CN102418319A - 预制装配式箱涵及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式箱涵及其施工方法，所述箱涵为装配式结构，由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝组成，箱涵涵身为由过渡涵节、非标准涵节和标准涵节组合而成的整体闭合式钢筋混凝土框架结构。涵身和翼墙均采用装配施工；本发明采用预制装配式箱涵，可在工厂进行批量化生产，现场装配，加快涵洞施工进度，缩短建设周期，保证涵洞的质量。解决了目前公路建设中涵洞施工周期长、质量难以控制的问题。

Description

预制装配式箱涵及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种预制装配式箱涵及其施工方法。

背景技术

工程建筑领域用的箱涵指的是洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞。箱涵由一个或多个方形或矩形断面组成，一般由钢筋混凝土或圬工制成，但钢筋混凝土应用较广，当跨径小于4m时，采用箱涵，对于管涵，钢筋混凝土箱涵是一个便宜的替代品，墩台，上下板都全部一致浇筑。

箱涵可用来排水，过人及车辆通过。主要组成部分有钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等。

涵洞的孔数支持任意孔涵洞的布置；涵洞的布置形式除开明涵和箱涵只支持斜交斜做外，别的都支持斜交正做和斜交斜做。

现有的箱涵都是现场浇注修建，在箱涵的修建过程中，需要提供下面几种细部构造图：箱涵涵身配筋构造图，箱涵明涵涵面铺装构造图，箱涵牛腿构造图，箱涵右翼墙构造图，箱涵左翼墙构造图，和箱涵搭板构造图，施工繁琐。

因而目前公路建设中涵洞施工周期长，质量难以控制。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种预制装配式箱涵及其施工方法，它采用预制装配式箱涵，可在工厂进行批量化生产，现场装配，加快涵洞施工进度，缩短建设周期，保证涵洞的质量。解决了目前公路建设中涵洞施工周期长、质量难以控制的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种预制装配式箱涵，所述箱涵为装配式结构，由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝组成，箱涵涵身为由过渡涵节、非标准涵节和标准涵节组合而成的整体闭合式钢筋混凝土框架结构。

涵节的重量为25t；当箱涵净跨径为4m以下时，标准涵节长度为2m，非标准涵节长度为1～2m；

正涵的过渡段涵节只有一节，包含翼墙在内的长度为1.2m；

斜涵的过渡涵节不多于四节，分节的长边长度不超过2m。

本发明同时提供了一种预制装配式箱涵的施工方法，涵身和翼墙均采用装配施工；

根据路基等实际情况计算确定箱涵的总长L；然后，根据斜交角、箱涵的跨度以及与箱身连接的那部分翼墙确定过渡段的长度L_T；最后，根据计算确定标准涵节(长度为L_S)的个数n和非标准涵节的长度L_N；L＝L_T+L_N+nL_S+L_N+L_T

当翼墙总重较小时，把翼墙分成三个部分，左边梯形部分、右边梯形部分以及中间包含部分涵身在内的环形部分；中间环形部分与过渡段涵身连为一体，共同组成过渡段；

当翼墙总重较大时，对翼墙梯形部分可以再分成两个较小的部分，翼墙墙体之间的连接可以采用预埋钢板连接。

选取四边预制箱涵作为快速拼装箱涵的结构形式；横截面尺寸规格孔径×净高(m)为：2.0×2.0、2.0×2.5、2.5×2.0、2.5×2.5、3.0×2.5或3.5×2.5；箱涵的顶底板厚度(m)为0.28、0.30、0.34、0.34、0.38或0.40；侧墙厚度(m)为0.28、0.28、0.28、0.28、0.30或0.30；加腋(m)为0.05×0.05；涵顶填土高度(m)为0.1～4.0。

正涵部分采用企口缝连接方式；过渡涵节之间采用平接缝；

涵节接缝采用上下企口的形式，企口倾斜处的尺寸为5cm×15cm，企口倾斜处位于板的中央；壁厚变化时竖缝的尺寸相应变化，斜缝尺寸不变；

斜缝采用遇水膨胀橡胶止水条，或采用橡胶止水带；竖缝采用聚乙烯发泡板和双组份聚硫密封胶。

在标准涵节的端部，箱涵涵节四周壁厚中央处有一个5×15cm的斜台阶；涵节在内角处有一个5×5cm的加腋。

涵节的钢筋由主要受力钢筋和构造钢筋组成，主要受力钢筋根据箱涵四壁的跨中内力和角结点内力计算确定；构造钢筋直径为12mm；在涵节端部接口处，加密主要受力钢筋，钢筋间距控制在5cm以上。

