一种预应力管节组合梁的制作方法

本技术涉及地下工程结构，特别是指一种预应力管节组合梁。

背景技术：

1、在地下空间领域，近年来涌现出了一些新型装配式建造技术，如结构分割转换工法、双圆或多圆盾构工法等，这类新型工法的出现，丰富了地下空间装配式建造方法，推动地下空间建造朝着机械化、装配化、智能化的方向发展。采用这类工法修建的地下空间需要现浇施工梁柱体系。因为管节/管片在纵向上是不连续的，即存在环间接缝，现行的纵梁设计方案均没有考虑管片的作用，这就造成了纵梁尺寸过大，压缩本就有限的内部空间，降低了地下工程的空间利用率。在这种情况下，为了获得足够的净空间，就必须增加地下结构断面整体高度，与其配套的掘进设备规格尺寸也需要相应提高，客观上导致了工程难度和建设成本的增加。在这种背景下，研究如何提高此类工程梁的承载能力，或在满足承载力要求的同时优化减小梁结构尺寸，进而减小地下结构断面尺寸及配套的设备规格，降低工程难度及建设成本，就显得尤为必要。

2、目前，部分研究人员就提高此类机械化建造地下工程结构梁承载力展开了研究，公开号为cn113969792a的中国发明专利公开了一种适用于多圆盾构的管片连接支护系统及其施工方法，其提出了一种新型的支护系统，同时由于引入了预应力技术，该梁结构确实能在一定程度上提高梁承载力，但其孔道位于现浇梁内，预应力筋并没有将管片在纵向上连接起来，管片在纵向上仍然是不连续的，仍然存在环间接缝，在进行承载力计算时依然无法考虑管片部分的截面，依然存在截面浪费，导致截面设计尺寸较大的问题。

3、公开号为cn115898425a的中国发明专利公开了用于水平组合顶管的顶部管片叠合梁组合结构及施工方法，其提出了一种叠合梁结构，该发明通在管片顶板上设置预留孔，并在施工时往预留孔内插入型钢，利用型钢本身刚度大、承载力强的特点，提高叠合梁整体承载能力。但是该发明对型钢强度和长度要求较高，并且其在施工时需要从端部完整插入管片顶板，其对施工空间要求较高，尤其是难以适应地下狭小空间内的施工条件，因此将造成施工不便的现象。同时其结构仍然无法利用管片自身截面承载能力。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种预应力管节组合梁，解决了现有的纵梁结构设计时无法把管片自身截面承载能力考虑在内，进而导致现有纵梁截面设计尺寸较大的问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：一种预应力管节组合梁，包括预应力梁部和现场施做梁部，所述预应力梁部包括孔道，孔道对应开设在若干管节上，管节之间通过穿设在孔道上的预应力筋沿轴向首尾连接，使得被连接的管节形成预应力梁部；现场施做梁部设在管节内侧。

3、优选的，所述管节包括通体预制管节或若干沿周向首尾连接设置的预制管片。

4、优选的，所述管节包括中间管节，中间管节两端均设有端部管节，中间管节的孔道为直孔，端部管节的孔道为弧形孔，且弧形孔的两端出口分别设置在端部管节端部和侧壁。

5、优选的，所述管节包括端部管节，孔道为开设在端部管节上的弧形孔，弧形孔的两端出口分别设置在端部管节端部和侧壁。

6、优选的，所述预应力筋穿出孔道的部分设置有预应力锚具。进一步，所述预应力锚具夹箍或焊接或螺纹连接在预应力筋上。所述预应力筋为预应力钢绞线或钢筋或预应力钢丝。

7、优选的，所述孔道内设有注浆填充体。所述注浆填充体为混凝土浆液。所述现场施做梁部为型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁或型钢梁。

