一种结合BIM的综合管廊交叉口预制构件优化方法技术领域
本发明涉及城市综合管廊工程领域，特别是涉及一种远期管线规划契合度高及拆
换构件便捷的(多舱室)干、支线综合管廊交叉口中板预制构件。
背景技术
综合管廊是百年工程，各类城市管线规划时限多与总规一致，一般在20年，对于未
来管线需求的种类和规模的预测准确与否事关百年工程是否科学合理、不再另行掘路直埋
或另建通道。科技进步和人们生活品质的提高为管线需求预测增加了不确定性。
现有的结构设计形式如图1所示：干、支线综合管廊交叉口(入廊管线“上下穿越、
联通”区域范围内)中板与周边中板整体进行结构计算及设计。按“常规楼板开洞”的方式来
解决入廊管线“上下穿越、联通”所需要的路径。
现有的结构设计形式存在以下缺点和不足：①洞口的尺寸预留(因中板整体一次
浇筑施工“成形”)对管线单位评估要求高。管线单位需将管线专项设计工作提前，将入廊管
线对中板预留洞口的尺寸“一次到位”的提资给总体设计单位。②管廊土建工程施工在前，
管线入廊安装时洞口预留尺寸受“经济洞口截面”思维制约一般尺寸较为紧凑。管线在“上
下穿越、联通”洞口区域安装时作业空间局促，安装障点较多。③入廊管线在干、支线综合管
廊交叉口需要增容“上下穿越、联通”数量时，若前期总体设计预留尺寸不够，无法实现。因
此，考虑研发一种预制构件“更新”原有思路(中板常规整体浇筑的结构板)，实现安装时效
灵活、拆换构件便捷、远期管线规划及增容时契合度高等特点。从而更好的实现综合管廊建
设的远大意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合BIM设计的干、支线综合管廊交叉口预制构件，能
够代替常规整体浇筑的结构板，实现安装时效灵活、拆换构件便捷、远期管线规划及增容时
契合度高等特点。
本发明的技术方案如下：
一种结合BIM的综合管廊交叉口预制构件优化方法，该方法包括以下步骤：
(1)BIM技术对管廊总体和各功能节点进行建模；
(2)建模信息对入廊管线实施动态“监控”，在所述入廊管线信息的基础上对干、支
线综合管廊交叉口的上下舱室管线“联通”所需的结构尺寸进行测算，所述测算尺寸信息进
行分析与论证；
(3)所述测算尺寸信息进行分析与论证，在所述论证后的尺寸信息基础上进行中
板预制构件的专项二次设计；
(4)预制加工：根据二次设计结果制作综合管廊交叉口预制构件，并设计整体综合
管廊交叉口布局。
本发明主要提供一种结合BIM设计的干、支线综合管廊交叉口预制构件结构布局，
其特征在于，包括中板(3)、预制构件(5)、牛腿(6)、预埋件(7)、手提装置(8)、电动葫芦
(10)，所述预制构件(5)根据结构设计相关规范要求进行尺寸分割，所述预制构件(5)设置
区域周边主体结构构件均设置牛腿(6)，所述每块预制构件均设置预埋件(7)，所述预埋件
(7)通过螺栓连接并固定预制构件(5)和主体结构牛腿(6)，每块所述预制构件(5)设有手提
装置(8)，所述每块预制构件设有吊环，所述中板(3)上方设有电动葫芦(10)，每块所述预制
构件板面设有管线分区管理标识。
预制构件(5)根据结构设计相关规范要求进行尺寸分割，可以根据需要分割成任
意形状。
进一步地，所述预制构件采用预应力混凝土，所述预制构件经分割后每块最大尺
寸不大于2m2，所述预制构件每块最大重量保证可通过人工操作实现近距离搬运，所述预应
力混凝土由下述重量份数的原材料制成：黄砂40-50份、镍矿砂200-220份、硅酸盐水泥180-
190份、碎石500-560份、蒙脱石10-12份、炭黑2-6份、三聚氰胺1-5份、羟甲基纤维素1-3份、
水60-90份。
进一步地，所述预制构件的制备方法为：将预制钢筋组件置于浇注模具中，并施加
拉扭双重预应力，其中浇注模具包括混凝土成型模具、钢管或混凝土构件的预应力孔；当预
制钢筋组件在浇注模具中被施加拉扭双重预应力后，将预制钢筋组件固定，并在浇注模具
中浇入预应力混凝土，使预应力混凝土在浇注模具中密实无气泡，在养护温度为80±5℃养
护7-14天，然后进入堆场场地在自然条件下养护14天以后，卸去施加于预制钢筋组件上的
外力即可。
进一步地，所述预应力混凝土由下述重量份数的原材料制成：黄砂46份、镍矿砂
215份、硅酸盐水泥185份、碎石520份、蒙脱石11份、炭黑3份、三聚氰胺1.5份、羟甲基纤维素
1.5份、水70份。
进一步地，所述预制构件设置区域周边主体结构构件均设置牛腿，所述牛腿能按
需配置预制构件的平面几何形式，所述预制构件以荷载的形式出现在综合管廊主体结构模
型计算分析中，所述综合管廊主体结构满足结构领域相关规范要求，根据载荷要求通过简
单计算便可以获得。
进一步地，所述预埋件设置个数根据承载力计算与主体结构分析确定，所述预埋
