基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒及制作方法



1.本发明涉及属于土木与海洋工程结构技术领域,尤其涉及一种基于多级多点交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒结构接及制作方法。


背景技术:



2.装配式结构是实现土木工程工业化的有力途径,装配式结构具有构件质量高、人工成本低和施工周期短的优点。装配式结构常用钢结构和混凝土结构体系较多。混凝土结构技术成熟,连接相邻模块的节点常用后浇混凝土湿连接,湿连接通过钢筋搭接和少量的现浇混凝土实现连接,而干式连接则不使用现浇混凝土,多数通过螺栓、焊接等进行连接。混凝土浮筒结构是海洋工程新型结构体系,其最理想的生产工艺流程是采用装配式建造方式。
3.目前,浮筒结构常用于海上发电装置或海上活动平台,容易受到波浪运动造成疲劳破坏或海洋环境腐蚀破坏。海上漂浮平台常规是采用纯钢结构,而钢结构具有易腐蚀、施工工艺要求高和后期维护难等缺点。恶劣的海洋环境对装置的钢材力学性能和防腐性能均提出了高要求,直接提高了工程造价。另一方面,对于浮式风机为纯钢结构体系时,设计的使用年限通常为20年。而国外目前设计使用的钢筋混凝土浮式平台,设计使用年限已超过50年,充分展示了钢筋混凝土材料的高耐久性。混凝土浮筒结构湿式连接现场需要大量的湿作业和存在节点区钢筋碰撞问题,安装效率依然不够高。如果使用节点干式连接的预应力装配框架,能够更好地发挥预制混凝土工厂化生产和现场安装效率,且后张预应力技术连接能够提供良好的结构恢复性能,自恢复设计创新空间大,便于海洋工程结构灾后的快速修复。
4.鉴于此,亟待提出一种拼装快速、标准化施工、经济高耐久、防水防渗性能优异的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒及制作方法。


技术实现要素:



5.本发明的目的是提供一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒及制作方法。
6.为了实现上述目的,本发明提供的技术方案为:
7.第一方面,提供一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,包括:一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,包括:
8.n个混凝土单元,n个所述混凝土单元在周向相互连接在一起;
9.m条预应力钢束,m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在n个所述混凝土单元中,且其中任一条所述预应力钢束布置在n个所述混凝土单元中的n个连续的所述混凝土单元的内部,并用于将所述n个连续的所述混凝土单元进行周向张拉,每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,且多个所述混凝土单元组均被所述预应力钢束周向张拉形成
混凝土浮筒壳体,其中n、n和m均为自然数,且n≤n。
10.贯穿每个所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向间隔均匀地分行布置有周向设置的m层波纹管道孔,所述m条预应力钢束一一对应地穿设于所述m层波纹管道孔内。
11.每个所述混凝土单元相对的连接处设有止水槽,所述止水槽处设置止水材料。
12.当n=6时,n=4,所述混凝土浮筒壳体为通过6个所述混凝土单元连接形成的六边形混凝土浮筒壳体,6个所述混凝土单元分别为第一混凝土单元、第二混凝土单元、第三混凝土单元、第四混凝土单元、第五混凝土单元、第六混凝土单元,m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在所述6个混凝土单元中的任意连续4个所述混凝土单元的内部,并用于将所述任意连续4个所述混凝土单元进行周向张拉。
13.m条预应力钢束中的奇数层钢束布置在所述第一混凝土单元、第二混凝土单元、第三混凝土单元及第四混凝土单元的内部,并将所述第一混凝土单元、第二混凝土单元、第三混凝土单元、第四混凝土单元进行周向张拉;
14.m条预应力钢束中的偶数层钢束布置在所述第四混凝土单元、第五混凝土单元、第六混凝土单元及第一混凝土单元的内部,并将所述第四混凝土单元、第五混凝土单元、第六混凝土单元及第一混凝土单元进行周向张拉。
15.相邻两个所述混凝土单元的相互连接处,所述波纹管道孔的接口设置钝角倒角的结构。
16.所述预应力钢束的两端还连接有锚固头,所述锚固头与所述波纹管道孔相对的一端设置成圆台结构,并通过所述圆台结构锚固在所述波纹管道孔的外侧。
17.所述波纹管道孔内套设有波纹管,且所述预应力钢束套设于所述波纹管内。
18.还包括墩头结构,所述墩头结构呈l形,且一边设于所述混凝土单元的内侧面处,另一边设于所述混凝土单元的端面处,且让所述波纹管道孔穿过。
19.第二方面,本发明提供一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒的制作方法,包括如下步骤:
20.步骤1、在工厂预制n个混凝土单元,贯穿所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向均匀地分行开设有周向设置的m层波纹管道孔,所述混凝土单元的内壁于相邻两个所述混凝土单元的连接处还设有墩头结构;
21.步骤2、提供m条预应力钢束;
22.步骤3、将m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在n个所述混凝土单元中,将其中任一条所述预应力钢束布置在n个所述混凝土单元中的n个连续的所述混凝土单元的内部,通过所述预应力钢束将所述n个连续的所述混凝土单元进行周向张拉;其中,每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,且多个所述混凝土单元组均被所述预应力钢束周向张拉形成混凝土浮筒壳体,其中n、n和m均为自然数,且n≤n。
23.本发明的有益效果:
24.1、本发明通过预应力钢束沿高度和环向的交替连接进行板件间节点连接,形成连续稳定的空间承重体系,大大提高了装配式结构的整体性与安全性;
25.2、本发明采用预应力拼接技术质量牢靠,衔接强度高,施工便捷,可实现现场的全干作业。此外采用后张法无粘结预应力拼装方法,板件损伤后可以对受损单元进行快速更
换,且拼接方式简单、连接方式可靠,对中调整可控,解决了现浇节点无法调整的问题;
26.3、结构承重构件全部为预制件,混凝土板件预先在工厂中完成,可大大节约人工物力、减少现场施工作业,显著提高施工效率,可以根据实际施工需求在板件内预留预应力钢束或波纹管道孔。
27.通过以下的描述并结合附图,本发明将变得更加清晰,这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
28.图1所示为基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒的一个实施例的示意图。
29.图2所示为如图1所示的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒竖向连接的示意图。
30.图3所示为如图1所示的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒周向的示意图。
31.图4所示为如图1所示的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒节点预应力连接示意图。
