预制拼装结构综述报告

1、 市政工程预制拼装混凝土结构的应用与研究摘要：预制混凝土技术采用了工业化的生产方式，随着预制混凝土结构的研究和推广，国内外越来越多的市政工程结构应用预制拼装技术。本文在大量阅读国内外相关文献资料的基础上，概括了部分市政工程预制拼装混凝土结构（综合管廊和水池）力学、防渗抗裂抗震等性能的研究现状和应用现状，并简单说明了其中的施工工艺和相关规范。关键词：预制拼装；预应力；综合管廊；水池；规范；Progrresss off sttudiies andd apppliicattionns oof ppreccastt cooncrretee sttruccturres asssembbledd inn

2、Muuniccipaal EEngiineeerinngAbstrractt:Prrecaast conncreete tecchnoologgy iis aan iinduustrriallizeed pprodducttionn meethoods,witth tthe ressearrch andd apppliicattionn off thhe ppreccastt cooncrretee sttuctturees,PPREFFAB tecchnoologgiess arre aapplliedd inn maany munniciipall ennginneerringg sttr

3、uccturres in dommesttic andd ovversseass.Inn thhis papper, baasedd onn a lott off reeadiing of rellevaant litteraaturre,iit ssummmariizess meechaaniccs, watter seeepagge rreseearcch sstattus andd apppliicattionn sttatuus oof ppreccastt cooncrretee sttruccturres asssembbledd (PPipee Gaalleery andd Po

4、ool) inn Muuniccipaal EEngiineeerinng,aand theen ggivees aa brrieff deescrripttionn off itts cconsstruuctiion tecchnoologgy aand rellateed sspeccifiicattionns.Keywoordss:prrecaast asssembbledd；preestrresss；Pippe GGallleryy；tannk;sspeccifiicattionns0引言 预制混凝凝土技术术是工业业化的建建筑生产产方式。18991年，巴巴黎Edd.Cooigeent

5、公司首首次在BBiarrrittz 的的俱乐部部建筑中中使用预预制混凝凝土梁。二二战结束束后，预预制混凝凝土结构构首先在在西欧发发展起来来，然后后推广到到美国、加加拿大、日日本等国国。20 世纪末末期，预预制混凝凝土结构构已经广广泛用于于工业与与民用建建筑，桥桥梁道路路、地下下结构、大大型容器器等市政政工程结结构领域域，采用用预制拼拼装技术术是提高高工程质质量、缩缩短工期期、节省省造价的的有效方方法。因因此在工工程应用用中发挥挥着不可可替代的的作用1。综合管廊和和水池是是目前应应用预制制拼装技技术较多多的一种种市政工工程结构构。综合合管沟, 又称综综合管廊廊、综合合管道、共共同沟等等, 是一种

6、种收容有有两种以以上公用用、市政政管线的的地下空空间结构构2。预制制预应力力综合管管廊施工工现场文文明有序序而整洁洁, 具有良良好的节节能环保保效益, 总体经经济性优优于现浇浇整体式式综合管管廊33。因因此发展展预制拼拼装管廊廊是一种种势不可可挡的趋趋势。但但是国内内在预制制拼装综综合管廊廊接头拼拼缝防水水防渗，整整体抗震震性能，土土体不均均匀沉降降对预制制管廊的的影响等等方面的的研究较较为缺乏乏。目前国内外外常见水水池结构构多为圆圆形和矩矩形两种种平面形形式，现现浇和预预制两种种施工方方式。整整体现浇浇圆形或或矩形水水池的最最大缺点点是模板板耗用量量大, 施工工工期长, 而且现现场施工工条件

7、较较差; 预制装装配式矩矩形水池池虽然可可以解决决模板、工工期等问问题, 但由于于预制块块体安装装后, 拼缝不不严实, 使用中中常常发发生渗漏漏现象, 严重影影响水池池使用效效果。预预制预应应力拼装装水池能能弥补现现浇水池池的上述述缺点，又又可以保保证水池池的抗裂裂性，经经济性和和安全性性都能得得到保障障。1 预制拼拼装综合合管廊1.1 预预制拼装装综合管管廊的研研究目前我国的的综合管管沟工程程一般采采用明开开挖现浇浇混凝土土施工工工艺。实实践证明明，该工工艺在施施工质量量、建设设周期和和环境保保护等方方面都存存在诸多多不足。相相比之下下，预制制拼装工工艺则较较好地弥弥补了上上述不足足。现阶阶