8、本实用新型的有益效果：

9、1：通过在管节上设置孔道，并在孔道内穿设预应力筋将管节沿轴向首尾连接，使得被连接的管节形成预应力梁部，通过引入预应力技术形成的预应力梁部，使管节成为组合梁结构的一部分，并结合现场施做部形成完整组合梁，提高结构承载力，优化截面尺寸，从而实现在不增大构件占用空间的前提下，增大梁的承载能力的目的。充分发挥出了预应力筋抗拉性能强及混凝土抗压性能强的特点，组合梁各部分材料性能均能得到充分发挥。本方案中预应力筋穿设方便，对施工空间要求低，使得在设计纵梁时能够将管节截面承载力考虑在内，缩小纵梁截面积，解决了现有的纵梁结构设计时无法把管片自身截面承载能力考虑在内，进而导致纵梁截面设计尺寸较大的问题。

10、2：由于预应力管节组合梁技术对结构断面承载能力的提高作用，使梁尺寸有优化的空间，可实现减小断面尺寸及配套设备规格尺寸的效果，降低施工难度及工程造价。

11、3：由于预应力管节组合梁技术对结构断面承载能力的提高作用，可实现增大地下空间柱跨的效果，使得地下空间视野更为开阔，空间利用率及使用功能更好。

12、4：预应力技术的应用，将管节沿纵向紧密连接起来，降低了管间接缝的影响，使得结构整体性更好，防水效果也能得到一定程度的提升。

技术特征：

1.一种预应力管节组合梁，其特征在于：包括预应力梁部和现场施做梁部（4），所述预应力梁部包括孔道（2），孔道（2）对应开设在若干管节（1）上，管节（1）之间通过穿设在孔道（2）上的预应力筋（3）沿轴向首尾连接，使得被连接的管节（1）形成预应力梁部；现场施做梁部（4）对应设在管节（1）内侧。

2.根据权利要求1所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述管节（1）包括通体预制管节或若干沿周向首尾连接设置的预制管片。

3.根据权利要求1或2所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述管节（1）包括中间管节（6），中间管节（6）两端均设有端部管节（7），中间管节（6）的孔道（2）为直孔，端部管节（7）的孔道（2）为弧形孔，且弧形孔的两端出口分别设置在端部管节（7）端部和侧壁。

4.根据权利要求1或2所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述管节（1）包括端部管节（7），孔道（2）为开设在端部管节（7）上的弧形孔，弧形孔的两端出口分别设置在端部管节（7）端部和侧壁。

5.根据权利要求1所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述预应力筋（3）穿出孔道（2）的部分设置有预应力锚具（5）。

6.根据权利要求5所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述预应力锚具（5）夹箍或焊接或螺纹连接在预应力筋（3）上。

7.根据权利要求1或5或6所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述预应力筋（3）为预应力钢绞线或钢筋或预应力钢丝。

8.根据权利要求1所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述孔道（2）内设有注浆填充体。

9.根据权利要求1或8所述的预应力管节组合梁，其特征在于：所述现场施做梁部（4）为型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁或型钢梁。

技术总结本技术公开了一种预应力管节组合梁，涉及地下工程结构技术领域，解决了现有的纵梁结构设计时无法把管片自身截面承载能力考虑在内，进而导致现有纵梁截面设计尺寸较大的问题。本技术包括预应力梁部和现场施做梁部，所述预应力梁部包括孔道，孔道对应开设在若干管节上，若干管节之间通过穿设在孔道上的预应力筋沿轴向首尾相连接使得被连接的管节形成预应力梁部；现场施做梁部配合设在若干管节内侧且与孔道对应。通过引入预应力技术形成预应力梁部，使管节成为组合梁结构的一部分，同时结合现场施做部形成完整组合梁，提高了结构承载力，优化截面尺寸，从而实现在不增大构件占用空间的前提下，增大梁的承载能力的目的。技术研发人员：付增,孙波,苏栋,王全胜,李围,卢建炜,余长益,李洋,程鹏,魏英豪,张奇隆,郭江龙,李鹏,任韶鹏,范晓冬受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司技术研发日：20231208技术公布日：2024/7/15