32.图5所示为锚固头的结构示意图。
33.图6所示为具有墩头结构的混凝土单元的示意图。
34.图7所示为图6的另一个角度的视图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
36.通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
37.在下文中,若在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
38.此外,若本发明涉及到术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
40.本发明实施例,提供一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒100,包括:
41.n个混凝土单元,n个所述混凝土单元在周向相互连接在一起;
42.一个实施例中,所述混凝土浮筒100中的所述混凝土单元为板状结构的混凝土单元,为了更加方便地描述,本发明的实施例均是以板状结构的混凝土单元进行描述,每个所述混凝土单元均具有与相邻的其他混凝土单元进行连接的端面,两个相邻的所述混凝土单元进行连接时,端面能够密实地连接在一起。
43.在一个实施例中,所述混凝土浮筒100包括6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f,6个所述混凝土单元在周向相互连接在一起,可以实现密封连接;
44.上述实施例中,所述混凝土浮筒100包括5条预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e,5条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在该6个混凝土单元中,并将该6个混凝土单元形成混凝土浮筒壳体。
45.需要说明的是,任一条所述预应力钢束的起始端及终端均是设置在所述混凝土单元的的内壁的中部,即所述预应力钢束的起始端及终端均锚固在所述混凝土单元的的内壁的中部,例如图1所示,所述预应力钢束2a的起始端锚固在所述混凝土单元1e的内壁的中部,终端锚固在所述混凝土单元1b的内部中部;又如,所述预应力钢束2b的起始端锚固在所述混凝土单元1b的内壁的中部,终端锚固在所述混凝土单元1e的内部中部;还需要说明的是,上述实施例中,所述预应力钢束的起始端及终端的结构是相同的,也即所述预应力钢束2a可以按顺时针方向锚固,也可以按逆时针方向锚固,此外,下文会介绍锚固头的结构。
46.贯穿每个所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向间隔均匀地分行布置有周向设置的5层波纹管道孔,所述5条预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e一一对应地穿设于所述5层波纹管道孔内。
47.其中任一条所述预应力钢束布置在6个所述混凝土单元中的4个连续的所述混凝土单元的内部,并用于将所述4个连续的所述混凝土单元进行周向张拉。
48.具体地,以所述预应力钢束2a为例,所述预应力钢束2a设置在所述混凝土浮筒100的从上往下数的最上层,且设于所述混凝土单元1e、1f、1a、1b的内部,所述预应力钢束2a的起始端设于所述混凝土单元1e的内侧中部,而终端设于所述混凝土单元1b的内侧内部;
49.再以所述预应力钢束2b为例,所述预应力钢束2b设置在所述混凝土浮筒100从上往下数的第二层,且设于所述混凝土单元1b、1c、1d、1e的内部,所述预应力钢束2b的起始端设于所述混凝土单元1b的内侧中部,而终端设于所述混凝土单元1e的内侧内部;
50.按照以上的设置规律,所述5条预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e从上而下布置一一对应地穿设于所述5层波纹管道孔内,并最终将6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f在周向相互连接在一起,使得6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f具有整体协同性,将该6个混凝土单元形成混凝土浮筒壳体。
51.每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,现进行说明:
52.参考图1、3,一个实施例中,每4个所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,所述混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f,可以组成多个混凝土单元组,例如可以是,所述混凝土单元1a、1b、1c、1d组成一个混凝土单元组,所述混凝土单元1b、1c、1d、1e组成一个混凝土单元
组,所述混凝土单元1c、1d、1e、1f组成一个混凝土单元组。又以混凝土单元1a为例,以所述混凝土单元1a相邻的其他3个混凝土单元组成一个混凝土单元组,可以是所述混凝土单元1a、1b、1c、1d,也可以是所述混凝土单元1f、1a、1b、1c,还可以是所述混凝土单元1e、1f、1a、1b、1c,即是所述混凝土单元1a在其中连续的4个混凝土单元中即可。
53.参考图4,每个所述混凝土单元相对的连接处设有止水槽3,所述止水槽3处设置止水材料4,通过设置所述止水槽3,以及在所述之水槽3内设置止水材料,能够起到对结构进行密封,防止漏水的作用。
54.具体地,参考图1,以所述凝土单元1a和1f为例,所述混凝土单元1a和1f连接处的外侧和内部,分别设有所述止水槽3,且所述止水槽3内设置止水材料4,可选的,所述止水材料为橡胶止水条带或其他遇水膨胀类止水材料条带。所述止水材料4起到密封的作用,确保所述混凝土浮筒壳体内部形成一密封的空间。
