城市地下綜合管廊預制箱涵設計

城市地下綜合管廊預制箱涵設計1.箱涵的壁厚箱涵壁厚對承載能力、材料用量、產(chǎn)品重量、施工工法、工程成本等有很大的影響。因此，合理確定箱涵的壁厚較為重要。對箱涵壁厚影響因素最大的是箱涵內寬和箱涵使用中埋設的深度。箱涵在地下綜合管廊中應用最多的管頂埋設深度是3~4m，故箱涵多以3~4m的埋設深度來確定箱涵的壁厚。目前工程設計中常存在箱涵壁厚設計過厚的情況，如圖1所示。在3~4m的埋設深度范圍內，單艙箱涵內寬2400mm，壁厚400mm，斷面尺寸明顯與工況不匹配，壁厚定得過厚。參照幾年來的工程實踐，筆者推薦選用表1中的箱涵壁厚，再根據(jù)具體工程條件適當進行調整。側板的厚度從結構受力上可以比頂板、底板減薄，內側板因基本為受壓結構，故可以更多地減薄，以利于減輕構件的總重量。但在單艙混凝土箱涵生產(chǎn)中，為了提高鋼模的利用率，一套鋼?？梢哉{整高、寬制作多種規(guī)格的箱涵，單艙箱涵側板通常采用與頂板、底板相同的壁厚。底板厚度不宜大于頂板厚度,一般取相同厚度。2.箱涵接口設計（1）端面密封接口設計縱向鎖緊端面密封接口如圖2、圖3所示。和工作面密封接口一樣，箱涵一端為承口，另一端為插口（也可為平面），承口和插口尺寸偏差精度要求不高，但兩端端面既有平整度的要求，又有平行度的要求。端面接口密封材料常用彈性膠條，其寬度為20×30mm、高為20mm、25mm。膠條的性能與用于混凝土管膠圈相似，為彌補箱涵構件端面混凝土存在的氣泡或小凹坑，彈性膠條的對接表面可膠接5mm厚的遇水膨脹膠料，使其水脹性能填充氣泡和凹坑，防止接口滲水。（2）工作面密封接口設計工作面密封接口在圓形混凝土管中廣泛應用，但箱涵為矩形接口，與圓形相比，安裝較為困難，對中不易，接口間隙偏差會加大，因而，應針對箱涵特點，改進工作面密封接口的設計。要保持柔性接口在使用壽命期內具有足夠的閉水性，應使膠圈工作狀態(tài)的物理性能保持在一個合理水平上，這與設計的接口工作面間隙（簡稱接口間隙）、膠圈直徑及膠圈壓縮率密切相關。接口間隙大則膠圈尺寸規(guī)格也大，相同的壓縮率下在工作面上可產(chǎn)生較大的壓縮接觸面和接觸壓力，對接口的變位適應性強，增大接口的密封效果、減小膠圈使用的物理疲勞，有利于管道長期保持良好的閉水性能。因此，箱涵工作面密封接口設計中應加大工作面的間隙和膠圈高度帶膠圈槽接口如圖5所示。膠圈三相受擠，增加反力PS，加大了膠圈對工作面表面的擠壓接觸應力，有利于提高接口的抗?jié)B能力。因此，在接口抗?jié)B要求嚴格的管道中建議采用帶膠圈槽接口。在中、大型地下綜合管廊工程中應優(yōu)先選用帶膠圈槽楔形膠圈密封接口。（3）多功能密封接口設計為了提高箱涵接口密封的可靠性，發(fā)揮端面密封和工作面密封各自的優(yōu)點，設計了多功能接口，如圖6所示。多功能接口在接口工作面及端面都安裝了膠圈，經(jīng)壓縮分別形成工作面密封及端面密封，提高了接口密封的可靠性。多功能接口還具有以下優(yōu)點：①在二個膠圈間的適當位置，安裝帶螺紋的連接接頭，上下各一個，在生產(chǎn)工廠或工地現(xiàn)場與水泵連接后可對膠圈之間的空腔充水和加壓，檢驗接頭的抗?jié)B密封效果。②地下綜合管廊的設計使用年限為100年，密封膠圈的耐老化性能成為關鍵，使用數(shù)十年后，橡膠的應力松弛、物理性能變化、彈性對混凝土面的擠壓應力是否還能滿足接口抗?jié)B要求等成為疑問，而多功能接口不但具有現(xiàn)時接口質量可檢性，而且還具備接口質量的可補性。當接口中使用的膠圈性能不能滿足接口抗?jié)B要求時，可擰開上下接口檢驗進水通道的螺帽，吹凈其中水分和雜物，接上灌漿設施，向兩個膠圈之間的空腔內灌注防水密封膠液，形成二次柔性密封接口。③地基基礎的沉降或地震等因素都具有不可完全預見性，盡管設計中做了充分的考慮，但意外事故還是時有發(fā)生。當管道發(fā)生不均勻沉降、接口產(chǎn)生超出設計允許的位移變量時，原先的柔性接口可能不再