8、段，还还有一种种新型预预应力预预制拼装装综合管管廊，是是由上部部预制顶顶盖节段段和下部部预制底底座节段段构成。横横断面和和纵截面面通过张张拉预应应力筋将将其连接接成整体体（如图图1所示）。图1 新型型预应力力拼装综综合管廊廊1.1.11 预制综综合管廊廊的受力力性能按结构形式式的不同同, 预制预预应力综综合管廊廊分为仅仅有纵向向接头和和同时具具有纵、横横向接头头两类（如如图2所示）。连连接方式式分弯曲曲螺栓连连接和预预应力筋筋连接。 图2 预制拼拼装综合合管廊接头试验试试件由2块1m宽3000mm厚厚的预应应力筋连连接的预预制板带带拼接组组成，研研究拼接接接头的的力学性性能44。研究表表明：预

9、预制预应应力综合合管沟接接头的破破坏为拼拼缝面受受压区混混凝土压压碎；整整个加载载过程中中拼缝面面基本保保持平面面，试件件变形主主要为两两预制块块间的刚刚性转动动；JT-P试件具具有良好好的位移移延性，延延性系数数达到2.8。在此此基础上上，归纳纳、总结结得到了了采用预预应力筋筋方式连连接的预预制预应应力综合合管沟接接头抗弯弯刚度计计算公式式。与接头试验验相似, 预制预预应力综综合管廊廊整体结结构受力力性能试试验采用用1:1足尺模模型试件件。整体体结构模模型试件件由两个个横向预预制节段段经张拉拉预应力力筋(32精轧螺螺纹钢筋筋)拼装而而成。结结果表明明：试件件的最终终破坏形形态均为为角部加加腋

10、区外外缘混凝凝土剪切切破坏；接头刚刚度对预预制预应应力综合合管沟的的正常使使用状态态有较大大影响，但但不是结结构极限限承载力力的主要要影响因因素；两两试件具具有良好好的位移移延性。图3 整体体结构试试件加载载1.1.22 预制管管廊的抗抗震性能能和隔震震措施综合管廊埋埋置于地地下，本本应有良良好的抗抗灾能力力，但事事实证明明它仍受受到自然然灾害的的破坏作作用。实实际震害害表明，综综合管廊廊的地震震破坏现现象表现现为土体体横向大大位移引引起的开开裂，表表面开裂裂和接口口断开、衬衬砌破坏坏、以及及管内收收容的生生命线系系统在地地震作用用或管壁壁破坏下下引发次次生灾害害而破坏坏（管道道断裂、支支架折

11、断断、固定定装置的的破坏和和电缆、电电线拉断断）、人人孔沉降降和压扁扁等现象象。因此此，对综综合管廊廊进行抗抗震研究究和隔震震措施研研究以减减轻地震震对综合合管廊的的影响。日本对综合合管廊的的抗震研研究是最最为活跃跃的。高高田至郎郎等从上上世纪 700 年代就就开始了了对综合合管廊由由于填土土液化所所导致破破坏的研研究5。从 19983 年至 20001 年，横横滨市对对市区内内的所有有共同沟沟进行了了抗震加加固。综综合管廊廊的抗震震问题得得到重视视是在 19994 年美国国北岭地地震之后后，在之之前的综综合管廊廊抗震设设计方法法主要参参考隧道道的设计计方法，但但北岭地地震表明明，这种种抗震设

12、设计方法法存在着着较大的的风险。针对地下综综合管廊廊缺乏抗抗震研究究的现状状，近年年来国内内开始有有学者针针对综合合管廊进进行了相相应的振振动台模模型试验验，采用用层状剪剪切砂箱箱作为试试验用模模型箱以以模拟土土体的自自由场运运动形态态6。李杰杰等将振振动台试试验与数数值模拟拟计算结结合证明明了采用用变刚度度方法近近似模拟拟层状剪剪切砂箱箱的设想想是符合合实际情情况的7，并且且继续基基于试验验与数值值模拟相相结合的的研究方方式对竖竖向非一一致地震震激励下下的共同同沟结构构反应进进行了研研究8。图4 层状状剪切砂砂箱图5 模模型结构构制作汤爱平、冯冯瑞成9等通过过综合管管廊土箱箱模型试试验模拟拟

