一种新型装配式铝合金地面车站及其施工方法与流程

1.本发明属于智轨、有轨电车、公交地面车站结构设计领域，具体涉及一种新型装配式铝合金地面车站及其施工方法。


背景技术：

2.智轨、有轨电车等中小运量轨道交通系统大多设置体量较小的地面车站，轻量化、标准化、相较于地铁国铁建设周期短是这种地面车站的重点优势。
3.在既有道路上建设智轨车站，需要封闭部分道路，所以建设周期仍然较长，对城市的交通影响越大，所以最大程度地减少车站的建设周期是这种中小运量轨道交通正线建设过程中迫切需要的。
4.常规地面车站均采用钢结构形式，整体重量相对较重，节点为保证可靠性通常采用螺栓或者栓焊结合连接形式，工艺相对复杂；同时基础采用现浇钢筋混凝土结构，预埋螺栓或者采用埋入式与钢结构连接，时间周期较长，建设周期无法得到保证。
5.常规铝合金结构的连接形式与钢结构相似，主要包括焊接、机械连接和粘接。铝合金结构的焊接需要考虑合金的可焊性、焊接金属的搭配、母材与焊缝金属的搭配。铝合金机械连接包括铆钉连接、螺栓连接和螺丝连接；其中铝合金结构螺栓连接与钢结构螺栓连接的设计方法类似。需要特别注意的是铆钉、螺栓和螺丝的材料。粘接在铝合金结构中较少使用，主要承受剪力作用；它的长期承载性能不稳定，而且连接的工作温度也有严格限制。
6.基础采用现浇钢筋混凝土结构，预埋螺栓或者采用埋入式与钢结构连接，时间周期较长。同时现浇钢筋混凝土基础为满足立模要求，基础开挖相对较大，对路面交通影响也较大。


技术实现要素：

7.针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，特别是如下问题的至少一种：
8.(1)、常规地面车站采用钢结构，体量较重，节点规模较大；
9.(2)、铝合金常规连接方式复杂，且长期性能不稳定；
10.(3)、预制基础通常体量不宜过大，底面积小，易导致地基承载力不足问题；
11.(4)、预制基础与铝合金柱连接节点可靠性问题；
12.本发明提供了一种新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，可以大幅度的减少车站的施工工期，较少对道路交通的影响；能够模数化生产，较少工厂加工的时间周期，减少材料的浪费；采用铝合金结构具有美观性特点，车站造型效果更易实现；可以广泛适用于智轨、有轨电车、公交地面车站等。
13.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型装配式铝合金地面车站，其中：包括铝合金梁、铝合金柱和梁柱连接件；
14.所述铝合金柱的下端装配固定于地面站台的基础，所述梁柱连接件位于所述铝合金梁与所述铝合金柱上端的连接节点处；
15.所述铝合金柱的上端具有柱预留孔，所述铝合金梁上具有梁预留孔，所述梁柱连接件上同时具有对柱预留孔和对梁预留孔；所述梁柱连接件插接所述铝合金柱上端，并通过相互匹配的柱预留孔、对柱预留孔、紧固件装配固定于所述铝合金柱上端；所述铝合金梁插接所述梁柱连接件，并通过相互匹配的梁预留孔、对梁预留孔、紧固件装配固定于所述梁柱连接件。
16.进一步优选地，所述梁柱连接件包括竖向延伸部分和横向延伸部分，所述竖向延伸部分与所述铝合金柱上端插接，所述横向延伸部分与所述铝合金梁插接。
17.为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型装配式铝合金地面车站的施工方法，其中，包括如下步骤：
18.s1、完成铝合金梁、铝合金柱和梁柱连接件的设计和制造，并均预留孔洞；
19.s2、在地面站台现场安装铝合金柱；
20.s3、在铝合金柱的顶部插接梁柱连接件，并安装紧固件预紧；
21.s4、再将铝合金梁插接梁柱连接件，安装紧固件紧固。
22.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型装配式铝合金地面车站，其中：包括铝合金梁、铝合金柱和预制基础；
23.所述预制基础包括基础底板和其上的杯口；
24.所述铝合金梁装配固定于所述铝合金柱上端，所述铝合金柱的下端插入到所述预制基础的杯口中，杯口中的空隙填有后浇混凝土。
