一种大型预制构件预应力施工减阻水槽及使用方法与流程

本发明涉及交通施工技术领域，特指一种大型预制构件预应力施工减阻水槽及使用方法。

背景技术：

随着国家科学技术的发展，大型、超大型沉管隧道在跨海大桥工程中不断采用，大型、超大型沉管隧道的预制钢筋混凝土管节长达180米左右，重达6-7万吨，管节一般设计为后张预应力箱式结构，由于管节长度大，一般分节段预制，然后施加预应力进行组合。在预应力施加过程中，由于管节的重量大，其与预制场地的磨擦阻力也很大，因此，施加的预应力会因为磨擦阻力的存在，不能完全作用在管节上，当摩阻力消失后(漂浮状态)管节会在钢筋的预压应力下收缩，收缩后原施加的预应力将无法达到设计期望值，影响到管节的正常使用及使用寿命。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型预制构件预应力施工减阻水槽及使用方法，通过顶板组件、两侧的侧板组件一、两端的侧板组件二以及底板组件固定连接形成一个足以漂浮起沉管隧道管节的密封水槽，在施加沉管隧道管节预应力时借助于水的浮力，使沉管隧道管节在密封水槽中处于即将漂浮状态，此时，磨擦阻力可忽略不计，施加的预应力可有效传递到沉管隧道管节的任何部位，达到施加预应力的理想状态。

为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：

一种大型预制构件预应力施工减阻水槽，包括设于减阻水槽顶部的顶板组件、设于减阻水槽两侧的侧板组件一、设于减阻水槽两端的侧板组件二以及设于减阻水槽底部的底板组件，所述顶板组件、侧板组件一、侧板组件二与底板组件固定连接，且成型设有可容纳并足以漂浮起沉管隧道管节的密封水槽。

进一步而言，所述顶板组件包括拉杆，拉杆的两端分别通过拉杆螺母与减阻水槽两侧的侧板组件固定连接。

进一步而言，所述侧板组件一包括模板面板、模板横向梁与模板背架梁，模板面板、模板横向梁与模板背架梁通过螺栓固定连接。

进一步而言，所述模板面板的上部与沉管隧道管节的上部之间设有限位管筒，模板面板的下部与沉管隧道管节的下部之间设有封端侧板，封端侧板与沉管隧道管节之间通过p型橡胶止水带防漏水连接。

进一步而言，所述侧板组件二包括设于减阻水槽两端的密封模板，密封模板分别与侧板组件一以及底板组件固定密封连接，并通过p型橡胶止水带防漏水连接。

进一步而言，所述底板组件包括地坪、支撑型钢与底钢模，支撑型钢固定于地坪的顶部，底钢模固定于支撑型钢的顶部，地坪的两侧分别与设于减阻水槽两侧的侧板组件固定连接。

进一步而言，所述地坪的两侧分别设有地坪梁，地坪梁与减阻水槽两侧的侧板组件一导向限位设置。

进一步而言，所述地坪与减阻水槽两侧的侧板组件一之间通过p型橡胶止水带防漏水连接。

进一步而言，所述地坪与沉管隧道管节之间设有端头底挡板，端头底挡板与沉管隧道管节之间通过p型橡胶止水带防漏水连接。

一种大型预制构件预应力施工减阻水槽，其使用方法，包括以下步骤：

1)待整个管节完全预制完成，强度达到预应力施加强度后，先拆除管节两端头1.5米范围的底钢模及支撑型钢，然后将连接好p型橡胶止水带的端头底挡板固定于地坪上，完成减阻水槽底部的底板组件的安装，并使沉管隧道管节与端头底挡板之间通过p型橡胶止水带防漏水连接；

2)将模板面板、模板横向梁与模板背架梁通过螺栓固定连接完成减阻水槽侧部的侧板组件一的安装，以及将封端侧板固定于模板面板上；

3)通过吊车将侧板组件一吊起并置于沉管隧道管节的两侧，并与地坪上的地坪梁限位贴紧，以及使模板面板的上部与沉管隧道管节的上部之间通过限位管筒间隔，以及使沉管隧道管节与封端侧板之间通过p型橡胶止水带防漏水连接；