13、土-结构动动力相互互作用，研研究在均均匀场地地土条件件下浅埋埋开挖式式综合管管廊体系系的地震震反应规规律，并并验证计计算模型型的正确确性。在在模型制制作过程程中，考考虑了对对场地土土的模拟拟，模型型材料的的合理选选择等，在在土体边边界条件件模拟设设计时，为为了减小小侧壁波波的反射射，还粘粘贴了聚聚苯乙烯烯泡沫板板作模型型箱壁内内衬。试试验表明明，在强强地震作作用下，浅浅埋地下下结构的的动力响响应是相相当强的的。图6 结构构模型断断面配筋筋图针对地下管管线的隔隔震研究究较少，薛薛景宏针针对跨断断层埋地地管道隔隔震进行行了研究究，采用用了管道道在断层层附近出出地面，下下设支撑撑，支撑撑下设滑滑动块

14、的的措施10。盖丽丽华、钟钟儒宏等等对埋地地管道接接头隔震震进行了了研究并并取得一一定成果果11。目前的隔震震研究都都是针对对综合管管廊整体体结构的的振动分分析，内内部结构构的动力力反应少少有人研研究，哈哈工大由由浩宇利利12用数值值模拟分分析综合合管廊内内部管道道在地震震作用下下的动力力反应，分分析了综综合管廊廊埋深埋埋深，管管周摩擦擦系数，综合管廊四周敷设沙土和构造形式等参数对内部管道动力反应的影响，并依据分析结果为内部管道设计了隔震支座装置, 实体隔震模型设计见图1011。（为反应最大加速度与输入峰值加速度的比值）图7 共同同沟体系系的有限限元模型型图 图8 埋深与与管体峰峰值加速速度的

15、关关系图9 摩擦擦系数与与减震效效果图10 隔振柱柱样式及及作用示示意图图11 隔隔振器设设计三维维示意图图1.1.33 综合管管廊防水水性能接头是预制制拼装综综合管廊廊结构的的薄弱部部位，接接头防水水性能是是影响预预制拼装装综合管管廊结构构安全性性与耐久久性的关关键技术术问题。目目前，国国内外针针对预制制拼装综综合管廊廊接头防防水性能能的研究究尚不多多见。预预制拼装装工程应应用中常常用的防防水橡胶胶垫材料料有遇水水膨胀橡橡胶垫和和GINNA橡胶垫垫两种。相相关试验验已经验验证了该该类接头头防水构构造的可可靠性13。以20100年上海海世博会会园区综综合管廊廊工程为为背景, 同济济大学预预制预

16、应应力教研研室通过过足尺模模型试验验, 对预预制预应应力综合合管廊接接头的长长期和短短期防水水性能进进行了较较为系统统的研究究。试验验结果给给出了遇遇水膨胀胀橡胶条条破坏形形式、压压力-变形关关系114、压力力计算公公式等。由由于在试试验全过过程中，接接头未完完全闭合合，为了了避免地地下复杂杂环境对对遇水膨膨胀橡胶胶条的侵侵蚀并降降低接头头防水性性能, 应对其其防水构构造进行行优化。结结果分析析得, 可将预预留沟槽槽深度优优化设计计为9.5mmm，还还对接头头不漏水水时预应应力筋最最小有效效预应力力作了规规定。图12 接头防防水试验验装置此外，其他他地下结结构的接接头防水水性能也也有相关关研究

17、15、16。同济济大学地地下工程程系还做做了遇水水膨胀橡橡胶的老老化性能能试验及及寿命预预测研究究17。1.1.44 规范制制定根据上海市市建设和和交通委委沪建交交【20006】183文的要要求, 为适应应我国20110 年上海海世博会会园区综综合管沟沟工程建建设及管管理的需需要, 220077年6 月由上上海市政政工程设设计研究究总院和和同济大大学主编编的上上海世博博会园区区综合管管沟建设设技术标标准(D G/TTJ088-20017-20007)正式批批准实施施,20012年同济济大学主主编的城城市综合合管廊工工程技术术规范（GB 508838-20112）也开开始批准准实施。1.2 预预

18、制拼装装综合管管廊的应应用1993 年，上上海政府府在浦东东规划并并建设了了我国第第一条现现代综合合管廊张杨路路综合管管廊。2004 年，广广州大学学城综合合管沟建建在小谷谷围岛上上，总长长约177 公里里，其中中沿中环环路呈环环状结构构布局为为干线综综合管沟沟，全长长约100 公里里；另有有5 条支支线综合合管沟，长长度总和和约7 公里，是是国内目目前距最最长、规规模最大大、体系系最完善善的综合合管沟18，它的的建设是是我国城城市市政政设施建建设及公公共管线线管理的的一次有有益探索索和尝试试。2007 年天津津横跨海海河共同同沟开始始施工，采采用盾构构掘进，预预制管片片组装，全全长 2266

