为有间隙离散钢结构管排提供抗剪承载力的施工方法

技术领域

本发明涉及管幕结构技术领域，尤其涉及一种为有间隙离散钢结构管排提供抗剪承载力的施工方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人口密度的不断增加，地面可开发资源越来越少，土地利用率已趋于饱和。因此城市向地下空间发展是国际化大都市发展的必然趋势。但在都市核心区和老旧城区修建地下结构时，会存在地下空间不足、邻近设施不能触碰等难题。

本领域现有的暗挖工法凭借其对地面环境干扰较小的优势已逐渐成为在复杂环境下修建地下结构的首选方法。管幕法作为一种暗挖工法，具有施工时噪音小、地表沉降小、施工空间要求低、无需进行道路改建及管线调整、适用于多种土体的地下施工等优点。

但是现有的管幕结构，是在纵向布置钢管，横向以锁扣进行连接，并在钢管内部浇筑混凝土。由于横向锁扣的约束作用较弱，所以在土方开挖过程中主要依靠管幕结构的纵向强度和临时钢拱架形成管棚支护体系。在此基础上，新型管幕结构，如NTR(New TubularRoof)管幕结构、STS(Steel Tube Slab)管幕结构、FCSR(Flange-Channel Steel Roof)管幕结构、PCR(Prestressed Concrete Roof)管幕结构以及束合管幕结构等在近几十年中也陆续发展出来。但是，考虑整体刚度、提高结构承载力以及隔离地下水等因素，钢管节中均需填充混凝土。但这样不仅会延长施工周期、增加造价，而且也增大了施工难度及风险；同时，由于大部分的管幕结构为纵向受力，横向管节和管节间锁扣的抗剪承载力均是较小的。

因此，如何既能不需要在管排中填充混凝土，又能保证钢结构管排的抗剪承载力，是本技术领域的技术人员亟待解决的一个新技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于解决上述背景技术中提到的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种为有间隙离散钢结构管排提供抗剪承载力的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、完成钢管节外翼缘、钢管节内翼缘和钢管节腹板的制作，并在所述钢管节腹板上开设波纹管穿孔；

步骤二、完成第一卡件和第二卡件的制作，并将第一卡件和第二卡件分别固定在所述钢管节外翼缘、所述钢管节内翼缘上，所述第一卡件和所述第二卡件沿顶进方向通长设置；

步骤三、将所述钢管节腹板分别固定至所述钢管节外翼缘、所述钢管节内翼缘上，完成所述钢管节的整个制作；

步骤四、先将一个所述钢管节顶入土层内，而后将后相邻的所述钢管节中的所述第一卡件沿着顶入土层内的所述钢管节中的所述第二卡件顶进；

步骤五、依次施工，完成后续所述钢管节的顶进；

步骤六、通过所述钢管节腹板上开设的所述波纹管穿孔完成预应力钢绞线的穿束；

步骤七、在所述钢管节之间的注浆，待浆液逐步凝固，张拉所述预应力钢绞线使多个所述钢管节形成结构整体。

优选的，在上述步骤二中通过角焊缝将所述第一卡件和所述第二卡件分别焊接固定在所述钢管节外翼缘、所述钢管节内翼缘上。

优选的，在上述步骤三中将所述钢管节腹板分别焊接固定至所述钢管节外翼缘、所述钢管节内翼缘上。

优选的，所述第一卡件和所述第二卡件沿顶进方向通长设置。

优选的，所述第一卡件为雄性卡件，所述第二卡件为雌性卡件。

本发明的有益效果：

本发明由于上述施工方法的创新，相对现有技术具有很多优点：

首先，提高了管排的整体性，并增加了横向刚度和承载力。

其次，新型的雌、雄锁扣接头可以引导后续管节的推进精度更高，减少纵横向偏差。

又次，涉及的构造简单，既可工厂加工，也可现场制作，可更加灵活的安排下料、制作和安装。

再次，锁扣接头间隙既可以保证管节的推进精度，又可以避免间隙太小导致推进作业时接头摩擦碰撞。

综上所述，本发明不仅解决了横向受力钢管排的抗剪问题，而且使得无填充混凝土管幕结构成为可能，拓展了地下工程的建设手段，推动了行业技术进步，具有良好经济、社会效益。

附图说明

图1为本发明完成施工后的结构示意图；

图2为图1中A部分放大的结构示意图。

图中：1钢管节外翼缘、2钢管节内翼缘、3钢管节腹板、4波纹管穿孔、5预应力钢绞线、6第一卡件、7第二卡件、8角焊缝、9钢管节。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例：

如图1-图2所示，本发明的一种为有间隙离散钢结构管排提供抗剪承载力的施工方法一个具体实施例，包括以下步骤：

步骤一、完成钢管节外翼缘1、钢管节内翼缘2和钢管节腹板3的制作，并在钢管节腹板3上开设波纹管穿孔4。

步骤二、完成雄性卡件6和雌性卡件7的制作，并通过角焊缝9将雄性卡件6和雌性卡件7焊接固定在钢管节外翼缘1、钢管节内翼缘2上，雄性卡件6和雌性卡件7沿顶进方向通长设置。

步骤三、将钢管节腹板3焊接至钢管节外翼缘1、钢管节内翼缘2上，完成钢管节9的整个制作。

步骤四、采用顶管机将钢管节9顶入土层内，后相邻钢管节9顶进时，后相邻的钢管节9中的雄性卡件6沿着顶入土层内的钢管节9中雌性卡件7中的凹槽顶进。

步骤五、依次施工，完成这个钢管节9的顶进工作。

步骤六、通过钢管节腹板3上开设的波纹管穿孔4完成预应力钢绞线5的穿束。

步骤七、完成钢管节9之间的注浆，待浆液逐步凝固，完成预应力钢绞线5的张拉工作，使单个钢管节9形成结构整体。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。