55.一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体为通过6个所述混凝土单元连接形成的六边形混凝土浮筒壳体,6个所述混凝土单元分别为第一混凝土单元1a、第二混凝土单元1b、第三混凝土单元1c、第四混凝土单元1d、第五混凝土单元1e、第六混凝土单元1f,5条所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e于高度方向间隔均匀地分行布置在所述6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f中的任意连续4个所述混凝土单元的内部,并用于将所述任意连续4个所述混凝土单元进行周向张拉。
56.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2a布置于所述混凝土单元1e、1f、1a、1b上,且所述预应力钢束2a设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第一层。
57.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2b布置于所述混凝土单元1b、1c、1d、1e上,且所述预应力钢束2b设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第二层。
58.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2c布置于所述混凝土单元1f、1a、1b、1c上,且所述预应力钢束2c设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第三层。
59.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2d布置于所述混凝土单元1c、1d、1e、1f上,且所述预应力钢束2d设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第四层。
60.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2e布置于所述混凝土单元1a、1b、1c、1d上,且所述预应力钢束2e设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第五层。
61.总之所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e是将6个所述混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f中的其中连续的4个分为一个混凝土单元而进行张拉,最终使得该6个所述混凝土单元张拉成一个整体,形成混凝土浮筒。
62.一个实施例中,参考图1,m条预应力钢束中的奇数层钢束布置在所述第一混凝土单元1a、第二混凝土单元1b、第三混凝土单元1c及第四混凝土单元1d的内部,并将所述第一混凝土单元1a、第二混凝土单元1b、第三混凝土单元1c、第四混凝土单元1d进行周向张拉;
63.m条预应力钢束中的偶数层钢束布置在所述第四混凝土单元1d、第五混凝土单元
1e、第六混凝土单元1f及第一混凝土单元1a的内部,并将所述第四混凝土单元1d、第五混凝土单元1e、第六混凝土单元1f及第一混凝土单元1a进行周向张拉。
64.需要说明的是,所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e采取在高度方向间隔均匀地分行布置在所述6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f中进行张拉,每一高度层级仅对相邻4块混凝土板单元进行。且每条所述预应力钢束采取两端方向同时张拉,一方面避免一侧张拉过紧,对混凝土板单元造成破坏,另一方面可有效降低预应力损失。
65.一个实施例中,相邻两个所述混凝土单元的相互连接处,所述波纹管道孔的接口设置钝角倒角的结构。如此设置是为了所述预应力钢束在穿过相邻的所述混凝土单元时,容易穿过,能有效地提高施工效率。
66.一个实施例中,参考图5,所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e中的任何一个的两端还连接有锚固头10,所述锚固头10与所述波纹管道孔相对的一端设置成圆台结构,并通过所述圆台结构锚固在所述波纹管道孔的外侧,且所述锚固头10是锚固在所述混凝土单元的内侧中部。
67.需要说明的是,所示圆台结构远离所示波纹管道孔的一端的外径大于所述波纹管道孔的直径,使得所述锚固头10能够牢固地锚固在所述波纹管道孔的外侧。
68.参考图5,所述波纹管道孔内套设有波纹管11,且所述预应力钢束套设于所述波纹管11内。
69.具体地,通过设置所述波纹管11,因此具有较好的延展性能,使得所述预应力钢束在产生形变时能够跟随形变,而不会产生结构上的破坏,因此具有较好适应性,能够提升整体结构的性能。
70.一个实施例中,参考图6和7,还包括墩头结构12,所述墩头结构12呈l形,且一边设于所述混凝土单元的内侧面处,另一边设于所述混凝土单元的端面处,且让所述波纹管道孔穿过,即所述墩头结构12相对于所述波纹管及预应力钢束穿过处设有开孔,能够让所述波纹管及预应力钢束穿过,通过所述墩头结构12的保护,防止所述预应力钢束破坏所述混凝土单元的端面,保持端面的平整性,此外,所述墩头结构12可与所述混凝土单元内部的钢结构一起制作和连接,并一起浇筑成型。