19、.5mm。2010年年上海世世博会园园区综合合管廊工工程在国国内首次次将预制制预应力力施工工工艺应用用于综合合管廊结结构。园园区综合合管廊总总长约66.4 km, 其中预预制预应应力综合合管廊示示范段长长约2000 mm19。图13 广州大大学城综综合管沟沟内部管管线布置置 2 预制拼拼装水池池2.1 特特种结构构水池分分类按几何形式式分：矩矩形和圆圆形；按工艺要求求分：有有地上、地地下和半半地下；按配筋方式式分：预预应力和和非预应应力两种种；按施工方法法分：有有整体现现浇和预预制装配配式；按有无顶盖盖分：开开口式和和有顶盖盖式；按水的种类类分：工工业储液液池、化化粪池、污污水池、消消防水池池

20、、雨水水收集池池、清水水池等；圆形水池 通常由由圆柱壳壳、圆锥锥壳、环环梁、圆圆板、以以及多支支柱支撑撑的圆形形无梁楼楼盖等单单元构件件所组成成。由于于壳体大大部分是是以轴向向受力为为主，故故能充分分发挥全全部材料料的效能能，能做做成较薄薄的厚度度，覆盖盖较大的的面积。这这种以壳壳体为主主要组成成部分的的结构物物，能够够充分发发挥壳体体的受力力性能好好、刚度度大、材材料省的的特点，并并易于采采用装配配式预应应力混凝凝土结构构，这对对于大容容量的水水池，节节约建筑筑材料，加加速施工工进度，提提高水池池的抗裂裂抗渗性性能以及及保证使使用效果果等方面面均有显显著的优优越性20。矩形水池 多为弹弹性薄

21、板板组成的的空间结结构。具具有占地地面积少少，便于于工艺设设备的布布置和操操作，可可以灵活活地划分分区间，设设置隔墙墙和分层层分格，构构件分类类易于模模数化，施施工技术术较为简简单等特特点；但但存在结结构的整整体性差差，池体体受力的的组成因因素复杂杂，各组组成部分分的安全全度往往往差别很很大，对对地基的的不均匀匀沉降反反应敏感感等缺点点。同时时中小型型矩形水水池较同同容量的的圆形水水池用料料多。图14 圆圆形与矩矩形水池池2.2水池池的结构构计算多年以来，在在水池结结构的设设计计算算中，作作为贮水水构筑物物，水池池通常的的计算分分析采用用了简化化的方法法，将组组成结构构的底板板、池壁壁与地基基

22、分离为为各自独独立的结结构单分分别进行行力学分分析。2.2.11池壁圆形水池是是石油、化化工、给给排水等等工业与与民用建建筑中具具有广泛泛用途的的一种特特种结构构，国内内外对其其进行了了广泛而而深入的的研究。国国内大量量文献21将其当当作圆柱柱薄壳，取取单位宽宽度池壁壁按有矩矩理论进进行分析析，其可可等效成成Winnkleer 地地基上EEuleer 梁梁，并编编制了大大量计算算表格以以供设计计查找。夏桂云等人人考虑剪剪切变形形的影响响，推导导了圆形形水池在在轴对称称荷载作作用下的的中厚壳壳有矩理理论公式式，当圆圆形水池池池壁剪剪切刚度度取无穷穷大时，其其可退化化成相应应薄壳理理论公式式。利用

23、用初参数数法，推推导了微微分方程程的解形形式和建建立了结结构分析析的传递递矩阵法法22。图15 圆形水水池微元元体受力力分析圆形中厚壳壳在分布布荷载pp 作用用下的微微分方程程为：分析了底部部固结顶顶部自由由、在分分布荷载载和径向向荷载作作用下阶阶梯形圆圆形水池池横向挠挠度、转转角、剪剪力、弯弯矩随池池壁高度度的变化化，并与与不考虑虑剪切变变形影响响的计算算结果、Ansys 结果进行了比较。计算结果表明：圆形水池考虑剪切变形影响的计算结果偏小、采用薄壳理论偏安全；剪切变形对弯矩、剪力影响比对环向力、径向位移影响大；所建立的圆形水池初参数解和转递矩阵法丰富了圆形水池和Winkler 地基上Tim

