叠合整体式预制综合管廊结构体系简介

宇辉集团叠合整体式预制综合管廊由叠合式侧壁、叠合式中隔墙、叠合式顶板和叠合式底板组成，如图1所示。其中，叠合式底板采用上层预制板、下层后浇叠合层的构造，叠合顶板采用下层预制板、上层后浇叠合层的构造。 叠合式侧壁、叠合式中隔墙的内、外侧预制板之间通过桁架钢筋连接，叠合式底板和叠合式顶板的预制板中预埋了桁架钢筋以增强预制板与后浇叠合层之间的整体性。

图1 宇辉集团叠合整体式预制综合管廊结构实体示范图

试验研究

2.1 哈尔滨工业大学叠合整体式预制综合管廊试验研究

针对上述叠合整体式预制综合管廊，哈尔滨工业大学姜洪斌等学者开展了叠合整体式预制综合管廊的受力性能和防水性能等系统试验研究，如图2所示；在此基础上采用SAP2000对试验模型进行了有限元模拟分析，基于试验和分析结果的讨论和分析，得到以下主要结论：

(1) 试件加载至荷载设计值时，连接节点处未出现异常，表明管廊的整体受力性能较好，等同于现浇结构，具有良好的受力性能和可靠性，满足设计要求；同时连接节点处也未产生渗水现象，表明具有较好的防水性能；

(2)有限元分析结果表明，大多构件的最大应力远小于混凝土的峰值拉压应力，表明管廊混凝土受力较小，管廊承载能力具有较高的安全储备。

图2 叠合整体式预制综合管廊的受力性能及防水性能实验研究

2.2 同济大学叠合整体式预制综合管廊试验研究

针对上述叠合整体式预制综合管廊，同时，同济大学薛伟辰等学者也开展了有关节点与整体结构层次的足尺模型低周反复荷载等系统试验研究。

节点抗震性能试验研究结果表明：叠合整体式预制综合管廊节点能够实现与现浇节点等同的抗震性能，如图3、图4所示。

     

     

     

(a) 边节点

(b) 中节点

图3 节点典型破坏形态

图4 节点典型滞回曲线

整体结构抗震性能试验研究结果表明： 叠合整体式预制综合管廊整体结构能够实现与现浇综合管廊等同的抗震性能，如图5、图6所示。

图5 整体试件破坏形态

图6 整体结构滞回曲线

项目实施依据

根据哈尔滨工业大学、同济大学的相关研究成果和哈尔滨市一期综合管廊的工程实际经验，于2018年编制了《叠合整体式预制综合管廊工程技术规程》DB23/T 2278-2018，如图7所示，并于2019年实施，为设计、生产、施工及验收提供了依据。

     

图7 叠合整体式预制综合管廊工程技术规程

叠合整体式预制综合管廊的连接构造主要包括横向和纵向两方面。在横向，叠合整体式预制综合管廊的连接构造主要包括叠合式侧壁、叠合式中隔墙与叠合式底板、叠合式顶板之间的连接：

(1) 叠合式侧壁与叠合式底板、顶板的连接构造如图8所示，采用叠合式侧壁底部、顶部外漏U型出筋与叠合式底板、顶板U型出筋形成销接环的连接构造。

(2) 叠合式中隔墙与叠合式底板、顶板的连接构造如图9所示，采用叠合式中隔墙底部、顶部外漏U型出筋与叠合式底板、顶板U型出筋形成销接环的连接构造。

叠合式侧壁、中隔墙与叠合式底板、顶板之间采用销接环的连接构造，提出了一种新型的构件连接方式，连接效果等同于构件钢筋之间的互锚方式，有效降低施工难度。

     

     

     

(a) 底部边节点连接构造

(b) 上部边节点连接构造

图8 叠合式侧壁与叠合式底板、顶板连接构造

     

     

     

(a) 底部中节点连接构造

(b) 上部中节点连接构造

图9 叠合式中隔墙与叠合式底板、顶板连接构造

在纵向，叠合整体式预制综合管廊的连接构造主要包括叠合式侧壁之间、叠合式底板之间及叠合式顶板之间的纵向连接：

(1) 叠合式侧壁纵向连接构造如图10a所示，叠合式侧壁之间采用销接连接，销接箍筋直径及间距同侧壁水平筋，销接纵筋直径同侧壁纵筋。

(2) 叠合式底板纵向连接构造如图10b所示，叠合式侧壁分布筋之间采用销接连接，销接纵筋直径同底板受力钢筋。

(3) 叠合式顶板纵向连接构造如图10c所示，叠合式顶板分布筋之间采用销接连接，销接纵筋直径同顶板受力钢筋。

     

(a) 叠合式侧壁纵向连接构

(b) 叠合式底板纵向连接构造

(c) 叠合式顶板纵向连构造接

图10 各类构件纵向连接构造

叠合整体式预制综合管廊先进性

4.1 技术创新点

1 多舱、大跨、高低舱、集水坑、引出节点均可预制、安装（施工），如图11所示；

厦门大嶝中路管廊（高低舱）

哈尔滨管廊（排放口引出节点）

图11 多舱、大跨、引出节点预制

2 附属设施均可预制，包括支墩、排水沟（构件底板自带）、支架（预埋）；

3 各类构件均为标准化平面构件，适合工厂内流水线上批量化生产，产能高，如图12所示。

     