25.进一步优选地，所述铝合金柱的下端具有柱预留洞，所述预制基础上具有对柱预留洞，所述铝合金柱的下端通过相互匹配的柱预留洞、对柱预留洞、紧固件装配预紧于所述杯状基础座。
26.为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型装配式铝合金地面车站的施工方法，其中，包括如下步骤：
27.s1、完成铝合金梁、铝合金柱和预制基础的设计和制造，并均预留孔洞；
28.s2、先在地面站台现场安装预制基础；
29.s3、将铝合金柱的下端插入预制基础的杯口中；
30.s4、将铝合金柱的下端与杯口通过预留孔洞和紧固件进行预紧；
31.s5、再向杯口中的空隙填入后浇混凝土；
32.s6、待后浇混凝土达到预设强度后，在铝合金柱的上端装配固定铝合金梁。
33.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型装配式铝合金地面车站，其中：包括铝合金梁、铝合金柱、梁柱连接件和预制基础；
34.所述梁柱连接件位于所述铝合金梁与所述铝合金柱上端的连接节点处；
35.所述铝合金柱的上端具有柱预留孔，所述铝合金梁上具有梁预留孔，所述梁柱连接件上同时具有对柱预留孔和对梁预留孔；所述梁柱连接件插接所述铝合金柱上端，并通过相互匹配的柱预留孔、对柱预留孔、紧固件装配固定于所述铝合金柱上端；所述铝合金梁插接所述梁柱连接件，并通过相互匹配的梁预留孔、对梁预留孔、紧固件装配固定于所述梁柱连接件；
36.所述预制基础包括基础底板和其上的杯口；
37.所述铝合金柱的下端插入到所述预制基础的杯口中，杯口中的空隙填有后浇混凝
土。
38.进一步优选地，所述梁柱连接件包括竖向延伸部分和横向延伸部分，所述竖向延伸部分与所述铝合金柱上端插接，所述横向延伸部分与所述铝合金梁插接。
39.进一步优选地，所述铝合金柱的下端具有柱预留洞，所述杯口上具有对柱预留洞，所述铝合金柱的下端通过相互匹配的柱预留洞、对柱预留洞、紧固件装配预紧于所述杯口。
40.为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型装配式铝合金地面车站的施工方法，其中，包括如下步骤：
41.s1、完成铝合金梁、铝合金柱、梁柱连接件和预制基础的设计和制造，并均预留孔洞；
42.s2、先在地面站台现场安装预制基础；
43.s3、将铝合金柱的下端插入预制基础的杯口中；
44.s4、将铝合金柱的下端与杯口通过预留孔洞和紧固件进行预紧；
45.s5、再向杯口中的空隙填入后浇混凝土；
46.s6、待后浇混凝土达到预设强度后，在铝合金柱的顶部插接梁柱连接件，并安装紧固件预紧；
47.s7、再将铝合金梁插接梁柱连接件，安装紧固件紧固。
48.上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
49.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
50.1、本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，采用铝合金材料作为车站主框架体系，具有重量轻、美观性好等特点，轻盈的材料也使得螺栓连接具有更好的适用性，另外工厂预制基础，现场将铝合金柱埋入基础，固定螺栓，灌入混凝土，便完成主体结构与基础的连接，并且相应的节点能保证一定的强度。本发明设计一种新型装配式铝合金地面车站，既能保证节点处的强度，又可以使安装便捷，真正实现国家大力推行的装配式目标，节约人力资源、缩短工程建设周期。
51.2、本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，在城市道路越来越堵的今天，快速化建设智轨车站，本发明提出的新型装配式铝合金地面车站，推广应用前景广阔。
52.3、本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，具有较强的适应性，全线车站标准造型的情况下可广泛推广采用。本发明具有施工周期快，安装方便，能满足结构受力要求。符合社会发展趋势，节约工程建设周期，经济性极大程度提升。