24、oshenko 梁的计算理论。Melerrskii23对圆形形水池在在轴对称称荷载作作用下弹弹性范围围的力学学分析时时，提出出了考虑虑池壁和和底板、顶顶板之间间的共同同作用，并并且提出出了一种种简化分分析方法法。首先先对水池池的三个个主要组组成部分分池壁、底底板和顶顶板独立立分析，然然后根据据池壁与与相邻构构件的连连接处的的位移协协调条件件建立位位移协调调方程求求解。图16 池池壁的简简化模型型2.2.22底板不考虑底板板与地基基、池壁壁的共同同作用独独立计算算有如下下方法：1. 静定定分析法法与倒楼楼盖法静定分析法法不考虑虑底板与与上部池池壁或上上层底板板等之间间的相互互嵌固约约束作用用，即

25、不不考虑上上部结构构的刚度度影响，且且要求底底板自身身刚度较较大、地地基相对对软弱。在在上部荷荷载和按按直线分分布的地地基反力力作用下下，底板板产生整整体弯曲曲变形。倒楼盖法除除要求底底板自身身具有足足够的刚刚度，还还认为上上部池壁壁和其它它部分能能够对底底板产生生相当的的刚性约约束，各各池壁与与底板交交界位置置处均没没有沉降降差。各各池壁与与底板交交界位置置可简化化为铰支支座，铰铰支座间间无相对对竖向位位移，再再将按直直线分布布的地基基反力和和其它荷荷载施加加到底板板上(应除去去池壁传传给底板板的轴向向荷载)，按倒倒置的普普通楼盖盖方法计计算。该该方法在在计算多多格水池池时未能能考虑底底板的

26、整整体弯曲曲变形。2. 按地地基上薄薄板共同同作用理理论计算算当静定分析析法与倒倒楼盖法法计算条条件不满满足时，底底板计算算结果将将难以达达到精度度要求，应应寻求更更加精确确的分析析方法，即即根据地地基上薄薄板共同同作用计计算理论论来分析析。通常常可采用用理论解解析法和和数值解解法。理理论解析析法中叠叠加法、里里兹法、伽伽辽金法法等，这这类方法法常采用用幂级数数或三角角级数求求解，非非常繁琐琐且收敛敛较慢，对对情况较较复杂的的难以得得到级数数解。因因此，可可采用简简化的办办法，按按弹性地地基梁近近似分析析法求解解，该方方法是基基于文克克尔地基基模型假假定，将将底板沿沿纵横两两向选取取板带计计算

27、单元元当作弹弹性地基基梁分析析，不考考虑扭矩矩的影响响。随着着设计分分析理论论和计算算工具的的发展，数数值解法法有着更更加广泛泛的适用用性和足足够的计计算精度度。常用用的数值值分析方方法如：有限差差分法、有有限单元元法、有有限条分分法等。考虑共同作作用的水水池底板板结构分分析：1. 文克克尔地基基模型（弹弹簧元数数值模型型） 基床系系数法1867 年，捷捷克工程程师文克克尔(E.WWinkklerr)24 25提出了了地基单单位面积积上所受受的压力力 p 与地基基的变形形 y 成正比比，即p=kky其中 k 称为基基床系数数，上述述假定一一般称为为文克尔尔假定，又又称基床床系数法法。图17 文

28、克尔尔弹性地地基模型型示意图图2. 弹性性半空间间地基模模型（半半无限弹弹性体数数值模型型） 弹性理理论法传统的弹性性半空间间地基模模型假定定地基土土体是各各向同性性的，均均质、弹弹性的线线性变形形体，而而且在深深度和水水平方向向上都是是无限延延伸的，即即把地基基看成是是均质的的线性变变形半空空间体，主主要的模模型参数数为土的的变形模模量 E，泊松松比。依据据弹性理理论，利利用布西西芮斯（Bouussiinessq）公式式（即点点荷载引引起的弹弹性半无无限体地地表变形形公式）及及富拉曼曼公式（Flaamennt）公式式（即线线荷载引引起的地地表变形形公式），根根据基础础挠度和和地基变变形相等等

