一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构的制作方法

1.本发明属于地下建筑结构技术领域，尤其是涉及一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构。

背景技术：

2.伴随着我国经济的迅猛发展与综合国力的增强，我国的城市建设规模也在不断扩大，同时城市人口流量还在增加，再加上机动车辆呈逐年上涨的趋势，导致交通状况不断恶化。为了改善交通环境，采取了各种措施，其中兴建轨道交通得到了普遍的认可。
3.目前，我国地铁车站施工方法主要有现场浇筑或者预制装配式两种，其中现场浇筑的施工方式存在建设效率低、施工周期长、劳动力需求量大、材料和能源消耗多以及建筑垃圾多等的缺点，而且由于南北方天气的差异，特别是北方冬季的低温，会导致施工中断，进一步加长了地铁施工周期。
4.而预制拼装结构具建设速度快、周期短、受天气影响小、环境影响不大等的优点，近年来受到了广泛的应用。通过使用全预制拼装结构，可以大大节省现场的施工时间，减少现场浇筑施工量以及建筑垃圾，从而控制成本，提高全线的社会效益、经济效益以及环保效益。
5.但是现有的装配式地铁车站还存在以下问题：
6.1全环一般包括9块预制构件，其中底板、顶板预制构件均为1块，侧墙预制构件为2块，使得单块预制构件重量大，导致运输不方便、拼装施工困难；
7.2使用抗剪螺栓将预制构件的榫头连接且拼装缝处设置有多重防水体系，导致防水施工工序复杂，且构件的连接部位会承受较大的剪力与弯矩，采用螺栓连接能承受的弯矩较小，且螺栓连接传力不均匀，易引起结构应力集中从而导致结构受损，并且旋拧螺栓的操作繁琐。
8.因此需要我们设计出一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，来解决这些问题。

技术实现要素：

9.本发明要解决的问题是提供一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，用于解决预制构件运输、拼装困难及螺栓连接传力不均匀的问题。
10.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
11.一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，所述的地铁车站是由若干交替设置的第一拼接环和第二拼接环组成，所述第一拼接环和所述第二拼接环之间通过穿入纵向预应力束张拉固定，所述第一拼接环和所述第二拼接环是由若干预制构件拼合成的，且所述第一拼接环与所述第二拼接环上的预制块相互错缝设置，各个预制块之间的接缝处采用胶拼工艺进行连接，连接后再穿入横向预应力束和竖向预应力束张拉固定。
12.优选的，所述第一拼接环和所述第二拼接环均包括底板结构、中板结构、顶板结
构、第一侧墙预制块和第二侧墙预制块，所述第一侧墙预制块设置在所述底板结构与所述中板结构之间，所述第二侧墙预制块设置在所述中板结构与所述顶板结构之间。
13.如此设置，便于吊装和组装。
14.优选的，所述底板结构包括两个底角预制块，在两个所述底角预制块之间设置有底板中心块，所述底板中心块与所述底角预制块之间通过底板预制块相连；所述中板结构包括两个侧墙中心块，在两个侧墙中心块之间设置有中板中心块，所述侧墙中心块与所述中板中心块之间通过中板预制块相连；所述顶板结构包括两个顶角预制块，在两个所述顶角预制块之间设置有顶板中心块，所述顶角预制块与所述顶板中心块之间通过顶板预制块相连接；所述第一侧墙预制块设置在所述底角预制块与所述侧墙中心块之间，所述第二侧墙预制块设置在所述顶角预制块和所述侧墙中心块之间。
15.如此设置，能够减小单个零件的体积，便于运输。
16.优选的，组成所述第一拼接环和组成所述第二拼接环相同位置的预制块尺寸不相同，拼合后的所述第一拼接环和第二拼接环侧整体尺寸相同，且在所述第一拼接环上的所述中板中心块与所述底板中心块之间设置有站台立柱预制块，在所述中板中心块和所述顶板中心块之间设置有站厅立柱预制块。
17.如此设置，提高了拼合后结构的接缝处的强度，具有纵向传力的空间作用。
18.优选的，在所述顶角预制块、所述侧墙中心块、所述底角预制块、所述顶板中心块、所述中板中心块和所述底板中心块上预留有能够使纵向预应力束穿过的预留孔，且拼合后的所述第一拼接环和所述第二拼接环上的所述预留孔同轴。
19.如此设置，便于纵向预应力束的穿入，能够增强拼接环之间的连接强度。