71.具体地,例如在参考图6、7所示,例如在混凝土单元1f、1a中均设有所述墩头结构12,且所述混凝土单元1f和1a相连接的端面处,两个所述墩头结构12的均通过其中一边与对方相对连接,如此设置能够防止所述混凝土单元1f、1a的端面被所述预应力钢束破坏。
72.此外,所述墩头结构的作用是在所述混凝土单元的边缘,并用于将所述预应力钢束进行压实,所述预应力钢束绕过相邻两个混凝土单元的墩头结构12处,然后于起始和终结的所述混凝土单元的中部穿出后进行双向张拉,最后通过所述锚固结构10进行锚固。
73.参考图1、2、3、4,本发明提供一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒的制作方法,包括如下步骤:
74.步骤1、在工厂预制n个混凝土单元,贯穿所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向均匀地分行开设有周向设置的m层波纹管道孔,所述混凝土单元的内壁于相邻两个所述混凝土单元的连接处还设有墩头结构;
75.具体地,一个实施例中,在工厂预制6个混凝土单元,所述混凝土单元的两端面与另一块混凝土单元连接处开设止水槽3,贯穿所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向
均匀地分行开设有周向设置的5层波纹管道孔,所述混凝土单元的内壁于相邻两个所述混凝土单元的连接处还设有墩头结构10;
76.步骤2,提供m条预应力钢束;
77.具体地,为了更好地进行说明,在一个实施例中,步骤2为提供5条预应力钢束;
78.步骤3、将m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在n个所述混凝土单元中,将其中任一条所述预应力钢束布置在n个所述混凝土单元中的n个连续的所述混凝土单元的内部,通过所述预应力钢束将所述n个连续的所述混凝土单元进行周向张拉;其中,每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,且多个所述混凝土单元组均被所述预应力钢束周向张拉形成混凝土浮筒壳体,其中n、n和m均为自然数,且n≤n。
79.在一个实施例中,所述混凝土浮筒100包括6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f,6个所述混凝土单元在周向相互连接在一起;
80.上述实施例中,所述混凝土浮筒100包括5条预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e,5条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在该6个混凝土单元中,并将该6个混凝土单元形成混凝土浮筒壳体。
81.需要说明的是,任一条所述预应力钢束的起始端及终端均是设置在所述混凝土单元的的内壁的中部,即所述预应力钢束的起始端及终端均锚固在所述混凝土单元的的内壁的中部,例如图1所示,所述预应力钢束2a的起始端锚固在所述混凝土单元1e的内壁的中部,终端锚固在所述混凝土单元1b的内部中部;又如,所述预应力钢束2b的起始端锚固在所述混凝土单元1b的内壁的中部,终端锚固在所述混凝土单元1e的内部中部;还需要说明的是,上述实施例中,所述预应力钢束的起始端及终端的结构是相同的,也即所述预应力钢束2a可以按顺时针方向锚固,也可以按逆时针方向锚固。
82.贯穿每个所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向间隔均匀地分行布置有周向设置的5层波纹管道孔,所述5条预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e一一对应地穿设于所述5层波纹管道孔内。
83.其中任一条所述预应力钢束布置在6个所述混凝土单元中的4个连续的所述混凝土单元的内部,并用于将所述4个连续的所述混凝土单元进行周向张拉。
84.具体地,以所述预应力钢束2a为例,所述预应力钢束2a设置在所述混凝土浮筒100的从上往下数的最上层,且设于所述混凝土单元1e、1f、1a、1b的内部,所述预应力钢束2a的起始端设于设于所述混凝土单元1e的内侧中部,而终端设于所述混凝土单元1b的内侧内部;
85.再以所述预应力钢束2b为例,所述预应力钢束2b设置在所述混凝土浮筒100从上往下数的第二层,且设于所述混凝土单元1b、1c、1d、1e的内部,所述预应力钢束2b的起始端设于设于所述混凝土单元1b的内侧中部,而终端设于所述混凝土单元1e的内侧内部;
86.按照以上的设置规律,所述5条预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e一一对应地穿设于所述5层波纹管道孔内,并最终将6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f在周向相互连接在一起,并将该6个混凝土单元形成混凝土浮筒壳体。
87.每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,现进行说明:
88.参考图1、3,一个实施例中,每4个所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,所述混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f,可以组成多个混凝土单元组,例如可以是,所述混凝土单元1a、1b、1c、1d组成一个混凝土单元组,所述混凝土单元1b、1c、1d、1e组成一个混凝土单元组,所述混凝土单元1c、1d、1e、1f组成一个混凝土单元组。又以混凝土单元1a为例,以所述混凝土单元1a相邻的其他3个混凝土单元组成一个混凝土单元组,可以是所述混凝土单元1a、1b、1c、1d,也可以是所述混凝土单元1f、1a、1b、1c,还可以是所述混凝土单元1e、1f、1a、1b、1c,即是所述混凝土单元1a在其中连续的4个混凝土单元中即可。参考图4,每个所述混凝土单元相对的连接处设有止水槽3,所述止水槽3处设置止水材料4。