29、的原则则，来求求解地基基反力。弹弹性半空空间地基基模型能能够考虑虑应力和和变形的的扩散，能能表征土土体位移移的连续续性，但但由于地地基是非非均质的的，计算算所得的的沉降量量和地表表的沉降降范围，常常比实测测结果大大。因此此对于弹弹性地基基上大型型水池底底板，把把地基作作为线弹弹性体，不不考虑地地基压缩缩层厚度度以及荷荷载的影影响范围围是有一一定缺陷陷的。因因此在计计算时，利利用分层层法考虑虑地基的的非均质质性。天津大学郭郭海涛26等人将将弹性地地基上大大型水池池作为空空间结构构，采用用有限单单元法，以以文克尔尔地基模模型（弹弹簧元数数值分析析模型 基床系系数法）进进行了结结构与地地基间的的整体

30、数数值计算算与分析析，并且且辅以弹弹性半空空间地基基模型（半半无限弹弹性体数数值分析析模型 弹性理理论法）加加以对比比分析，结结果表明明：随地地基刚度度的增大大，地基基对结构构的影响响，即共共同作用用的影响响减小；在原状状地基土土情况下下，两种种方法计计算出的的结果相相差较多多，而在在地基加加固后，两两种方法法计算出出的结果果基本一一致；当当地基土土较软，地地基承载载力不高高时，可可采用弹弹性理论论法，但但弹性理理论法由由于未考考虑地基基土的塑塑性，计计算出的的结果比比实际值值往往偏偏大；对对于加固固地基后后，当地地基承载载力较高高情况下下，可采采用基床床系数法法。Malhootraa27对圆

31、形形水池在在水平地地震作用用下底部部掀起问问题进行行了研究究，建立立了地震震作用下下圆形水水池的动动力分析析方法。结结果表明明底板和和池壁的的厚度对对底板抬抬升阻力力有显著著的影响响，底板板的厚度度主要影影响小位位移的抬抬升阻力力，池壁壁的厚度度主要影影响大位位移的抬抬升阻力力。底板板材料的的弯曲水水平对抬抬升阻力力有一个个相对较较小的影影响，但但是对滞滞回曲线线没有影影响。底底板抬升升时滞回回曲线有有捏拢现现象，其其耗能大大小是正正常变形形情况下下的很小小一部分分。图18 非非对称底底板抬升升计算模模型2.2.33水池抗抗裂过去国内建建造大型型水池普普遍采用用普通钢钢筋现浇浇混凝土土结构,体

32、型巨巨大的水水池结构构底板和和池壁往往往要划划分多个个分块逐逐个浇筑筑，这就就引起水水池结构构存在很很多施工工缝(或后浇浇带)、变形形缝、预预留洞口口和大直直径的预预埋管道道，浇筑筑时混凝凝土收缩缩引起的的干缩裂裂缝，使使用阶段段还会存存在温度度裂缝等等28。从使使用情况况中发现现多数池池子存在在不同程程度的渗渗水、漏漏气现象象,情况严严重的池池壁混凝凝土产生生裂缝,由于修修补困难难, 往往停停止使用用, 造成巨巨大损失失图19 后后浇膨胀胀加强带带结构设设计而无粘结预预应力分分段张拉拉圆形水水池采用用在预制制壁板外外侧连续续配筋方方式，即即用绕丝丝缠绕预预应力高高强钢丝丝来施加加预应力力,使

33、池壁壁混凝土土处于受受压状态态，避免免了混凝凝土开裂裂，整个个水池结结构不渗渗水、不不漏水。这这类结构构在90年代后后已经有有了大量量的工程程应用28。但其致命缺缺点是耐耐久性差差，尤其其是当水水池环拉拉力较大大,绕丝预预应力钢钢筋配置置较密时时,外喷保保护钢丝丝的砂浆浆施工质质量不易易保证,钢丝内内侧有喷喷不到的的死角,砂浆层层易起鼓鼓开裂,多年使使用钢丝丝容易锈锈蚀,导致水水池破坏坏，因此此如何加加固此类类水池是是一个重重要的研研究方向向。已有有工程实实例利用用CFRRP片加固固地上、半半地上的的预制预预应力圆圆形水池池29。目前混凝土土结构抗抗裂有两两种抗裂裂标准要要求，一一种是要要求结

