结构包括多个分体预制的轨顶风道单元；如图1和图2所示，轨顶风道单元包括：两块发泡陶瓷侧墙4、发泡陶瓷底板5、预制牛腿吊柱3和预制梁1；其中发泡陶瓷侧墙4和发泡陶瓷底板5均分别在工厂按照尺寸切割，预制牛腿吊柱3和预制梁1为主要承力部件，采用混凝土预制成型；发泡陶瓷侧墙4、发泡陶瓷底板5以及预制牛腿吊柱3和预制梁1送到现场后再进行拼装。发泡陶瓷侧墙4和发泡陶瓷底板5采用新型环保的发泡陶瓷材质，对于轨顶风道单元的质量控制及后续维护更换具有更高的应用价值。

[0043] 两块发泡陶瓷侧墙4相对设置，每块发泡陶瓷侧墙4宽度方向的两侧各设置一根预制牛腿吊柱3用于承力，由此形成侧墙组件；发泡陶瓷侧墙4与预制牛腿吊柱3之间采用企口式拼接结构。如图4所示，本例中，侧墙组件中两个预制牛腿吊柱3相对面设置有吊柱企口7，安装时，直接将发泡陶瓷侧墙4的横向两侧边置于对应侧的吊柱企口7内即可。安装后，吊柱企口7与发泡陶瓷侧墙4间留有间隙，间隙为5mm～10mm，间隙内利用注浆管填充灌浆料，保证了容错率，企口式的拼接结构不仅能够提高轨顶风道单元的拼接质量，还能有效的防止轨顶风道漏风，提高装配的可靠性及拼装效率。

[0044] 如图4所示，预制牛腿吊柱3的顶部预埋有用于和地铁车站结构板的现浇混凝土固接的预埋吊筋9；在预制牛腿吊柱3吊装到位后，将其顶部的预埋吊筋9贯穿地铁车站结构板的凹槽孔，并采用螺栓固定连接；然后在预制牛腿吊柱3与地铁车站结构板下板面的连接处利用注浆管进行注浆填缝处理，地铁车站结构板的预先开孔保证了预埋吊筋9的完整性及稳定性，提高了轨顶风道单元的安全系数，同时保证了密封性的良好。

[0045] 预制梁1用于支撑发泡陶瓷底板5，提高发泡陶瓷底板5的结构强度。如图3所示，本例中，预制梁1包括两根纵梁和用于连接两根纵梁的多根横梁，两根纵梁分别与侧墙组件中的两个预制牛腿吊柱3对应连接。

[0046] 预制牛腿吊柱3一侧面的下端设置有凸起作为预制梁1的支撑连接座；两个侧墙组件中预制牛腿吊柱3的支撑连接座相对设置，由此使预制梁1两端分别支撑并固定在对应侧的预制牛腿吊柱3的支撑连接座上。预制梁1中纵梁的两端设置有预制梁凹槽孔6，预制牛腿吊柱3的支撑连接座上对应的设置有牛腿凹槽孔8；牛腿凹槽孔8与预制梁凹槽孔6上下对接后，通过设置在两个槽孔内的螺栓将预制牛腿吊柱3与预制梁1拼接在一起，然后向两个凹槽孔的缝隙内浇筑灌浆料，螺栓被包裹在灌浆料中，保证了连接部位的强度及平整度。预制梁1和预制牛腿吊柱3连接后形成轨顶风道单元的主要承力结构。

[0047] 发泡陶瓷底板5平铺于预制梁1上，由此形成底板组件；发泡陶瓷底板5两端与对应侧的侧墙组件之间具有5～10mm的缝隙，该缝隙采用灌浆管浇筑灌浆料，提高了容错率，保证了轨顶风道单元的完整性，避免产生漏风。

[0048] 如图5所示，进一步地，为提高侧墙组件的结构强度，在发泡陶瓷侧墙4的内侧和外侧均设置有斜撑角钢2，斜撑角钢2沿发泡陶瓷侧墙4的对角线设置，且每个发泡陶瓷侧墙4内外两侧的斜撑角钢2交叉设置。如图5所示，本例中，位于发泡陶瓷侧墙4外侧的斜撑角钢2通过两个螺栓10与发泡陶瓷侧墙4固定，位于发泡陶瓷侧墙4内侧的斜撑角钢2通过四个螺栓10固定，其中位于两侧的两个螺栓10分别与对应侧的预制牛腿吊柱3固定，位于中间的两个螺栓10与发泡陶瓷侧墙4固定，由此保证了发泡陶瓷侧墙4的稳定性，进一步提高了发泡陶瓷侧墙4的抗剪切强度和连接力。

[0049] 实施例2：

[0050] 本实施例提供上述实施1中的预制轨顶风道装配式结构的施工方法。

[0051] 首先在地面进行轨顶风道单元的预拼装，预拼装时，先将四根预制牛腿吊柱3吊装至设定位置；然后人工安装两块发泡陶瓷侧墙4，并在发泡陶瓷侧墙4的内侧和外侧通过螺栓10固定斜撑角钢2，由此完成侧墙组件的装配；

[0052] 然后将预制梁1吊装至两个相对设置的侧墙组件之间，通过螺栓连接预制梁1与预制牛腿吊柱3。最后人工将发泡陶瓷底板5平铺于预制梁1上即可。

[0053] 之后进行连接节点的灌浆密封，包括在发泡陶瓷侧墙4与预制牛腿吊柱3的吊柱企口7缝隙间浇筑灌浆料密封、在预制梁1通过螺栓与预制牛腿吊柱3拼接的凹槽孔缝隙内浇筑灌浆料密封、在发泡陶瓷底板5与发泡陶瓷侧墙4间的缝隙内浇筑灌浆料密封。

[0054] 由此完成轨顶风道单元的预拼装。

[0055] 将预拼装的轨顶风道单元整体吊装到安装位后，将预制牛腿吊柱3顶部预埋的预埋吊筋9贯穿地铁车站结构板上预设的凹槽孔，采用螺栓固定连接，然后在预制牛腿吊柱3与地铁车站结构板下板面的连接处利用注浆管进行注浆填缝处理。

[0056] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。