基础采用10cm厚C20水泥混凝土，底下加垫20cm以上的砂砾垫层；基础的埋置深度位于冰冻线以下，确保地基有足够的地基承载力；

预制装配式箱涵采用混凝土结构的铺砌和隔水墙，铺砌和隔水墙采用预制装配的形式，铺砌和隔水墙采用7.5号水泥砂浆砌片石或20号水泥混凝土。

翼墙采用浆砌石，或采用钢筋混凝土结构；

采用钢筋混凝土结构应保证足够的厚度和配筋，以确保不出现端墙、翼墙向外倾斜以及墙体断裂向外渗漏水的病害；

翼墙现浇浇注，或采用预制装配的形式；采用预制装配的形式，需要在翼墙和过渡涵节之间设立连接钢筋和预留连接措施。

在涵节制作时预留吊点钢筋。

本发明采用预制装配式箱涵，可在工厂进行批量化生产，现场装配，加快涵洞施工进度，缩短建设周期，保证涵洞的质量。解决了目前公路建设中涵洞施工周期长、质量难以控制的问题。

预制装配式箱涵是在工厂分节预制，施工现场拼装成整体的建筑形式，具有工厂化生产，集中化作业的特点。可实现工厂大批量、多型号生产，是推进现代化工程建设进程的手段之一。

本发明预制装配式箱涵能够实现工厂化生产和快速化装配。其优点有：

(1)、预制装配式箱涵的快速化装配能够缩短工期，不影响整个公路的修建，从而带来直接和间接的经济效益。

(2)、工厂化生产能够有效的控制涵节的施工质量，避免天气条件等环境因素和不够专业的施工人员施工作业的主客观影响。

(3)、由于不需要采用模板，装配化施工变得简单，除了施工工期可以缩短外，施工人员也可以减少，从而也带来经济效益。

(4)、采用标准化的预制装配式箱涵，可以简化设计过程，缩短设计时间。

(5)、预制装配式箱涵对地基承载力要求低，结构受力合理，结构刚度大，能够适应各种地质条件。

(6)、只要采取的措施得当，预制装配式箱涵的病害少，可维护性好，这样可以节省维护成本。

具体实施方式

装配式箱涵在叶城～墨玉公路建设工程中的应用

(1)项目简介：本项目位于新疆维吾尔自治区喀喇昆仑山北麓，塔里木盆地南缘，为国高网联络线的一段，与G315线并行。路线连接喀什地区叶城、和田地区皮山县及墨玉县，全长227km。

本次改建长度182km。全线采用二级公路标准。项目于2008年开工，2010年完工，工期两年。

(2)研究阶段成果应用：装配式箱涵、钢波纹管涵

(3)本项目共划分为五个合同段。第五合同段位于农田区，地表多为细粒土，地基承载力较低，故本次在第五合同段选择路基填方较高段，修建了2道装配式箱涵，各涵洞技术指标如下：

①K219+314单孔箱涵尺寸：2.5×2.0m，板顶填土高度0.32m，涵长12.7m，进出口一字墙锥坡。本涵洞共计4节标准预制节段，2节非标准预制节段。

②K220+629.7单孔箱涵尺寸：3.0×2.5m，板顶填土高度3.36m，涵长22.3m，进出口一字墙锥坡。本涵洞共计10节标准预制节段，2节非标准预制节段。

以上两道装配式箱涵均在中心设置一道变形缝，填塞沥青麻絮。其余接缝均采用湿接现浇。

叶城～墨玉公路建设工程项目装配式箱涵施工过程包括钢筋绑扎、浇筑成型、涵节吊装运输、涵洞测量放样、涵节吊装就位、涵身拼装、涵节拼装完成、涵节间接缝、涵节间湿接缝浇筑、和端翼墙浇筑。

效用分析：

①K219+314单孔箱涵尺寸：2.5×2.0m，造价：10.5万元。若采用钢筋砼暗盖板涵，造价：14.4万元。

②K220+629.7单孔箱涵尺寸：3.0×2.5m，造价：24.4万元。若采用钢筋砼暗盖板涵，造价：23.4万元。

装配式箱涵整体性和抗震性能好，对地基的承载力要求较低，且可批量化生产，快速安装，工期短，使施工的质量和进度得到提高。其造价与同孔径的钢筋混凝土盖板涵相差不大，但施工工期能缩短1个月。