34、构构完全不不出现拉拉应力；另一种种是允许许一定程程度的裂裂缝存在在，但控控制裂缝缝的大小小。李京京玲30在对比比国内外外规范对对预应力力圆形水水池环向向和竖向向裂缝控控制要求求后发现现：在竖竖向受力力裂缝控控制方面面, 国外规规范严于于我国规规范。我我国规范范的最大大裂缝宽宽度 一般控控制在0.22 00.255mm, 而国外外控制00.1mmm 以内或或基本不不允许开开裂;环向都都要求有有剩余压压应力。从从水池的的耐久性性出发提提出对竖竖向和环环向裂缝缝控制的的建议，即即考虑环环向剩余余预应力力在池壁壁高度的的变化，和和更严格格控制竖竖向裂缝缝的要求求。 20000年Rasshedd等人制制

35、作了8个足尺尺混凝土土池壁节节段31，分为为预应力力和不同同配筋率率的非预预应力池池壁节段段，在弯弯曲和拉拉伸组合合荷载作作用下做做抗渗测测试。试试验表明明，不管管是纯弯弯曲还是是纯拉伸伸试验部部分预应应力水池池池壁试试件能很很好改善善裂缝的的开展。预预应力节节段的非非预应力力筋能够够改善试试件的延延性。试试验中不不发生渗渗漏的最最小贯通通裂缝的的宽度是是0.115mmm。图20 某某试件的的构造图21 裂裂纹的开开展2.2.44水池抗抗震作为城镇生生命线工工程中重重要部分分的水池池结构抗抗震设计计非常重重要。舒舒亚俐32将中美美关于圆圆形预应应力水池池抗震设设计做了了对比和和分析。20003

36、 年颁布布的5 室外给给水排水水和燃气气热力工工程抗震震设计规规范6 ( GBB500032-20003) 333预应力力圆形水水池采用用振型分分解反应应谱法，给给出了在在地震作作用下自自重惯性性力、动动水压力力、动土土压力、环环向拉力力, 以及在在设防烈烈度为9 度时, 顶盖及及贮水的的竖向地地震作用用的计算算。美国国规范 344美国5钢丝及及钢丝束束缠绕圆圆形预应应力混凝凝土水池池标准6 ( ANNSI/AWWWA DD1100-955) 中关于于水池抗抗震部分分规定抗抗震设计计方法采采用有效效质量法法，且水水池结构构型式按按池壁底底端的连连接方式式分为3 种形式式：固定连接( 图22A)

37、 : 池壁端端部与底底板之间间有足够够的钢筋筋连接为为整体。铰接( 图图22B) : 由锚入入池壁和和底板的的直线钢钢丝, 来限制制节点处处的水平平相对位位移, 但允许许有一定定的转角角位移。柔性连接( 图22C) : 池壁与与底板间间仅设置置弹性橡橡胶支承承基垫( 弹性基基垫) , 节点处处可以滑滑移或转转角。分析比较得得出：主主要区别别在于地地震作用用下各种种荷载力力的具体体计算方方法和结结构底部部的连接接形式上上, 但都考考虑了地地区抗震震分级, 结构震震后的重重要性及及动水荷荷载等因因素。图22 池池壁与底底板的连连接形式式在地震作用用下，高高而柔的的大型水水池中的的水产生生晃动，由由

38、于池壁壁相对较较柔，水水的质量量相对池池身较大大，甚至至超过了了水池本本身重量量，产生生的动水水压力和和冲击压压力对水水池动力力特性和和地震响响应有很很大影响响3541。刘洁洁平等人人以钢筋筋混凝土土水池为为研究对对象，采采用势流流体理论论，建立立液固耦耦合分析析模型，研研究了考考虑液固固耦合作作用对水水池结构构抗震性性能的影影响因素素结果果表明：液固耦耦合相互互作用对对结构体体系整体体的自振振特性具具有偏于于柔性的的影响。水水池设计计时，结结构壁厚厚的选择择不是越越厚越好好42。2.3 预预制水池池应用2.3.11 应用一一某大型引水水工程,其配水水厂内,修建圆圆形半地地下式清清水池4座,每

39、座容容量为150000立米。池池内径为为51.5米,池壁处处深5.8 米,池中心心深8.45 米,水深8.3米。池壁壁由1 22 0 块预制制钢筋混混凝土板板拼装而而成。池池底为盆盆形,整体浇浇筑。池池中有钢钢筋混凝凝土柱64 根,分四环环按圆形形布置。柱柱端架设设圆弧形形预制曲曲梁,梁上安安装扇形形预制板板。各个个构件的的接头处处,都预埋埋钢板,安装后,即进行行焊结。在在各个接接缝处,浇筑二二期混凝凝土。池池壁缠绕绕预应力力高强钢钢丝后, 喷水泥泥砂浆作作保护层层,周圈再再砌保温温墙。图23 水水池平面面和剖面面2.3.22 应用二二首都机场污污水处理理厂装配配式预应应力钢丝丝束矩形形水池在