20.优选的，所述站台立柱预制块与所述中板中心块和所述底板中心块之间的接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接，所述站厅立柱预制块与所述中板中心块和所述顶板中心块之间的接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接。
21.如此设置，湿接缝即为现浇混凝土接缝，通过湿接缝工艺能够确保结构连接的整体性，并且采用rpc或uhpc能够确保接缝处浇筑质量和连接强度。
22.优选的，胶拼所采用的胶结材料为环氧树脂。
23.如此设置，采用环氧树脂作为接缝处的粘结剂，其在固化后的力学性能不低于混凝土的各项强度指标，并且还具备高弹性模量、高成胶性能、高应力传递转移特性、施工的低垂滴性、施工润滑性能与施工后的高防水性能。
24.本发明具有的优点和积极效果是：
25.1本发明中的每个预制块的体积小，重量轻，方便运输及现场施工。
26.2本发明将墙、柱、板的连接处易产生应力集中的位置均做成一个预制构件，能提高薄弱结构节点的受力性能。
27.3本发明利用胶拼、rpc或uhpc湿接缝的处理工艺，对装配式地铁车站预制块之间进行连接，能提高预制构件的受力及防水性能，进而增加结构整体耐久性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明的第一拼接环和第二拼接环交替错缝拼装示意图；
30.图2是本发明第一拼接环的结构示意图；
31.图3是本发明第一拼接环的结构示意图；
32.图4是本发明步骤一的施工过程结构示意图；
33.图5是本发明步骤二的底板结构吊装示意图；
34.图6是本发明步骤三的第一侧墙预制块安装示意图；
35.图7是本发明步骤四的中板结构吊装示意图；
36.图8是本发明中板结构与第一侧墙预制块通过竖向预应力束张拉结构示意图；
37.图9是本发明步骤五的第二侧墙预制块安装示意图；
38.图10是本发明步骤六的顶板结构吊装示意图；
39.图11是本发明顶板结构与第二侧墙预制块通过竖向预应力束张拉结构示意图；
40.图12是本发明通过纵向预应力束张拉结构示意图；
41.图13是相邻预制块通过预应力束张拉以及胶拼接缝处的结构断面示意图。
42.附图标记说明如下：
43.1、围护结构；2、防护支撑；3、第一拼接环；4、第二拼接环；341、底板结构；3411、底角预制块；3412、底板预制块；3413、底板中心块；342、中板结构；3421、侧墙中心块；3422、中板预制块；3423、中板中心块；343、顶板结构；3431、顶角预制块；3432、顶板预制块；3433、顶板中心块；344、第一侧墙预制块；345、第二侧墙预制块；346、站台立柱预制块；347、站厅立柱预制块；5、横向预应力束；6、竖向预应力束；7、纵向预应力束；8、预留孔。
具体实施方式
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术
中常规的连接方式，在此不再详述。
47.下面结合附图对本发明作进一步说明：
48.实施例1
49.如图1-图13所示，一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，的地铁车站是由若干交替设置的第一拼接环3和第二拼接环4组成，第一拼接环3和第二拼接环4之间通过穿入纵向预应力束7张拉固定，第一拼接环3和第二拼接环4是由若干预制构件拼合成的，且第一拼接环3与第二拼接环4上的预制块相互错缝设置，各个预制块之间的接缝处采用胶拼工艺进行连接，胶拼所采用的胶结材料为环氧树脂，连接后再穿入横向预应力束5和竖向预应力束6张拉固定。
50.具体的，第一拼接环3和第二拼接环4均包括底板结构341、中板结构342、顶板结构343、第一侧墙预制块344和第二侧墙预制块345，第一侧墙预制块344设置在底板结构341与中板结构342之间，第二侧墙预制块345设置在中板结构342与顶板结构343之间，如此设置便于吊装和组装。
51.进一步的，底板结构341包括两个底角预制块3411，在两个底角预制块3411之间设置有底板中心块3413，底板中心块3413与底角预制块3411之间通过底板预制块3412相连；中板结构342包括两个侧墙中心块3421，在两个侧墙中心块3421之间设置有中板中心块3423，侧墙中心块3421与中板中心块3423之间通过中板预制块3422相连；顶板结构343包括两个顶角预制块3431，在两个顶角预制块3431之间设置有顶板中心块3433，顶角预制块3431与顶板中心块3433之间通过顶板预制块3432相连接；第一侧墙预制块344设置在底角预制块3411与侧墙中心块3421之间，第二侧墙预制块345设置在顶角预制块3431和侧墙中心块3421之间，如此设置能够减小单个零件的体积，便于运输。