叶城～墨玉公路已交工营运一年，经后期观测，2道装配式箱涵均使用状况良好。若在公路项目上大批量的推广应用，对于提高涵洞的质量，加快工程的进度都有十分重要的意义。

本发明预制装配式箱涵箱形涵洞的整体性和抗震性能好，对地基承载力要求较低，可有较高的净空，不仅可以做成过水箱涵，还可以做成通道箱涵。箱涵可以适应各种跨径的涵洞，可以做成多箱的形式，容易建造。这些优点使其可以在可能发生地震区域、基础不均匀、施工技术较成熟、水流量较大等区域使用。通过经济分析比较可知预制装配式箱涵在可以产业化生产的情况下，有着很强的市场竞争力，可以大力推广。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种预制装配式箱涵，其特征在于：所述箱涵为装配式结构，由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝组成，箱涵涵身为由过渡涵节、非标准涵节和标准涵节组合而成的整体闭合式钢筋混凝土框架结构。

2.如权利要求1所述的预制装配式箱涵，其特征在于：涵节的重量为25t；当箱涵净跨径为4m以下时，标准涵节长度为2m，非标准涵节长度为1～2m；

正涵的过渡段涵节只有一节，包含翼墙在内的长度为1.2m；

斜涵的过渡涵节不多于四节，分节的长边长度不超过2m。

3.预制装配式箱涵的施工方法，其特征在于：涵身和翼墙均采用装配施工；

根据路基等实际情况计算确定箱涵的总长L；然后，根据斜交角、箱涵的跨度以及与箱身连接的那部分翼墙确定过渡段的长度L_T；最后，根据计算确定标准涵节(长度为L_S)的个数n和非标准涵节的长度L_N；L＝L_T+L_N+nL_S+L_N+L_T；

当翼墙总重较小时，把翼墙分成三个部分，左边梯形部分、右边梯形部分以及中间包含部分涵身在内的环形部分；中间环形部分与过渡段涵身连为一体，共同组成过渡段；

当翼墙总重较大时，对翼墙梯形部分可以再分成两个较小的部分，翼墙墙体之间的连接可以采用预埋钢板连接。

4.如权利要求3所述的施工方法，其特征在于：选取四边预制箱涵作为快速拼装箱涵的结构形式；横截面尺寸规格孔径×净高(m)为：2.0×2.0、2.0×2.5、2.5×2.0、2.5×2.5、3.0×2.5或3.5×2.5；箱涵的顶底板厚度(m)为0.28、0.30、0.34、0.34、0.38或0.40；侧墙厚度(m)为0.28、0.28、0.28、0.28、0.30或0.30；加腋(m)为0.05×0.05；涵顶填土高度(m)为0.1～4.0。

5.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于：正涵部分采用企口缝连接方式；过渡涵节之间采用平接缝；

涵节接缝采用上下企口的形式，企口倾斜处的尺寸为5cm×15cm，企口倾斜处位于板的中央；壁厚变化时竖缝的尺寸相应变化，斜缝尺寸不变；

斜缝采用遇水膨胀橡胶止水条，或采用橡胶止水带；竖缝采用聚乙烯发泡板和双组份聚硫密封胶。

6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于：在标准涵节的端部，箱涵涵节四周壁厚中央处有一个5×15cm的斜台阶；涵节在内角处有一个5×5cm的加腋。

涵节的钢筋由主要受力钢筋和构造钢筋组成，主要受力钢筋根据箱涵四壁的跨中内力和角结点内力计算确定；构造钢筋直径为12mm；在涵节端部接口处，加密主要受力钢筋，钢筋间距控制在5cm以上。

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：基础采用10cm厚C20水泥混凝土，底下加垫20cm以上的砂砾垫层；基础的埋置深度位于冰冻线以下，确保地基有足够的地基承载力；

预制装配式箱涵采用混凝土结构的铺砌和隔水墙，铺砌和隔水墙采用预制装配的形式，铺砌和隔水墙采用7.5号水泥砂浆砌片石或20号水泥混凝土。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：翼墙采用浆砌石，或采用钢筋混凝土结构；

采用钢筋混凝土结构应保证足够的厚度和配筋，以确保不出现端墙、翼墙向外倾斜以及墙体断裂向外渗漏水的病害；

翼墙现浇浇注，或采用预制装配的形式；采用预制装配的形式，需要在翼墙和过渡涵节之间设立连接钢筋和预留连接措施。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于：在涵节制作时预留吊点钢筋。