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裝配式鋼結構城市地下綜合管廊

發布時間:2021-02-03 16:45 瀏覽次數:1105

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,使用狀態良好,國內已經有多批專家前往考察參觀。
 

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,故以下將上述鋼管廊暫稱為“涵洞型”波紋鋼管廊。 

四、涵洞型波紋鋼綜合管廊的優點  

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; 

③ 標準化設計; 

④ 構件生產標準化、工廠化; 

⑤ 現場施工裝配化; 

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; 

? 配合國家供給側改革,解決鋼鐵過剩產能。

五、涵洞型波紋鋼綜合管廊尚存在的問題  

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,內部管線的排布設計困難,管線容納量??; 

③ 管廊壁上用于連接的貫穿孔多,滲漏隱患點多; 

④ 施工繁雜,縱向及周向接縫密集,質量難控制; 

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, 并且不能長期耐潮,在壽命到期失效后重新涂刷時,由于內部管線及設施的存在, 清除殘余失效涂層的工作量大,涂刷新涂層更繁雜,費用較初次施工時大大增加, 并且在管廊整個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鋼結構的溫度不高于 550℃,但對于鋼結構地下管廊來說情況特殊,在火災發生半小時左右,耐火涂料覆蓋的鋼結構體溫度就超過 150℃,廊體外部土壤中的水份形成高溫高壓蒸汽,其產生的次生災害有可能嚴重于火災本身。


南京聯眾體系裝配式鋼結構地下綜合管廊  

一、涉及專業 

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、環保、通風、給排水、電力、施工、運輸等多個專業, 研究及試驗過程歷時多年,其間獲得國內眾多著名專家的批評、指點與幫助。  

二、已獲專利  

現已取得十余項國際原創性關鍵技術,獲得國際 PCT 專利 13 項,國家發明專利 23 項,國家實用新型專利 80 余項,獲得美國國家專利局授權發明專利兩項,另有多項發明專利正在申請落地歐盟、美國、日本和澳大利亞,基本解決了鋼結構管廊在實際應用中的各項難題。  

三、標準編制  

中國工程建設標準化協會組織專家對本體系各項關鍵技術進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:《裝配式鋼結構地下綜合管廊工程技術規程》  

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

參編單位:同濟大學、清華大學、東南大學、中國城市地下綜合管廊產業聯盟、南京市裝配式鋼質綜合管廊工程技術研究中心、北京市市政工程設計研究總院



南京聯眾體系裝配式鋼結構地下綜合管廊產品介紹



(四)、方拱形鋼結構管廊優點

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;

有效的利用管廊內部的凈空空間,內部線管容納量比“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,實際凈面積比矩形管廊面積多一至三個弦面; 1/6~1/2;

四個連接角為鈍角結構,沒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;

管架的著力點不設在管壁上,避免了鋼波紋板所不允許的點受力,同時管架可以承受重載;

多艙結構兩個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差別;

可以實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通門。


二、結構節點














六、耐火技術及性能

(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地下管廊工程中所存在的問題:

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

②涂料不能長期耐潮;

③涂料在壽命到期失效后重新涂刷時,由于內部管線及設施的存在,清除殘余失效涂層的工作量大,涂刷新涂層更繁雜,費用較先期施工時大大增加,并且在管廊整個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鋼結構的溫度不高于 550℃,但對于鋼結構地下管廊來說情況特殊,在火災發生半小時左右,耐火涂料覆蓋的鋼結構體溫度就超過 150℃,廊體外部土壤中的水份形成高溫高壓蒸汽,其產生的次生災害有可能嚴重于火災本身。







八、電力問題

(一)高壓線纜

    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,其總電流矢量和為零,所產生的磁場的矢量和為零。三相電纜穿鋼管敷設通過三相平衡交流電時,不會在鋼管內產生變化的磁場, 不會產生渦流。

B. 國家標準《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303-2002規定:“同一交流回路的電線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. 山東日照機場的鋼質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,不會產生電火花。

(三)靜電問題

本結構為鋼質結構,防靜電設計簡單,接地設置方便。

(四)彌散電流(或雜散電流)問題

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。內部設施產生的彌散電流也不會傳遞到廊體中。

九、施工工期

廊體每節長度是 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、支線管廊而言,每個 10 人的施工班組,每天可安裝 50 米至 100 米。

十、工程造價

本體系的裝配式管廊廊體比混凝土管廊廊體造價節省約 10%左右。

一、產品生產













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