52.需要注意的是，组成第一拼接环3和组成第二拼接环4相同位置的预制块尺寸不相同，拼合后的第一拼接环3和第二拼接环4侧整体尺寸相同，如此设置实现了错缝拼装，提高了拼合后结构的接缝处的强度，具有纵向传力的空间作用。
53.具体的，在第一拼接环3上的中板中心块3423与底板中心块3413之间设置有站台立柱预制块346，在中板中心块3423和顶板中心块3433之间设置有站厅立柱预制块347，站台立柱预制块346与中板中心块3423和底板中心块3413之间的接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接，站厅立柱预制块347与中板中心块3423和顶板中心块3433之间的接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接，湿接缝即为现浇混凝土接缝，通过湿接缝工艺能够确保结构连接的整体性，并且采用rpc或uhpc能够确保接缝处浇筑质量和连接强度。
54.本实施例中，在顶角预制块3431、侧墙中心块3421、底角预制块3411、顶板中心块3433、中板中心块3423和底板中心块3413上预留有能够使纵向预应力束7穿过的预留孔8，且拼合后的第一拼接环3和第二拼接环4上的预留孔8同轴，如此设置便于纵向预应力束7的穿入，能够增强拼接环之间的连接强度。
55.需要说明的是，胶拼所采用的胶结材料为环氧树脂，采用环氧树脂作为接缝处的粘结剂，其在固化后的力学性能不低于混凝土的各项强度指标，并且还具备高弹性模量、高成胶性能、高应力传递转移特性、施工的低垂滴性、施工润滑性能与施工后的高防水性能。
56.本实施例的具体施工过程：
57.第一步，首先进行基坑的而开挖，在开挖基坑前需要将围护结构1插入需要开挖基
坑位置的处，可以采用你讲护壁成槽的施工方式将维护结构首先施工到位，并且在基坑开挖的过程中逐步架多道设防护支撑2，确保基坑开挖的安全性；
58.第二步，待基坑开挖完成后需要在地面上完成地铁车站底板结构341的装配工作，首先需要对站台底板的机构进行组装，组装时先将两个底角预制块3411放置在地面上，然后再将底板中心块3413放置在两个底角预制块3411之间，接着在底角预制块3411与底板中心块3413之间防止相应数量的底板预制块3412，底板预制块3412的具体数量需要根据地铁车站的尺寸和底板预制块3412的尺寸确定，然后通过胶拼的方式将底板预制块3412、底板中心块3413和底角预制块3411的连接连接面进行粘接，将其拼装为整体，最后再采用穿入横向预应力束5进行张拉，张拉完成后，整体吊装下放至基坑底部，并在基坑底部与底板结构341之间做好垫层。
59.第三步，接着在已经吊装到基坑底板结构341的两个底角预制块3411上固定施工第一侧墙预制块344，施工时首先通过胶拼的方式将第一侧墙预制块344与底角预制块3411连接为整体，然后在通过竖向预应力束6径向张拉。
60.需要注意的是在第一拼接环3的底板中心块3413上还需要施工站台立柱预制块346，在进行站台立柱预制块346施工时在预制块的接缝处通过rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接，然后再穿入竖向预应力束6进行张拉。
61.第四步，接着在地面上组装中板结构342，组装时首先将一个中板中心块3423放置到两个侧墙预制块之间，然后在侧墙预制块与中板中心块3423之间放置相应数量的中板预制块3422，中板预制块3422的数量也需要根据地铁车站的尺寸和中板预制块3422的尺寸确定，然后通过胶拼的方式将各预制块连接成一个整体，然后在穿入横向预应力束5进行张拉，张拉完成后，整体吊装到两个完成安装的第一侧墙预制块344上，在接缝处通过胶拼的方式进行连接，然后在穿入竖向预应力束6进行张拉。
62.其中，如果吊装的是第一拼接环3上的中板结构342，那么还需要在站台立柱预制块346与中板中心块3423的连接处通过rpc或uhpc湿接缝工艺进行处理，同时穿入竖向的预应力束张拉。
63.第五步，接着在固定好的中板结构342的两个侧墙中心块3421上固定施工第二侧墙预制块345，施工时通过胶拼的方式将第二侧墙预制块345与侧墙中心块3421连接为整体，然后在通过竖向预应力束6径向张拉。