     

图12 叠合整体式预制综合管廊构件的生产与产品堆场

4.2 先进性

1 叠合整体式预制综合管廊工期短，可缩短到现浇管廊工期的50%；

2 叠合整体式预制综合管廊工程造价与现浇管廊基本持平；

3 有利于节能、环保，具有良好的社会效益。

施工关键技术

5.1 构件安装关键技术

从施工工艺的总体流程来看，叠合整体式预制综合管廊的构件安装顺序为叠合式底板安装、叠合式侧壁安装、叠合式顶板安装。各构件安装的关键技术总结如下：

(1) 叠合式底板安装

叠合式底板的安装流程（图13a）可总结为：垫层上底板定位放线→垫层上安放底板精平铁板→应用溜绳配合吊车吊放叠合式底板构件→由于直角安放对准架安装叠合式构件于垫层上→应用精平装置器配合水准仪抄平底板上表面→穿设叠合式底板间连接钢筋并绑扎（不宜过长，搭接穿设）→进入下道工序。

在叠合式底板安装过程中，应注意采取以下技术措施保证安装质量和安装精度：

(2)叠合式侧壁、中隔墙安装

叠合式侧壁、中隔墙的安装流程（图13b）可总结为：垫层上抄平放线→安装叠合式侧壁、中隔墙构件→安装斜撑→通过斜撑调整叠合式侧壁、中隔墙轴线及垂直度→叠合式侧壁、中隔墙间，及叠合式侧壁、中隔墙与叠合式底板间连接钢筋穿设绑扎→叠合式侧壁、中隔墙操作口处支模→叠合式侧壁、中隔墙间用同侧壁混凝土标号的砂浆进行封堵→进入下道工序。

为了保证叠合侧壁、中隔墙的安装质量和安装精度，一般应采取以下技术保证措施：

(3) 叠合式顶板安装

叠合式顶板的安装流程（图13c）可总结为：按线支设叠合式顶板下钢支撑→叠合式顶板安装→安放、绑扎叠合式顶板钢筋→预埋线管连接→浇筑叠合式顶板构件上混凝土。

在叠合式顶板安装过程中，一般通过以下技术措施保证安装质量和安装精度：

     

(a) 叠合式底板安装

(b) 叠合式侧壁、中隔墙安装

(c) 叠合式顶板安装

图13 叠合整体式预制综合管廊安装示意图

5.2 后浇叠合层施工关键技术

由于叠合整体式预制综合管廊的后浇空腔狭窄，且配筋较密，为使后浇叠合层混凝土能够充分密实地填充后浇空间，工程中一般要求后浇叠合层采用C40P6免振自密实混凝土，并要求坍落度达到260±20mm、扩展度达到700±50mm，具体技术要求如表1所示。

表1 自密实混凝土拌合物的自密实性能及要求

在后浇叠合层自密实混凝土浇筑过程中，叠合式底板通过预制板上预留的返浆孔观察浇筑状态并控制浇筑速度。完成叠合式底板浇筑后，停止一定时间，再继续浇筑叠合式侧壁的叠合层至侧壁下部腋角顶面以上100mm处，并静停1小时，待混凝土自密实后，再进行后续浇筑。 浇筑叠合式侧壁的后浇叠合层时，一般按500mm高度控制依次进行浇筑。 完成叠合式侧壁后浇叠合层浇筑后，再进行叠合式顶板后浇叠合层的浇筑。后浇叠合层浇筑过程中，预留同条件养护试块，支撑在叠合式顶板同条件试块强度达到设计强度的100%时才能拆除。

构件制作关键技术

6.1 钢筋工程

叠合整体式预制综合管廊中采用的钢筋笼，其钢筋下料精度应控制长度误差不超过±3mm。钢筋加工过程中，应采用角磨机切割钢筋并通过套丝机进行套丝，然后使用数控钢筋弯箍机弯箍后，应用直螺纹套筒进行连接。在钢筋绑扎架上，将主体结构的钢筋及通过全自动桁架焊接生产线生产的钢筋桁架绑扎成整体，组装成为管廊构件钢筋骨架。

6.2 构件成型技术

叠合整体式预制综合管廊各类预制构件的模具应充分考虑腋角构造。各类构件制作设备应通过PMS生产管理系统进行统筹控制，采用划线机在底模台上自动划线、安装侧模具，人工初步校核侧模具误差；安装钢筋笼，精校侧模具误差；混凝土布料机进行混凝土自动布料，通过低噪振动台进行振捣；混凝土振捣密实后，底模台自动行走至立体养护窑内，并通过堆垛机进入立体养护窑内设定位置进行自动养护；待构件混凝土强度达到设计强度的75%后，可自动出窑成叠合式底板、顶板。叠合式侧壁是通过一次生产和养护，形成单面预制板，然后经过翻转机工序，浇筑混凝土、振捣、养护，最终形成叠合式侧壁。

工程应用情况简介

自2015年以来，宇辉集团叠合整体式预制综合管廊技术已广泛应用于哈尔滨、厦门、泰州等地的综合管廊建设，总建设里程超过25公里。代表性工程包括：

结语

1 本文相关内容，可为今后我国叠合整体式预制综合管廊的大规模推广应用提供参考；

2 叠合整体式预制综合管廊技术的应用，可拓展至消防水池、地铁站口等项目中，具有广阔的应用前景。