53.4、本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，可以大幅度的减少车站的施工工期，较少对道路交通的影响；能够模数化生产，较少工厂加工的时间周期，减少材料的浪费；采用铝合金结构具有美观性特点，车站造型效果更易实现。
附图说明
54.图1是本发明实施例的新型装配式铝合金地面车站的剖面示意图；
55.图2是本发明实施例的新型装配式铝合金地面车站的梁柱节点的大样示意图；
56.图3是本发明实施例的新型装配式铝合金地面车站的柱脚节点的大样示意图。
具体实施方式
57.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
58.作为本发明的一种较佳实施方式，如图1
‑
2所示，本发明提供一种新型装配式铝合金地面车站，这里主要介绍顶部的梁柱节点，其中：包括铝合金梁3、铝合金柱4和梁柱连接件1；
59.所述铝合金柱4的下端装配固定于地面站台的基础，所述梁柱连接件1位于所述铝合金梁3与所述铝合金柱4上端的连接节点处；这里的装配为可拆卸式装配，显然不包括焊接等方式；
60.所述铝合金柱4的上端具有柱预留孔，所述铝合金梁3上具有梁预留孔，所述梁柱连接件1上同时具有对柱预留孔和对梁预留孔；所述梁柱连接件1插接所述铝合金柱4上端，并通过相互匹配的柱预留孔、对柱预留孔、紧固件装配固定于所述铝合金柱4上端；所述铝合金梁3插接所述梁柱连接件1，并通过相互匹配的梁预留孔、对梁预留孔、紧固件装配固定于所述梁柱连接件1。
61.进一步优选地，所述梁柱连接件1包括竖向延伸部分11和横向延伸部分12，所述竖向延伸部分11与所述铝合金柱4上端插接，所述横向延伸部分12与所述铝合金梁3插接。
62.进一步优选地，所述梁柱连接件1是一个整体结构件，一体成型。
63.进一步优选地，所述紧固件为固定螺栓2。
64.进一步优选地，所述梁柱连接件1为铝合金材质。
65.进一步优选地，对于所述梁柱连接件1与所述铝合金柱4的插接，图示为所述铝合金柱4插入所述梁柱连接件1的竖向延伸部分11的靴筒内，还可以是未示出的所述梁柱连接件1的竖向延伸部分11插入所述铝合金柱4内。
66.进一步优选地，对于所述铝合金梁3与所述梁柱连接件1的插接，至少有两种方式，一种是，左右两片铝合金梁3分别插入梁柱连接件1的横向延伸部分12两端的靴筒内，或套在外面；另一种是，铝合金梁3是一个横向的整体结构件，如v形或其他形状，梁柱连接件1是一个纸面方面前后两瓣的组合件，整体的铝合金梁3的中间被梁柱连接件1的前后两瓣夹住。
67.为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型装配式铝合金地面车站的施工方法，其中，包括如下步骤：
68.s1、完成铝合金梁3、铝合金柱4和梁柱连接件1的设计和制造，并均预留孔洞；具体地，根据上部荷载、工程所在位置、造型要求等条件确定梁柱大小，梁柱连接件具体大小及形式根据梁柱相对角度、尺寸进行调整，保证梁柱可直接插入连接件靴筒内，并在螺栓位置预留孔洞；
69.s2、在地面站台现场安装铝合金柱4；
70.s3、在铝合金柱4的顶部插接梁柱连接件1，并安装紧固件预紧；
71.s4、再将铝合金梁3插接梁柱连接件1，安装紧固件紧固。
72.如图1、3所示，为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型装配式
铝合金地面车站，这里主要介绍底部的柱脚节点，与前述方案的不同之处在于(未提及处只要不相互矛盾则视为相同点)，其中：包括铝合金梁3、铝合金柱4和预制基础5；
73.所述预制基础5包括基础底板51和其上的杯口52；
74.所述铝合金梁3装配固定于所述铝合金柱4上端，所述铝合金柱4的下端插入到所述预制基础5的杯口中，杯口中的空隙填有后浇混凝土6。
75.进一步优选地，所述铝合金柱4的下端具有柱预留洞，所述杯口52上具有对柱预留洞，所述铝合金柱4的下端通过相互匹配的柱预留洞、对柱预留洞、紧固件装配预紧于所述杯口52。
