预制拼装混凝土结构研究应用综述

市政工程预制拼装混凝土结构的应用与研究

摘要：预制混凝土技术采用了工业化的生产方式，随着预制混凝土结构的研究和推广，国内外越来越多的市政工程结构应用预制拼装技术。本文在大量阅读国内外相关文献资料的基础上，概括了部分市政工程预制拼装混凝土结构（综合管廊和水池）力学、防渗抗裂抗震等性能的研究现状和应用现状，并简单说明了其中的施工工艺和相关规范。

关键词：预制拼装；预应力；综合管廊；水池；规范；

Progress of studies and applications of precast concrete

structures assembled in Municipal Engineering

Abstract: Precast concrete technology is an industrialized production methods,with the research and application of the precast concrete stuctures,PREFAB technologies are applied in many municipal engineering structures in domestic and overseas.In this paper, based on a lot of reading of relevant literature,it summarizes mechanics, water seepage research status and application status of precast concrete structures assembled (Pipe Gallery and Pool) in Municipal Engineering,and then gives a brief description of its construction technology and related specifications.

Keywords: precast assembled；prestress；Pipe Gallery；tank;specifications

0引言

预制混凝土技术是工业化的建筑生产方式。1891年，巴黎Ed.Coigent 公司首次在Biarritz 的俱乐部建筑中使用预制混凝土梁。二战结束后，预制混凝土结构首先在西欧发展起来，然后推广到美国、加拿大、日本等国。20 世纪末期，预制混凝土结构已经广泛用于工业与民用建筑，桥梁道路、地下结构、大型容器等市政工程结构领域，采用预制拼装技术是提高工程质量、缩短工期、节省造价的有效方法。因此在工程应用中发挥着不可替代的作用[1]。

综合管廊和水池是目前应用预制拼装技术较多的一种市政工程结构。综合管沟, 又称综合管廊、综合管道、共同沟等, 是一种收容有两种以上公用、市政管线的地下空间结构[2]。预制预应力综合管廊施工现场文明有序而整洁, 具有良好的节能环保效益, 总体经济性优于现浇整体式综合管廊[3]。因此发展预制拼装管廊是一种势不可挡的趋势。但是国内在预

预制拼装混凝土结构研究应用综述

制拼装综合管廊接头拼缝防水防渗，整体抗震性能，土体不均匀沉降对预制管廊的影响等方面的研究较为缺乏。

目前国内外常见水池结构多为圆形和矩形两种平面形式，现浇和预制两种施工方式。整体现浇圆形或矩形水池的最大缺点是模板耗用量大, 施工工期长, 而且现场施工条件较差; 预制装配式矩形水池虽然可以解决模板、工期等问题, 但由于预制块体安装后, 拼缝不严实, 使用中常常发生渗漏现象, 严重影响水池使用效果。预制预应力拼装水池能弥补现浇水池的上述缺点，又可以保证水池的抗裂性，经济性和安全性都能得到保障。

1 预制拼装综合管廊

1.1 预制拼装综合管廊的研究

目前我国的综合管沟工程一般采用明开挖现浇混凝土施工工艺。实践证明，该工艺在施工质量、建设周期和环境保护等方面都存在诸多不足。相比之下，预制拼装工艺则较好地弥补了上述不足。现阶段，还有一种新型预应力预制拼装综合管廊，是由上部预制顶盖节段和下部预制底座节段构成。横断面和纵截面通过张拉预应力筋将其连接成整体（如图1所示）

。

图1 新型预应力拼装综合管廊

1.1.1 预制综合管廊的受力性能

按结构形式的不同, 预制预应力综合管廊分为仅有纵向接头和同时具有纵、横向接头两类（如图2所示）。连接方式分弯曲螺栓连接和预应力筋连接。

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图2 预制拼装综合管廊

接头试验试件由2块1m宽300mm厚的预应力筋连接的预制板带拼接组成，研究拼接接头的力学性能[4]。研究表明：预制预应力综合管沟接头的破坏为拼缝面受压区混凝土压碎；整个加载过程中拼缝面基本保持平面，试件变形主要为两预制块间的刚性转动；JT-P试件具有良好的位移延性，延性系数达到2.8。在此基础上，归纳、总结得到了采用预应力筋方式连接的预制预应力综合管沟接头抗弯刚度计算公式。

与接头试验相似, 预制预应力综合管廊整体结构受力性能试验采用1:1足尺模型试件。整体结构模型试件由两个横向预制节段经张拉预应力筋( 32精轧螺纹钢筋)拼装而成。结果表明：试件的最终破坏形态均为角部加腋区外缘混凝土剪切破坏；接头刚度对预制预应力综合管沟的正常使用状态有较大影响，但不是结构极限承载力的主要影响因素；两试件具有良好的位移延性。

图3 整体结构试件加载

1.1.2 预制管廊的抗震性能和隔震措施

综合管廊埋置于地下，本应有良好的抗灾能力，但事实证明它仍受到自然灾害的破坏作用。实际震害表明，综合管廊的地震破坏现象表现为土体横向大位移引起的开裂，表面开裂和接口断开、衬砌破坏、以及管内收容的生命线系统在地震作用或管壁破坏下引发次生灾害而破坏（管道断裂、支架折断、固定装置的破坏和电缆、电线拉断）、人孔沉降和压扁等现象。因此，对综合管廊进行抗震研究和隔震措施研究以减轻地震对综合管廊的影响。

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