64.需要注意的是在第一拼接环3的中板中心块3423上还需要施工站厅立柱预制块347，在进行站厅立柱预制块347施工时在接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接，然后再穿入竖向预应力束6进行张拉。
65.第六步，接着在地面上组装中板结构342，组装时首先将一个顶板中心块3433放置到两个顶角预制块3431之间，然后在顶角预制块3431与顶板中心块3433之间放置相应数量的顶板预制块3432，顶板预制块3432的数量也需要根据地铁车站的尺寸和中板预制块3422的尺寸确定，然后通过胶拼的方式将各预制块连接成一个整体，再穿入横向预应力束5进行张拉，张拉完成后，整体吊装到两个完成安装的第二侧墙预制块345上，在接缝处通过胶拼的方式进行连接，并且穿入竖向预应力束6进行张拉。
66.如果吊装的是第一拼接环3上的中板结构342时，还需要在通过rpc或uhpc湿接缝的方式将站厅立柱预制块347与顶板中心块3433进行连接，并穿入竖向的预应力束张拉。
67.第七步，按照第二步到第六步的施工过程依次交替完成地铁车站上各个第一片接环和第二拼接互换的组装工作。
68.步骤八，由于第一拼接环3和第二拼接环4上的各个预制块的尺寸均不形同，而完成组装后的第一拼接环3和第二拼接环4整体尺寸是相同的，使得第一拼接环3和第二拼接环4上各预制块之间的接缝不在同一处，实现了错缝拼装，使得相邻的第一拼接环3与第二拼接环4间具有纵向传力的空间作用，刚度和接缝强度较高，并且由于拼装后的第一拼接环3和第二片接环整体尺寸是相同的，所以第一拼接环3和第二拼接环4对应预制块上的预留孔8位置相同且同轴，能够使纵向预应力束7穿过，在纵向预应力束7穿过预留孔8后进行张拉，将若干组拼接环固定连接为一个整体，最后在进行中板结构342上进行防水层的施工，在防水层施工完成后将土方回填，恢复路面通行。
69.本实发明中缩略语、英文和关键术语定义说明：
70.应力集中：是应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂；使脆性和塑性材料产生疲劳裂纹。
71.胶拼：指采用胶结材料对预制桥梁节段进行连接。本发明中优选环氧树脂，环氧树脂粘结剂具备高弹性模量、高成胶性能、高应力传递转移特性、施工的低垂滴性、施工润滑性能与施工后的高防水性能。且固化后的力学性能不低于混凝土的各项强度指标。
72.错缝拼装：沿结构纵向接缝不在同一直线上的预制构件拼装类型。这种拼装类型，相邻预制构件环环间具有纵向传力的空间作用，刚度和接缝强度较高。
73.rpc：即rpc混凝土，活性粉末混凝土(reactive powder concrete)。以细砂为骨料，掺入大量硅灰等矿物掺合料、高效减水剂和微细钢纤维，薄弱的界面得到大幅度加强，使断裂能提高两个数量级以上，成为一种高强度、高韧性、低孔隙率的混凝土材料。
74.uhpc：即uhpc混凝土，超高性能混凝土(ultra high performance concrete)，以其“三高”而著称，即耐久性高、工作性高、强度高。
75.湿接缝：现浇混凝土接缝。其宽度须能容许进行管道接头、钢筋焊接、混凝土浇筑和振捣等作业，一般取为0.10～0.20m。接缝混凝土多用早强水泥，集料尺寸的选择应能保证捣固密实。
76.预应力束张拉，即为预应力张拉，预应力束一般采用钢绞线，预应力张拉就是在构件中提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受压应力，进而使得其产生一定的形变，来应对结构本身所受到的荷载，包括构件自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。一般张拉用到钢绞线、千斤顶、锚板、夹片。