76.进一步优选地，所述梁柱连接件1是一个整体结构件，一体成型。
77.进一步优选地，所述紧固件为固定螺栓2。
78.进一步优选地，所述梁柱连接件1为铝合金材质。
79.进一步优选地，所述预制基础5是一个整体预制件，一体成型。
80.进一步优选地，杯口52为突出基础底板51表面的大致环形结构(方形等)，杯内水平截面积上大下小，依次变化，对柱预留洞即开在环壁上。插入铝合金柱4的空隙根据强度要求进行设计。
81.如图1
‑
3所示，为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型装配式铝合金地面车站的施工方法，其中，包括如下步骤：
82.s1、完成铝合金梁3、铝合金柱4和预制基础5的设计和制造，并均预留孔洞；具体地，根据上部荷载、工程所在位置、造型要求等条件确定梁柱大小，根据上部荷载、工程地质等条件确定预制基础大小，预制基础设计成杯口基础，并在螺栓位置预留孔洞；
83.s2、先在地面站台现场安装预制基础5；
84.s3、将铝合金柱4的下端插入预制基础5的杯口中；
85.s4、将铝合金柱4的下端与杯口通过预留孔洞和紧固件进行预紧；
86.s5、再向杯口中的空隙填入后浇混凝土6；
87.s6、待后浇混凝土6达到预设强度后，在铝合金柱4的上端装配固定铝合金梁3。
88.如图1
‑
3所示，为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型装配式铝合金地面车站，包括顶部的梁柱节点和底部的柱脚节点，与前述方案的不同之处在于(未提及处只要不相互矛盾则视为相同点)，其中：包括铝合金梁3、铝合金柱4、梁柱连接件1和预制基础5；
89.所述铝合金柱4的下端装配固定于地面站台的基础，所述铝合金梁3装配固定于所述铝合金柱4上端。
90.具体地讲，所述梁柱连接件1位于所述铝合金梁3与所述铝合金柱4上端的连接节点处；
91.所述铝合金柱4的上端具有柱预留孔，所述铝合金梁3上具有梁预留孔，所述梁柱连接件1上同时具有对柱预留孔和对梁预留孔；所述梁柱连接件1插接所述铝合金柱4上端，并通过相互匹配的柱预留孔、对柱预留孔、紧固件装配固定于所述铝合金柱4上端；所述铝合金梁3插接所述梁柱连接件1，并通过相互匹配的梁预留孔、对梁预留孔、紧固件装配固定于所述梁柱连接件1；
92.所述预制基础5包括基础底板51和其上的杯口52；
93.所述铝合金柱4的下端插入到所述预制基础5的杯口中，杯口中的空隙填有后浇混凝土6。
94.进一步优选地，所述梁柱连接件1包括竖向延伸部分11和横向延伸部分12，所述竖向延伸部分11与所述铝合金柱4上端插接，所述横向延伸部分12与所述铝合金梁3插接。
95.进一步优选地，所述铝合金柱4的下端具有柱预留洞，所述杯口52上具有对柱预留洞，所述铝合金柱4的下端通过相互匹配的柱预留洞、对柱预留洞、紧固件装配预紧于所述杯口52。
96.进一步优选地，所述梁柱连接件1是一个整体结构件，一体成型。
97.进一步优选地，所述紧固件为固定螺栓2。
98.进一步优选地，所述梁柱连接件1为铝合金材质。
99.进一步优选地，对于所述梁柱连接件1与所述铝合金柱4的插接，图示为所述铝合金柱4插入所述梁柱连接件1的竖向延伸部分11的靴筒内，还可以是未示出的所述梁柱连接件1的竖向延伸部分11插入所述铝合金柱4内。
100.进一步优选地，对于所述铝合金梁3与所述梁柱连接件1的插接，至少有两种方式，一种是，左右两片铝合金梁3分别插入梁柱连接件1的横向延伸部分12两端的靴筒内，或套在外面；另一种是，铝合金梁3是一个横向的整体结构件，如v形或其他形状，梁柱连接件1是一个纸面方面前后两瓣的组合件，整体的铝合金梁3的中间被梁柱连接件1的前后两瓣夹住。
101.进一步优选地，所述预制基础5是一个整体预制件，一体成型。
102.进一步优选地，杯口52为突出基础底板51表面的大致环形结构(方形等)，杯内水平截面积上大下小，依次变化，对柱预留洞即开在环壁上。插入铝合金柱4的空隙根据强度要求进行设计。
