裝配式鋼結構城市地下綜合管廊

                  發(fā)布時(shí)間:2021-02-03 16:45 瀏覽次數:5274

                  國內外波紋鋼綜合管廊介紹

                  一、最早的波紋鋼綜合管廊在德國耶拿市,建于 1945 年,內部設置有蒸汽管道、給水管道和電纜,已使用 73 年,采用熱浸鍍鋅防腐,使用狀態(tài)良好,國內已經(jīng)有多批專(zhuān)家前往考察參觀(guān)。
                   

                  二、目前國內的波紋鋼綜合管廊有青海海東市波紋鋼綜合管廊,黑龍江波紋鋼綜合管廊,山東日照機場(chǎng)波紋鋼綜合管廊以及中冶集團衡水市波紋鋼綜合管廊等。 

                   

                  三、以上的國內外的鋼管廊,其橫截面基本上都是圓形、半圓形、馬蹄拱形等,都直接采用了公路涵洞鋼波紋管的技術(shù),故以下將上述鋼管廊暫稱(chēng)為“涵洞型”波紋鋼管廊。 

                  四、涵洞型波紋鋼綜合管廊的優(yōu)點(diǎn)  

                  ① 鋼結構建筑已被住建部歸納為綠色建筑; 

                  ② 與鋼筋混凝土結構的綜合管廊相比,可以降低工程造價(jià); 

                  ③ 標準化設計; 

                  ④ 構件生產(chǎn)標準化、工廠(chǎng)化; 

                  ⑤ 現場(chǎng)施工裝配化; 

                  ⑥ 重量輕,只有混凝土結構的 1/8~1/10,對地基處理的要求降低; 

                  ⑦ 重量輕,運輸與施工的效率和效益較裝配式混凝土結構高; 

                  ⑧ 節約資源能源; 

                  ⑨ 減少施工污染; 

                  ⑩ 大幅縮短建設工期; 

                  ?提升工程品質(zhì); 

                  ? 配合國家供給側改革,解決鋼鐵過(guò)剩產(chǎn)能。

                  五、涵洞型波紋鋼綜合管廊尚存在的問(wèn)題  

                  ① 截面形狀多為拱形或圓形,空間利用率比矩形管廊小 1/3~2/5,直接影響投資; 

                  ② 拱形或圓形截面的管廊,內部管線(xiàn)的排布設計困難,管線(xiàn)容納量??; 

                  ③ 管廊壁上用于連接的貫穿孔多,滲漏隱患點(diǎn)多; 

                  ④ 施工繁雜,縱向及周向接縫密集,質(zhì)量難控制; 

                  ⑤ 難以設置有效的抗浮裝置; 

                  ⑥ 徑向剛度小,徑向變形量大; 

                  ⑦ 熱力管道的大推力支架無(wú)法生根及設置; 

                  ⑧ 防腐方式只有熱鍍鋅方式,在耐腐蝕要求較高區域,難以保證 100 年的壽命要求; 

                  ⑨ 應對耐火極限三小時(shí)的方式是涂耐火涂料,但耐火涂料壽命只有 10~20 年, 并且不能長(cháng)期耐潮,在壽命到期失效后重新涂刷時(shí),由于內部管線(xiàn)及設施的存在, 清除殘余失效涂層的工作量大,涂刷新涂層更繁雜,費用較初次施工時(shí)大大增加, 并且在管廊整個(gè)壽命周期內要多次更換防火涂層;更為重要的是,耐火涂料只能阻止火災時(shí)鋼結構的溫度不高于 550℃,但對于鋼結構地下管廊來(lái)說(shuō)情況特殊,在火災發(fā)生半小時(shí)左右,耐火涂料覆蓋的鋼結構體溫度就超過(guò) 150℃,廊體外部土壤中的水份形成高溫高壓蒸汽,其產(chǎn)生的次生災害有可能?chē)乐赜诨馂谋旧怼?/span>


                  南京聯(lián)眾體系裝配式鋼結構地下綜合管廊  

                  一、涉及專(zhuān)業(yè) 

                  該體系涉及金屬材料、非金屬材料、消防、防腐蝕、巖土、混凝土、結構、壓力容器、機械制造及加工、環(huán)保、通風(fēng)、給排水、電力、施工、運輸等多個(gè)專(zhuān)業(yè), 研究及試驗過(guò)程歷時(shí)多年,其間獲得國內眾多著(zhù)名專(zhuān)家的批評、指點(diǎn)與幫助。  

                  二、已獲專(zhuān)利  

                  現已取得國家發(fā)明專(zhuān)利27項,國家實(shí)用新型專(zhuān)利105余項,基本解決了鋼結構管廊在實(shí)際應用中的各項難題。  

                  三、標準編制  

                  中國工程建設標準化協(xié)會(huì )組織專(zhuān)家對本體系各項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細地討論及評估,于 2018  5 月份批準利用該體系編制 CECS 標準:  

                  標準名稱(chēng):《裝配式鋼結構地下綜合管廊工程技術(shù)規程》  

                  主編單位:上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司、南京聯(lián)眾建設工程技術(shù)有限公司  

                  參編單位:同濟大學(xué)、清華大學(xué)、東南大學(xué)、中國城市地下綜合管廊產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、南京市裝配式鋼質(zhì)綜合管廊工程技術(shù)研究中心、北京市市政工程設計研究總院



                  南京聯(lián)眾體系裝配式鋼結構地下綜合管廊產(chǎn)品介紹



                  (四)、方拱形鋼結構管廊優(yōu)點(diǎn)

                  有效的利用管土共同受力原理,結構強度高,可以深埋,4 ×4 米單艙埋深可達 15~20 米;