77.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，本发明分块方式仅为举例说明，不能被认为用于限定本发明的实施范围。但凡地铁结构断面采用胶拼工艺进行连接的小分块装配式地铁结构，或依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：所述的地铁车站是由若干交替设置的第一拼接环(3)和第二拼接环(4)组成，所述第一拼接环(3)和所述第二拼接环(4)之间通过穿入纵向预应力束(7)张拉固定，所述第一拼接环(3)和所述第二拼接环(4)是由若干预制构件拼合成的，且所述第一拼接环(3)与所述第二拼接环(4)上的预制构件相互错缝设置，各个预制块之间的接缝处设置止水条并采用胶拼工艺对接缝处进行连接，连接后的各个预制块再穿入横向预应力束(5)和竖向预应力束(6)张拉固定。2.根据权利要求1所述的一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：所述第一拼接环(3)和所述第二拼接环(4)均包括底板结构(341)、中板结构(342)、顶板结构(343)、第一侧墙预制块(344)和第二侧墙预制块(345)，所述第一侧墙预制块(344)设置在所述底板结构(341)与所述中板结构(342)之间，所述第二侧墙预制块(345)设置在所述中板结构(342)与所述顶板结构(343)之间。3.根据权利要求2所述的一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：所述底板结构(341)包括两个底角预制块(3411)，在两个所述底角预制块(3411)之间设置有底板中心块(3413)，所述底板中心块(3413)与所述底角预制块(3411)之间通过底板预制块(3412)相连；所述中板结构(342)包括两个侧墙中心块(3421)，在两个侧墙中心块(3421)之间设置有中板中心块(3423)，所述侧墙中心块(3421)与所述中板中心块(3423)之间通过中板预制块(3422)相连；所述顶板结构(343)包括两个顶角预制块(3431)，在两个所述顶角预制块(3431)之间设置有顶板中心块(3433)，所述顶角预制块(3431)与所述顶板中心块(3433)之间通过顶板预制块(3432)相连接；所述第一侧墙预制块(344)设置在所述底角预制块(3411)与所述侧墙中心块(3421)之间，所述第二侧墙预制块(345)设置在所述顶角预制块(3431)和所述侧墙中心块(3421)之间。4.根据权利要求3所述的一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：组成所述第一拼接环(3)和组成所述第二拼接环(4)相同位置的预制块尺寸不相同，拼合后的所述第一拼接环(3)和第二拼接环(4)侧整体尺寸相同，且在所述第一拼接环(3)上的所述中板中心块(3423)与所述底板中心块(3413)之间设置有站台立柱预制块(346)，在所述中板中心块(3423)与所述顶板中心块(3433)之间设置有站厅立柱预制块(347)。5.根据权利要求4所述的一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：在所述顶角预制块(3431)、侧墙中心块(3421)、底角预制块(3411)、顶板中心块(3433)、中板中心块(3423)和底板中心块(3413)上预留有能够使纵向预应力束(7)穿过的预留孔(8)，且拼合后的第一拼接环(3)和第二拼接环(4)上的预留孔(8)同轴。6.根据权利要求4所述的一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：所述站台立柱预制块(346)与所述中板中心块(3423)和所述底板中心块(3413)之间的接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接，所述站厅立柱预制块(347)与所述中板中心块(3423)和所述顶板中心块(3433)之间的接缝处采用rpc或uhpc湿接缝工艺进行连接。7.根据权利要求1所述的一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，其特征在于：胶拼所采用的胶结材料为环氧树脂。

技术总结

本发明公开了一种基于胶拼理论的小分块装配式地铁车站结构，该地铁车站是由若干交替设置的第一拼接环和第二拼接环组成，第一拼接环和第二拼接环之间通过穿入纵向预应力束张拉固定，第一拼接环和第二拼接环是由若干预制构件拼合成的，且第一拼接环与第二拼接环上的预制块相互错缝设置，各个预制块之间的接缝处采用胶拼工艺进行连接，连接后再穿入横向预应力束和竖向预应力束张拉固定。减小了每个预制块的体积和重量，方便运输及现场施工；将墙、柱、板的连接处易产生应力集中的位置均做成一个预制构件，能提高薄弱结构节点的受力性能；接缝处利用胶拼、RPC或UHPC湿接缝的处理工艺进行连接，提高了受力及防水性能，进而增加结构整体耐久性。构整体耐久性。构整体耐久性。