一种减轻钢筋混凝土重量的沉管的制作方法

本发明涉及沉管，特别是一种减轻钢筋混凝土重量的沉管。

背景技术：

1、当前，国内外沉管从结构类型上划分可大致分为三类：早期的钢壳沉管(单层/双层)、普遍应用的减轻钢筋混凝土重量的沉管及运用较少的钢壳混凝土沉管。目前，对于城市核心区域的沉管隧道，往往需在城市内河开挖远距离浮运航道，挖泥、凿岩工程量巨大。由此会导致沉管隧道工程整体工程大幅延长，且面对沉管浮运线路的增长，使得沉管的浮运周期长，需要更多的浮运时间。且城市内河的水深较浅，难以满足浮运需求，现通常趁潮对沉管浮运，但趁潮浮运窗口期短，使得无法长时间满足浮运水深；且城市内河可能涉及桥梁、地铁等重要结构物，使得无法对城市内河进行大幅度的挖深，进而使得沉管浮运困难以及浮运安全系数较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术因沉管浮运水深难以满足时，存在沉管浮运困难以及浮运安全系数较低的问题，提供一种减轻钢筋混凝土重量的沉管。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种减轻钢筋混凝土重量的沉管，包括本体，本体的钢筋混凝土内具有减重部件，减重部件具有空腔，空腔能够用于浇筑混凝土。

4、采用本方案所述减轻钢筋混凝土重量的沉管，在沉管的本体内设置减重部件，减重部件通过空腔来实现对沉管减重，使得沉管在浮运时所需吃水更浅，使得沉管浮运更加容易以及提高了沉管浮运的安全性；且能够减小对沉管浮运线路下方的河流的开挖加深，能够节约工程投资。且沉管可以在浮运完成或者浮运至中间位置后向空腔内浇筑混凝土，能够保证沉管使用时的质量安全。

5、优选的，减重部件包括具有预埋钢管的预埋组件，预埋钢管具有连通外界的连通口。

6、采用预埋钢管形成的预埋组件预埋在沉管的钢筋混凝土内部，便于预埋操作；且在浮运过后，通过连通口向预埋钢管内部浇筑混凝土，混凝土与钢管结合后形成的钢管混凝土结构能够完美融入沉管的钢筋混凝土，使得沉管使用时的质量能够达到前期设计要求，满足沉管的正常使用条件。

7、优选的，连通口位于顶板的上方，浮运时连通口一直位于水面以上，能够避免预埋钢管内进水；且后期浇筑混凝土时比较方便，且能够保证向预埋钢管浇筑混凝土的成型质量。

8、优选的，预埋组件包括上部预埋钢管构件，上部预埋钢管构件设于本体的顶板内，上部预埋钢管构件具有连通口；

9、和/或，

10、预埋组件包括下部预埋钢管构件，下部预埋钢管构件设于本体的侧墙和底板内，下部预埋钢管构件具有连通口。

11、对于标准管节，沉管减重程度低时，因顶板舾装件较多，埋管对舾装件埋设存在影响；而底板和墙体埋管施工难度低，在顶板埋设需吊装钢管，相对繁琐，增加的钢管重量对沉管模板增加了荷载，提升了潜在的风险；故从安装难易程度来看，在底板和墙体埋设下部预埋钢管构件相比于在顶板埋设上部预埋钢管构件的优先级更高。当减重需求较高时候，就需要在底板和墙体埋设下部预埋钢管构件的同时，在顶板埋设上部预埋钢管构件。

12、对于变截面管节，相较于标准管节，变截面管节存在姿态调平问题，在顶板埋设钢管计算调平配重相对容易，此外变截面沉管相对复杂，在底板及墙体埋管施工难度更大。而在顶板埋管相对于底板和墙体埋管，沉管重心更低，不容易在沉管浮运过程中发生失稳，浮运过程中主要是沉管外侧墙体及底板承受水压力，在顶板埋管结构更加安全，有助于降低施工安全、质量风险。故在沉管减重程度低时，在顶板埋设上部预埋钢管构件相比于在底板和墙体埋设下部预埋钢管构件的优先级更高。而沉管减重需求较高时，就需要在底板和墙体埋设下部预埋钢管构件的同时，在顶板埋设上部预埋钢管构件。

13、优选的，当预埋组件包括上部预埋钢管构件时：

14、上部预埋钢管构件包括第一预埋管，第一预埋管沿顶板横向设置，第一预埋管两端和中部均设有连通口；

15、和/或，

16、上部预埋钢管构件包括第二预埋管和第三预埋管，第二预埋管和第三预埋管位于本体的同一横截面上，第二预埋管和第三预埋管沿顶板横向设置，第二预埋管和第三预埋管之间具有间隔，第二预埋管两端和第三预埋管两端均分别设有连通口。