4)通过吊车将侧板组件二吊起并置于沉管隧道管节的两端，并与侧板组件一以及底板组件固定密封连接，并通过p型橡胶止水带防漏水连接；

5)通过拉杆在拉杆螺母的作用下将两侧的侧板组件一拉紧固定连接起到对侧板组件一上部的加固作用；

6)向模板面板与沉管隧道管节之间了空隙处注水，注水的高度预先计算明确，以水的浮力接近沉管隧道管节的重力为准；

7)在沉管隧道管节处于即将漂浮状态时，对沉管隧道管节施加预应力；

8)预应力施加完成后将水放空，拆除顶板组件、侧板组件一以及侧板组件二。

本发明有益效果：

本发明采用这样的结构设置，通过顶板组件、两侧的侧板组件一、两端的侧板组件二以及底板组件固定连接形成一个足以漂浮起沉管隧道管节的密封水槽，在施加沉管隧道管节预应力时借助于水的浮力，使沉管隧道管节在密封水槽中处于即将漂浮状态，此时，磨擦阻力可忽略不计，施加的预应力可有效传递到沉管隧道管节的任何部位，达到施加预应力的理想状态。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图；

图2是本发明整体结构侧视图；

图3是图2中c位置放大图；

图4是图2中d位置放大图；

图5是本发明整体结构俯视图；

图6是图5中e位置放大图；

图7图1是a-a位置剖视图；

图8是图7中f位置放大图；

图9是图2中b-b位置剖视图；

图10是图9中g位置放大图；

图11是图9中h位置放大图。

1.地坪；2.地坪梁；3.支撑型钢；4.底钢模；5.沉管隧道管节；6.模板面板；7.模板横向梁；8.模板背架梁；9.拉杆螺母；10.限位管筒；11.p型橡胶止水带；12.拉杆；13.端头底挡板；14.封端侧板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图11所示，本发明所述一种大型预制构件预应力减阻水槽，其包括设于减阻水槽顶部的顶板组件、设于减阻水槽两侧的侧板组件一、设于减阻水槽两端的侧板组件二以及设于减阻水槽底部的底板组件，所述顶板组件、侧板组件一、侧板组件二与底板组件固定连接，且成型设有可容纳并足以漂浮起沉管隧道管节5的密封水槽。采用这样的结构设置，通过顶板组件、两侧的侧板组件一、两端的侧板组件二以及底板组件固定连接形成一个足以漂浮起沉管隧道管节5的密封水槽，在施加沉管隧道管节5预应力时借助于水的浮力，使沉管隧道管节5在密封水槽中处于即将漂浮状态，此时，磨擦阻力可忽略不计，施加的预应力可有效传递到沉管隧道管节5的任何部位，达到施加预应力的理想状态。

更具体而言，所述顶板组件包括拉杆12，拉杆12的两端分别通过拉杆螺母9与减阻水槽两侧的侧板组件固定连接。采用这样的结构设置，通过拉杆12将减阻水槽两侧的侧板组件固定连接，实现将减阻水槽两侧的侧板组件之间进行加强固定作用，同时起到便于吊车起吊作业。

更具体而言，所述侧板组件一包括模板面板6、模板横向梁7与模板背架梁8，模板面板6、模板横向梁7与模板背架梁8通过螺栓固定连接。采用这样的结构设置，模板面板6、模板横向梁7与模板背架梁8通过螺栓固定连接构成减阻水槽两侧的侧板组件一，实际应用中，模板横向梁7与模板背架梁8起到模板面板6的加强筋作用。

更具体而言，所述模板面板6的上部与沉管隧道管节5的上部之间设有限位管筒10，模板面板6的下部与沉管隧道管节5的下部之间设有封端侧板14，封端侧板14与沉管隧道管节5之间通过p型橡胶止水带11防漏水连接。采用这样的结构设置，通过限位管筒10将模板面板6与沉管隧道管节5之间间隔设置，便于后期注水工序。实际应用中，封端侧板14起到对沉管隧道管节5端部侧面的定位，并通过p型橡胶止水带11起到封端侧板14与沉管隧道管节5之间防漏水作用。