40、在预制柱柱子和预预制壁板板装配后后, 通过张张拉纵、横横方向高高强钢丝丝,将预制制块体和和接缝混混凝土压压紧, 整个水水池结构构不渗水水。图24 矩矩形水池池平面2.3.33 应用三三四川省资阳阳县自来来水厂的的过滤池池为预制制燕尾壁壁板装配配式矩形形水池，池池壁构件件分别制制成矩形形、T 形和L 形三种种预制件件, 每个板板块四周周均外露露2800 mmm长与池池壁配筋筋规格相相同的锚锚固筋.为便于于构件安安装, 在板根根部对称称设置两两个10 xx2000 mmm的钢筋筋混凝土土腿( 我们称称燕尾)。图25 滤滤水池平平面及构构造3 结论本文较为系系统的收收集了过过去国内内外对预预制拼装装

41、综合管管廊、预预制水池池的研究究与应用用情况。总总体来看看，我国国预制综综合管廊廊结构的的研究历历史不长长，但科科研成果果较为丰丰富,集中在在接头的的力学性性能和防防水，整整体力学学性能，但但是也有有以下几几点不足足：针对新型预预制预应应力综合合管廊的的抗震性性能的研研究几乎乎没有；以往研究的的综合管管廊的截截面形式式多为单单箱截面面，与工工程实际际情况中中常采用用的双箱箱截面有有差异；以往的综合合管廊抗抗震分析析时的埋埋深过浅浅，与实实际情况况有差异异；美国国和西方方国家曾曾经统计计过，埋埋深越浅浅，综合合管廊受受地震破破坏越严严重。地基不均匀匀沉降对对预制综综合馆廊廊的影响尚未未有明确确的

42、定论论。采用FRPP预应力力筋的新新型预制制预应力力综合管管廊尚未未有研究究。预制预应力力拼装水水池的研研究较少少。目前前，预制制预应力力水池在在拼接缝缝的防水水防渗处处理，拼拼接接头头、水池整整体抗震震性能，接接头拼缝缝力学性性能和整整体力学学性能，预预应力筋筋张拉方方式的选选择，预预应力损损失计算算，池壁壁抗裂性性能，FRP材料加加固水池池等方面面有待研研究。参考文献：1薛伟伟辰.预制混混凝土框框架结构构体系研研究与应应用进展展J .工工业建筑筑，20002，32（11）：47-492王恒恒栋.上海海世博会会园区综综合管沟沟工程建建设标准准简介介J.特种种结构,20009,226(11)：

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44、58史晓晓军，陈陈隽，李李杰非非一致地地震激励励地下综综合管廊廊振动台台模型试试验研究究()试验验方法J地震工工程与工工程振动动，20010，30(01)：1477-15549汤爱爱平.共同沟沟结构体体系振动动台模型型试验与与分析J 哈尔滨滨业大学学学报，2009，41（6）：1-510薛薛景宏跨断层层隔震管管道分析析D导师师：张敏敏政中中国地震震局工程程力学研研究所，2008高家增.利利用碳纤纤维加固固预制拼拼装连续续绕丝预预应力圆圆形水池池的探讨讨C.中国国土木工工程学会会水工业业分会第第四届理理事会第第一次会会议论文文集11盖盖丽华大位移移作用下下埋地管管道性能能分析及及隔震设设计DD导

45、导师：汤汤爱平哈尔滨滨工业大大学，220099Rene W. Lufft.VVERTTICAAL AACCEELERRATIIONSS INN PRRESTTRESSSEDD COONCRRETEE TAANKSSJ.ASSCE,1988412 浩宇利利.共同沟沟管道隔隔震分析析D.导师师：汤爱爱平哈哈尔滨工工业大学学，2000913 HYPERLINK /kns/popup/knetsearchNew.aspx?sdb=CJFQ&sfield=作者&skey=孔祥臣&scode=作者&sskeyy=孔祥祥臣&sscodde=孔祥臣臣.预制拼拼装综合合管廊接接头防水水性能研研究JJ.中中国建筑

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