17、在第一预埋管两端和中部均设有连通口，两端的连通口作为灌浆口浇筑混凝土，中间的连通口作为排气口排出第一预埋管，能够保证第一预埋管内混凝土的灌注质量。

18、第二预埋管和第三预埋管之间具有间隔，用于跳过沉管顶板需要设置测量塔的位置，使得沉管顶板设置测量塔的位置强度满足要求。第二预埋管两端和第三预埋管靠近沉管侧墙的一端为灌浆口、靠近沉管中部的一端为排气口，一是能够保证灌注混凝土的位置与第一预埋管一致，灌注更方便；二是能够保证灌注混凝土时的平衡性，当在水上灌注混凝土时更加安全。

19、优选的，当上部预埋钢管构件包括第一预埋管时，第一预埋管两端延伸至本体的两侧的侧墙，第一预埋管延伸至侧墙的部分向下倾斜设置；

20、当上部预埋钢管构件包括第二预埋管和第三预埋管时，第二预埋管和第三预延伸至对应的侧墙，第二预埋管和第三预埋管延伸至侧墙的部分向下倾斜设置。

21、第一预埋管、第二预埋管和第三预埋管靠近侧墙的一端能够延伸至侧墙，使得能够减重更多。且延伸至侧墙的部分向下倾斜设置，能够适应沉管的角部倾斜；且能够加强沉管顶板与侧墙之间的连系，使得沉管的质量更好。

22、优选的，当预埋组件包括下部预埋钢管构件时：

23、下部预埋钢管构件包括横向设置的第四预埋管和竖向设置的至少三根第五预埋管，第五预埋管向下连通第四预埋管，第四预埋管设于底板，侧墙设有第五预埋管，本体的至少一个中墙设有第五预埋管，第五预埋管的上端具有连通口。

24、采用上述下部预埋钢管构件，底板和沉管墙体的连系好，且能够大幅利用沉管的墙体和底板实现减重。侧墙的第五预埋管上端的连通口作为灌注口，中墙的第五预埋管上端的连通口作为排气口，能够保证浇筑的平衡性，使得浇筑更加安全。

25、优选的，第四预埋管的端部向上倾斜连通位于侧墙的第五预埋管的下端，能够适应沉管的下角部的倾斜度，且便于从侧墙的第五预埋管上端的连通口浇筑的混凝土能够在第四预埋管的端部的倾斜处缓慢流淌至第四预埋管中部，避免混凝土在第四预埋管的端部处堆积导致后续混凝土的灌注困难。

26、优选的，当预埋组件包括下部预埋钢管构件和上部预埋钢管构件时，下部预埋钢管构件和上部预埋钢管构件沿本体纵向交错分布。

27、在沉管浇筑时，底板和墙体是一起浇筑的，顶板是在底板和墙体模板安装后再绑扎的。沉管先绑扎底板和墙体的钢筋并顺便在里面埋设第四预埋管和第五预埋管，然后模板大腔进入，才能够实现绑扎顶板钢筋并预埋第一预埋管、第二预埋管和第三预埋管等，而为了设置向上的连通口，需要将下部预埋钢管构件和上部预埋钢管构件沿本体纵向交错分布。且顶板的厚度有限，还有保护层和钢筋的位置，错位布置有利于保证顶板结构强度，受力性能更好，有助于质量控制和安全控制。

28、优选的，本体外表面设有保护墩，保护墩具有凹槽，至少部分的保护墩对应连通口设置且连通口位于对应保护墩的凹槽内部。

29、根据连通口设置位置调整至少部分的保护墩，使得连通口位于对应保护墩的凹槽内部，使得保护墩不仅作为沉管的防撞保护，还能够保护连通口，保证后期能够顺利实现浇筑。

30、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

31、1、本发明所述减轻钢筋混凝土重量的沉管，在沉管的本体内设置减重部件，减重部件通过空腔来实现对沉管减重，使得沉管在浮运时所需吃水更浅，使得沉管浮运更加容易以及提高了沉管浮运的安全性；且能够减小对沉管浮运线路下方的河流的开挖加深，能够节约工程投资。且沉管可以在浮运完成或者浮运至中间位置后向空腔内浇筑混凝土，能够保证沉管使用时的质量安全。

32、2、本发明所述减轻钢筋混凝土重量的沉管，采用预埋钢管形成的预埋组件作为减重部件预埋在沉管的钢筋混凝土内部，便于预埋操作；且在浮运过后，通过连通口向预埋钢管内部浇筑混凝土，混凝土与钢管结合后形成的钢管混凝土结构能够完美融入沉管的钢筋混凝土，使得沉管使用时的质量能够达到前期设计要求，满足沉管的正常使用条件。

33、3、本发明所述减轻钢筋混凝土重量的沉管，根据连通口设置位置调整至少部分的保护墩，使得连通口位于对应保护墩的凹槽内部，使得保护墩不仅作为沉管的防撞保护，还能够保护连通口，保证后期能够顺利实现浇筑。