103.为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型装配式铝合金地面车站的施工方法，其中，包括如下步骤：
104.s1、完成铝合金梁3、铝合金柱4、梁柱连接件1和预制基础5的设计和制造，并均预留孔洞；具体地，根据上部荷载、工程所在位置、造型要求等条件确定梁柱大小，梁柱连接件具体大小及形式根据梁柱相对角度、尺寸进行调整，保证梁柱可直接插入连接件靴筒内，并在螺栓位置预留孔洞；根据上部荷载、工程地质等条件确定预制基础大小，预制基础设计成杯口基础，并在螺栓位置预留孔洞；
105.s2、先在地面站台现场安装预制基础5；
106.s3、将铝合金柱4的下端插入预制基础5的杯口中；
107.s4、将铝合金柱4的下端与预制基础5的杯口通过预留孔洞和紧固件进行预紧；
108.s5、再向杯口中的空隙填入后浇混凝土6；
109.s6、待后浇混凝土6达到预设强度后，在铝合金柱4的顶部插接梁柱连接件1，并安装紧固件预紧；
110.s7、再将铝合金梁3插接梁柱连接件1，安装紧固件紧固。
111.综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：
112.本发明采用铝合金梁柱代替常规钢结构梁柱，减轻地面车站整体重量，从而减少节点受力，缩小节点体量。
113.本发明采用非常规的梁柱连接节点，设计一种插入式的梁柱连接件，实现“强节点弱杆件”设计理念。同时梁柱连接件预留对拉螺栓孔，采用高强度螺栓进行对拉紧固，实现现场快速拼装。
114.智轨车站在设计前，需完成相应的地质勘察，根据地质报告和上部荷载确定基础的大小及埋深。同时根据现场运输、现场拼装等一系列因素确定基础大小、高度、配筋，同时对现场的地基承载力做一定的要求。如地基承载力较低，现场应先进行加固处理、确保基础体量不至过大，造成现场吊装困难。本发明采用工厂预制基础，现场将铝合金柱埋入基础，固定螺栓，灌入混凝土，便完成主体结构与基础的连接，并且相应的节点能保证一定的强度。
115.本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，采用铝合金材料作为车站主框架体系，具有重量轻、美观性好等特点，轻盈的材料也使得螺栓连接具有更好的适用性，另外工厂预制基础，现场将铝合金柱埋入基础，固定螺栓，灌入混凝土，便完成主体结构与基础的连接，并且相应的节点能保证一定的强度。本发明设计一种新型装配式铝合金地面车站，既能保证节点处的强度，又可以使安装便捷，真正实现国家大力推行的装配式目标，节约人力资源、缩短工程建设周期。
116.本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，在城市道路越来越堵的今天，快速化建设智轨车站，本发明提出的新型装配式铝合金地面车站，推广应用前景广阔。
117.本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，具有较强的适应性，全线车站标准造型的情况下可广泛推广采用。本发明具有施工周期快，安装方便，能满足结构受力要求。符合社会发展趋势，节约工程建设周期，经济性极大程度提升。
118.本发明的新型装配式铝合金地面车站及其施工方法，可以大幅度的减少车站的施工工期，较少对道路交通的影响；能够模数化生产，较少工厂加工的时间周期，减少材料的浪费；采用铝合金结构具有美观性特点，车站造型效果更易实现。
119.可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
120.另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
121.本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
122.然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。
123.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。