89.具体地,参考图1,以所述凝土单元1a和1f为例,所述混凝土单元1a和1f连接处的外侧和内部,分别设有所述止水槽3,且所述止水槽3内设置止水材料4,可选的,所述止水材料为橡胶止水条带或其他遇水膨胀类止水材料条带。所述止水材料4起到密封的作用,确保所述混凝土浮筒壳体内部形成一密封的空间。
90.一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体为通过6个所述混凝土单元连接形成的六边形混凝土浮筒壳体,6个所述混凝土单元分别为第一混凝土单元1a、第二混凝土单元1b、第三混凝土单元1c、第四混凝土单元1d、第五混凝土单元1e、第六混凝土单元1f,5条所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e于高度方向间隔均匀地分行布置在所述6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f中的任意连续4个所述混凝土单元的内部,并用于将所述任意连续4个所述混凝土单元进行周向张拉。
91.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2a布置于所述混凝土单元1e、1f、1a、1b上,且所述预应力钢束2a设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第一层。
92.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2b布置于所述混凝土单元1b、1c、1d、1e上,且所述预应力钢束2b设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第二层。
93.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2c布置于所述混凝土单元1f、1a、1b、1c上,且所述预应力钢束2c设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第三层。
94.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2d布置于所述混凝土单元1c、1d、1e、1f上,且所述预应力钢束2d设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第四层。
95.具体地,一个实施例中,参考图1、2、3,所述混凝土浮筒壳体中,所述预应力钢束2e布置于所述混凝土单元1a、1b、1c、1d上,且所述预应力钢束2e设于混凝土浮筒壳体从上往下数的第五层。
96.一个实施例中,参考图1,m条预应力钢束中的奇数层钢束布置在所述第一混凝土单元1a、第二混凝土单元1b、第三混凝土单元1c及第四混凝土单元1d的内部,并将所述第一混凝土单元1a、第二混凝土单元1b、第三混凝土单元1c、第四混凝土单元1d进行周向张拉;
97.6条预应力钢束中的偶数层钢束布置在所述第四混凝土单元1d、第五混凝土单元1e、第六混凝土单元1f及第一混凝土单元1a的内部,并将所述第四混凝土单元1d、第五混凝土单元1e、第六混凝土单元1f及第一混凝土单元1a进行周向张拉。
98.需要说明的是,所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e采取在高度方向间隔均匀地分行布置在所述6个混凝土单元1a、1b、1c、1d、1e、1f中进行张拉,每一高度层级仅对相邻4块混凝土板单元进行。且每条所述预应力钢束采取两端方向同时张拉,一方面避免一侧张拉过紧,对混凝土板单元造成破坏,另一方面可有效降低预应力损失。
99.一个实施例中,相邻两个所述混凝土单元的相互连接处,所述波纹管道孔的接口设置钝角倒角的结构。如此设置是为了所述预应力钢束在穿过相邻的所述混凝土单元时,容易穿过,标准化施工能有效地提高施工效率。
100.一个实施例中,参考图5,所述预应力钢束2a、2b、2c、2d、2e中的任何一个的两端还连接有锚固头10,所述锚固头10与所述波纹管道孔相对的一端设置成圆台结构,并通过所述圆台结构锚固在所述波纹管道孔的外侧,且所述锚固头10是锚固在所述混凝土单元的内侧中部。
101.本发明应用于海工结构,相邻混凝土单元之间对齐闭合,通过预应力钢束沿高度和环向的交替连接进行板件间节点连接,形成连续稳定的空间承重体系,大大提高了装配式海工结构的整体性与安全性;
102.本发明采用预应力拼接技术质量牢靠,衔接强度高,施工便捷,可实现现场的全干作业。此外采用后张法无粘结预应力拼装方法,板件损伤后可以对受损单元进行快速更换,且拼接方式简单、连接方式可靠,对中调整可控,解决了现浇节点难以调整的问题;
103.结构承重构件全部为预制件,混凝土板件预先在工厂中完成,可大大节约人工物力、减少现场施工作业,显著提高施工效率,可以根据实际施工需求在板件内预埋管线或者管槽;
104.使用预应力钢束和混凝土的混合结构有利于发挥两种材料优势,整个结构强度高,刚度大,水动力性能好,造价成本低,市场竞争力强。
105.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征:


1.一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,包括:n个混凝土单元,n个所述混凝土单元在周向相互连接在一起;m条预应力钢束,m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在n个所述混凝土单元中,且其中任一条所述预应力钢束布置在n个所述混凝土单元中的n个连续的所述混凝土单元的内部,并用于将所述n个连续的所述混凝土单元进行周向张拉,每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,且多个所述混凝土单元组均被所述预应力钢束周向张拉形成混凝土浮筒壳体,其中n、n和m均为自然数,且n≤n。2.如权利要求1所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,贯穿每个所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向间隔均匀地分行布置有周向设置的m层波纹管道孔,且所述m条预应力钢束一一对应地穿设于所述m层波纹管道孔内。3.如权利要求1所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,每个所述混凝土单元相对的连接处设有止水槽,所述止水槽处设置止水材料。4.如权利要求1所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,当n=6时,n=4,所述混凝土浮筒壳体为通过6个所述混凝土单元连接形成的六边形混凝土浮筒壳体,6个所述混凝土单元分别为第一混凝土单元、第二混凝土单元、第三混凝土单元、第四混凝土单元、第五混凝土单元、第六混凝土单元,m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在所述6个混凝土单元中的任意连续4个所述混凝土单元的内部,并用于将所述任意连续4个所述混凝土单元进行周向张拉。5.如权利要求4所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,m条预应力钢束中的奇数层钢束布置在所述第一混凝土单元、第二混凝土单元、第三混凝土单元及第四混凝土单元的内部,并将所述第一混凝土单元、第二混凝土单元、第三混凝土单元、第四混凝土单元进行周向张拉;m条预应力钢束中的偶数层钢束布置在所述第四混凝土单元、第五混凝土单元、第六混凝土单元及第一混凝土单元的内部,并将所述第四混凝土单元、第五混凝土单元、第六混凝土单元及第一混凝土单元进行周向张拉。6.如权利要求2所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,相邻两个所述混凝土单元的相互连接处,所述波纹管道孔的接口设置钝角倒角的结构。7.如权利要求2所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,所述预应力钢束的两端还连接有锚固头,所述锚固头与所述波纹管道孔相对的一端设置成圆台结构,并通过所述圆台结构锚固在所述波纹管道孔的外侧。8.如权利要求2所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,所述波纹管道孔内套设有波纹管,且所述预应力钢束套设于所述波纹管内。9.如权利要求2所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,其特征在于,还包括墩头结构,所述墩头结构呈l形,且一边设于所述混凝土单元的内侧面处,另一边设于所述混凝土单元的端面处,且让所述波纹管道孔穿过。10.一种如权利要求2所述的基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、在工厂预制n个混凝土单元,贯穿所述混凝土单元的内部及两端面沿高度方向
均匀地分行开设有周向设置的m层波纹管道孔,所述混凝土单元的内壁于相邻两个所述混凝土单元的连接处还设有墩头结构;步骤2、提供m条预应力钢束;步骤3、将m条所述预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在n个所述混凝土单元中,将其中任一条所述预应力钢束布置在n个所述混凝土单元中的n个连续的所述混凝土单元的内部,通过所述预应力钢束将所述n个连续的所述混凝土单元进行周向张拉;其中,每个所述混凝土单元与相邻的n-1个连续的所述混凝土单元组成一个混凝土单元组,n个所述混凝土单元划分成多个混凝土单元组,且多个所述混凝土单元组均被所述预应力钢束周向张拉形成混凝土浮筒壳体,其中n、n和m均为自然数,且n≤n。

技术总结


本发明公开了一种基于交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒,包括:N个混凝土单元,N个混凝土单元在周向相互连接在一起;M条预应力钢束,M条预应力钢束于高度方向间隔均匀地分行布置在N个混凝土单元中,且其中任一条预应力钢束布置在N个混凝土单元中的n个连续的混凝土单元的内部,并用于将n个连续的混凝土单元进行周向张拉,每个混凝土单元与相邻的n-1个连续的混凝土单元组成一个混凝土单元组,N个混凝土单元划分成多个混凝土单元组,且多个混凝土单元组均被预应力钢束周向张拉形成混凝土浮筒壳体,其中n、N和M均为自然数,且n≤N。本发明为一种基于多级多点交错预应力张拉技术的装配式混凝土浮筒结构接及制作方法。术的装配式混凝土浮筒结构接及制作方法。术的装配式混凝土浮筒结构接及制作方法。


技术研发人员:

黄振宇 邓伟雄 金宇 吴宇飞

受保护的技术使用者:

深圳大学

技术研发日:

2022.08.31

技术公布日:

2022/11/22

本文发布于:2022-11-24 15:39:33,感谢您对本站的认可!

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