件在预制构件两端均匀布置，所述预埋件通过螺栓连接并固定中板预制构件和主体结构牛
腿。
进一步地，所述手提装置分设于预制构件两端，所述手提装置可以帮助围护及检
修人员实现近距离搬运每块预制构件；所述吊环分设于预制构件两端，所述吊环结合中板
上方电动葫芦实施电动吊装。
进一步地，所述预制构件在其正面均涂鸦不同颜色，所述不同涂鸦颜色上印有字
样“中水构件区”、“通信电缆构件区”、“给水构件区”，所述字样明确划分各管线单位使用及
围护区域。
本发明具有以下有益效果：1、洞口的尺寸预留尺寸灵活，可根据不同阶段入廊管
线的数量要求，进行预制构件的专项设计(可以灵活调整预制构件中的洞口尺寸满足相应
要求)。2、管线入廊安装时作业空间大，可以架设相应辅助设施。3、入廊管线在干、支线综合
管廊交叉口需要增容时可以拆除原预制构件，重新二次设计满足相应洞口要求的产品。4、
安装时效灵活、拆换构件便捷、远期管线规划及增容时契合度高。5、通过对预制构件预应力
混凝土成分配方的优化以及制备方法的优化，本发明所述的预应力混凝土既适合工厂化预
制又适合现场施工，施工工艺简便，产品质量稳定性好，本发明对预应力混凝土结构的整体
工作性能和耐久性都有很大的提升，延长其使用寿命。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得
显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权
利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图
中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明一种结合BIM设计的干、支线综合管廊交叉口预制构件一较佳实施例
的结构示意图。
附图中各部件的标记如下：3中板，4、上下舱室管线联通区域，5、预制构件，6、牛
腿，7、预埋件，8、手提装置，10、电动葫芦，11、螺栓。
具体实施方式
一种结合BIM设计的干、支线综合管廊交叉口预制构件，由技术支持到构件组成依
次设置为：BIM技术建模、预制构件5、手提装置8、吊环、电动葫芦10和管线分区管理标识，所
述BIM技术对管廊总体和各功能节点进行建模，所述BIM技术对干、支线综合管廊交叉口的
设计方案进行分析与论证，在所述论证后的设计方案基础上进行中板3预制构件5的专项设
计，所述中板3预制构件5根据结构设计相关规范要求进行尺寸分割，所述中板3预制构件5
设置区域周边主体结构构件均设置牛腿6，所述每块预制构件5均设置预埋件7，所述预埋件
7通过螺栓11连接并固定中板3预制构件5和主体结构牛腿6，所述螺栓11通过承载力计算满
足规范要求，所述每块预制构件5设有手提装置8，所述每块预制构件5设有吊环9，所述中板
3上方设有电动葫芦10，所述每块预制构件5板面设有管线分区管理标识。
所述预制构件采用预应力混凝土，所述预制构件经分割后每块最大尺寸不大于
2m2，所述预制构件每块最大重量保证可通过人工操作实现近距离搬运，所述预应力混凝土
由下述重量份数的原材料制成：黄砂448 份、镍矿砂212份、硅酸盐水泥182份、碎石530份、
蒙脱石11份、炭黑4份、三聚氰胺3份、羟甲基纤维素2份、水70份。所述预制构件的制备方法
为：将预制钢筋组件置于浇注模具中，并施加拉扭双重预应力，其中浇注模具包括混凝土成
型模具、钢管或混凝土构件的预应力孔；当预制钢筋组件在浇注模具中被施加拉扭双重预
应力后，将预制钢筋组件固定，并在浇注模具中浇入预应力混凝土，使预应力混凝土在浇注
模具中密实无气泡，在养护温度为80±5℃养护13天，然后进入堆场场地在自然条件下养护
14天以后，卸去施加于预制钢筋组件上的外力即可。
上述结合BIM设计的干、支线综合管廊交叉口预制构件具有以下优点：1、洞口的尺
寸预留尺寸灵活，可根据不同阶段入廊管线的数量要求，进行预制构件的专项设计(可以灵
活调整预制构件中的洞口尺寸满足相应要求)。2、管线入廊安装时作业空间大，可以架设相
应辅助设施。3、入廊管线在干、支线综合管廊交叉口需要增容时可以拆除原预制构件，重新
二次设计满足相应洞口要求的产品。4、安装时效灵活、拆换构件便捷、远期管线规划及增容
时契合度高。5、通过对预制构件预应力混凝土成分配方的优化以及制备方法的优化，本发
明所述的预应力混凝土既适合工厂化预制又适合现场施工，施工工艺简便，产品质量稳定
性好，本发明对预应力混凝土结构的整体工作性能和耐久性都有很大的提升，延长其使用
寿命。
上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任
何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖
在本发明的保护范围之内。