更具体而言，所述侧板组件二包括设于减阻水槽两端的密封模板，所述密封模板分别与侧板组件一以及底板组件固定密封连接，并通过p型橡胶止水带11防漏水连接。采用这样的结构设置，通过密封模板构成减阻水槽两端的侧板组件二，并分别与侧板组件一以及底板组件固定密封连接，通过p型橡胶止水带11起到密封模板与侧板组件一以及底板组件之间的防漏水作用。

更具体而言，所述底板组件包括地坪1、支撑型钢3与底钢模4，支撑型钢3固定于地坪1的顶部，底钢模4固定于支撑型钢3的顶部，地坪1的两侧分别与设于减阻水槽两侧的侧板组件固定连接。采用这样的结构设置，通过地坪1、支撑型钢3与底钢模4构成减阻水槽底部的底板组件，实际应用中，支撑型钢3起到对底钢模4的支撑作用，对底钢模4为平面设计，将沉管隧道管节5置于底钢模4上时可降低磨擦力。

更具体而言，所述地坪1的两侧分别设有地坪梁2，地坪梁2与减阻水槽两侧的侧板组件一导向限位设置。采用这样的结构设置，通过地坪梁2实现对减阻水槽两侧的侧板组件一进行导向限位，安装时更方便。实际应用中，地坪梁2为地坪1两侧的凸起结构，安装时，将减阻水槽两侧的侧板组件一起吊至地坪1上时，将减阻水槽两侧的侧板组件一与地坪梁2的内壁贴紧安装。

更具体而言，所述地坪1与减阻水槽两侧的侧板组件一之间通过p型橡胶止水带11防漏水连接。采用这样的结构设置，通过p型橡胶止水带11起到地坪1与减阻水槽两侧的侧板组件一之间防漏水作用。

更具体而言，所述地坪1与沉管隧道管节5之间设有端头底挡板13，端头底挡板13与沉管隧道管节5之间通过p型橡胶止水带11防漏水连接。采用这样的结构设置，通过端头底挡板13起到对沉管隧道管节5端部底面的定位，并通过p型橡胶止水带11起到端头底挡板13与沉管隧道管节5之间防漏水作用。

一种大型预制构件预应力减阻水槽，其使用方法，包括以下步骤：

1)待整个管节完全预制完成，强度达到预应力施加强度后，先拆除管节两端头1.5米范围的底钢模4及支撑型钢3，然后将连接好p型橡胶止水带11的端头底挡板13固定于地坪1上，完成减阻水槽底部的底板组件的安装，并使沉管隧道管节5与端头底挡板13之间通过p型橡胶止水带11防漏水连接；

2)将模板面板6、模板横向梁7与模板背架梁8通过螺栓固定连接完成减阻水槽侧部的侧板组件一的安装，以及将封端侧板14固定于模板面板6上；

3)通过吊车将侧板组件一吊起并置于沉管隧道管节5的两侧，并与地坪1上的地坪梁2限位贴紧，以及使模板面板6的上部与沉管隧道管节5的上部之间通过限位管筒10间隔，以及使沉管隧道管节5与封端侧板14之间通过p型橡胶止水带11防漏水连接；

4)通过吊车将侧板组件二吊起并置于沉管隧道管节5的两端，并与侧板组件一以及底板组件固定密封连接，并通过p型橡胶止水带11防漏水连接；

5)通过拉杆12在拉杆螺母9的作用下将两侧的侧板组件一拉紧固定连接起到对侧板组件一上部的加固作用；

6)向模板面板6与沉管隧道管节5之间了空隙处注水，注水的高度预先计算明确，以水的浮力接近沉管隧道管节5的重力为准；

7)在沉管隧道管节5处于即将漂浮状态时，对沉管隧道管节5施加预应力；

8)预应力施加完成后将水放空，拆除顶板组件、侧板组件一以及侧板组件二。

以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。