                  有效的利用管土共同受力原理,減小鋼板的厚度,節省造價(jià);

                  有效的利用管廊內部的凈空空間,內部線(xiàn)管容納量比“涵洞型”管廊能增加 1/6~1/2;

                  橫斷面內部矩形凈空面積與矩形混凝土面積相同,實(shí)際凈面積比矩形管廊面積多一至三個(gè)弦面; 1/6~1/2;

                  四個(gè)連接角為鈍角結構,沒(méi)有圓弧角的弧度卷圓限制,可以使用大波高、大慣性矩 的波紋鋼板,大大提高了廊體的強度,同樣的鋼材用量卻能使管廊板壁的慣性矩比“涵洞型” 波紋鋼管廊提高 5.3~7.7 倍;

                  能方便并充分利用側壁設置管線(xiàn)支架;

                  徑向剛度是“涵洞型”波紋鋼管廊的 102 倍,解決了抗浮設計的難題;

                  能制作高寬比比較大或比較?。词莞叩暮桶值模┑墓芾?;

                  廊體軸向尺寸及徑向尺寸控制精度大大提高;

                  可以設置熱力管道大推力管架;

                  便于設置拼艙式多艙結構管廊;

                  廊底混凝土墊層厚度小,節省造價(jià);

                  管架的著(zhù)力點(diǎn)不設在管壁上,避免了鋼波紋板所不允許的點(diǎn)受力,同時(shí)管架可以承受重載;

                  多艙結構兩個(gè)相鄰的單艙之間的墻板采用豎直波紋鋼板,豎直波紋鋼板外側焊有剪力釘和(或)鋼筋,兩個(gè)豎直波紋鋼板間的空隙填充透水混凝土,形成高強度鋼-混凝土組合結構豎墻,并且可以降低波紋鋼板厚度;

                  多艙管廊內部空間充分利用,艙間的墻體總厚度約 0.3 米~0.45 米,多艙結構總寬度與矩形多艙管廊結構幾乎無(wú)差別;

                  可以實(shí)施廊體結構及所有構件的全預制化;

                  多艙廊體外側與土壤接觸的墻板均為外拱的拱形墻板,充分利用管土共同受力原理;

                  多艙間豎直波紋鋼板起到了模板和結構體的雙重作用;

                  多艙結構各艙室間的豎直墻板便于設置艙與艙之間的預制聯(lián)通門(mén)。


                  二、結構節點(diǎn)














                  六、耐火技術(shù)及性能

                  (一)目前鋼結構地下綜合管廊耐火方式的缺陷

                  目前普通的涂刷防火涂料的耐火方式在鋼質(zhì)地下管廊工程中所存在的問(wèn)題:

                  ①應對耐火極限三小時(shí)的方式是涂耐火涂料,但耐火涂料壽命只有 10~20 年;

                  ②涂料不能長(cháng)期耐潮;

                  ③涂料在壽命到期失效后重新涂刷時(shí),由于內部管線(xiàn)及設施的存在,清除殘余失效涂層的工作量大,涂刷新涂層更繁雜,費用較先期施工時(shí)大大增加,并且在管廊整個(gè)壽命周期內要多次更換防火涂層;

                  ④更為重要的是,耐火涂料只能阻止火災時(shí)鋼結構的溫度不高于 550℃,但對于鋼結構地下管廊來(lái)說(shuō)情況特殊,在火災發(fā)生半小時(shí)左右,耐火涂料覆蓋的鋼結構體溫度就超過(guò) 150℃,廊體外部土壤中的水份形成高溫高壓蒸汽,其產(chǎn)生的次生災害有可能?chē)乐赜诨馂谋旧怼?/span>







                  八、電力問(wèn)題

                  (一)高壓線(xiàn)纜

                      A參考文獻《如何在電氣工程中防止電渦流的危害及防治》

                                         《中國石油化工》---孫保華

                  參考文獻《如何在電氣工程中防止電渦流的危害》

                   《建筑電氣》---劉兵

                  三相交流電在每相平衡時(shí),其總電流矢量和為零,所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的矢量和為零。三相電纜穿鋼管敷設通過(guò)三相平衡交流電時(shí),不會(huì )在鋼管內產(chǎn)生變化的磁場(chǎng), 不會(huì )產(chǎn)生渦流。

                  B. 國家標準《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規范》GB50303-2002規定:“同一交流回路的電線(xiàn)應穿于同一金屬管內”,目的就是防止渦流,這也是防止渦流的一種方法。

                      C. 山東日照機場(chǎng)的鋼質(zhì)管廊布設了高壓電纜,已投入使用。

                  (二)電火花

                  本結構管廊內壁覆有塑料陶瓷層,不會(huì )產(chǎn)生電火花。

                  (三)靜電問(wèn)題

                  本結構為鋼質(zhì)結構,防靜電設計簡(jiǎn)單,接地設置方便。

                  (四)彌散電流(或雜散電流)問(wèn)題

                  本結構管廊內外壁覆有塑料陶瓷層,完全隔絕土壤,不受外部彌散電流的影響。內部設施產(chǎn)生的彌散電流也不會(huì )傳遞到廊體中。

                  九、施工工期

                  廊體每節長(cháng)度是 10 米左右,這樣可以使廊體結構的裝配速度能達到現澆混凝土的 5~10 倍。就單艙干、支線(xiàn)管廊而言,每個(gè) 10 人的施工班組,每天可安裝 50 米至 100 米。

                  十、工程造價(jià)

                  本體系的裝配式管廊廊體比混凝土管廊廊體造價(jià)節省約 10%左右。

                  一、產(chǎn)品生產(chǎn)













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