CN105648933B - 采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，包括波纹钢材组装而成的拱壳和填充在拱壳周围的泡沫混凝土两个部分；过水结构包括多个钢板拱壳单元，钢板拱壳单元由多个单片波纹钢板组装而成，相邻两个单片波纹钢板通过穿过其搭接部的第一连接件连接，相邻两个钢板拱壳单元通过穿过其搭接部的第二连接件连接。该涵洞结构具有重量轻、对地基承载力要求低、适应地基变形能力强、力学稳定性好等优点。本发明还公开了涵洞结构施工方法，包括以下步骤：涵洞基础施工；过水结构施工；填充体施工；路面施工。该方法有效解决了过水结构顶部及两侧砂砾等传统回填材料难以压实的问题，消除了压实过程对过水结构侧壁和稳定性产生的不利影响。

Description

采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构及其施工方法

技术领域

本发明属于涵洞技术领域，具体是涉及一种采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构及其施工方法。

背景技术

在国内公路铁路建设中，涵洞占有较大的比例。目前绝大部分涵洞设计采用钢筋混凝土或圬工结构。涵洞圬工量大，施工繁琐、工期长。在复杂的地质条件下，地基处理和基础工程所占工程量较大，施工困难。由于一些结构适应地基变形能力较差，当地基出现不均匀变形时，将引起混凝土结构的开裂和变形缝渗漏，影响涵洞的功能及寿命，严重者影响到路基的承载力和路面的使用性能，维修费用巨大。

波纹钢板桥涵技术在国内目前还是一个新的领域。与其他材料预制品相比，波纹钢板具有截面小、柔性好、重量轻、便于存放和运输、施工工艺简单、组装快捷、施工工期短等优点，是一种在桥涵建设中具有较大推广潜力的新型产品。从已公开的专利技术来看，现有研究大多是围绕解决波纹钢管涵洞(特别是大孔径波纹钢板涵洞)的拼接和组装方法方面的内容。

目前在国内，波纹钢板桥涵技术，特别是大孔径波纹管涵洞以及多孔波纹管涵洞工程技术还不十分成熟，在建造和使用方面，仍然存在许多问题：

1、采用波纹钢板与砂砾构筑而成的覆土波纹钢板桥涵，主要依靠柔性波纹钢板拱壳附近填土的被动土压力的支撑，实现结构的稳定。如果拱壳顶部或两侧土层厚度较小，拱壳周围填土由于缺乏足够的约束，抗剪强度较低，施工和运营期间，在拱壳挤出力作用较大的位置，拱壳结构将会发生较大的变形，甚至失稳。为扩散施工机械荷载及行车荷载产生的应力，防止波纹钢板拱壳产生过大的变形，保证施工和运营期间波纹钢板拱壳的稳定，美国和加拿大以及国内的规范或指南中规定，应根据桥涵跨径，满足一定的最小填土厚度的要求。然而最小填土厚度限制了波纹管和波纹钢板涵洞的应用范围。在一些路基填土高度受限地段的桥涵设计中，只能采用箱式涵洞或盖板明涵及小桥。美国专利US专利4563107公开一种波纹板拱壳-翼梁结构系统，试图通过在拱壳顶部布设翼板梁扩散行车荷载应力，防止钢板拱壳失稳。但是，由于普通砂石材料填筑的路堤下部地基承受的荷载远高于拱壳底部地基承受荷载，严重的路-桥差异沉降常常导致翼板与其下方的填土脱离，进而出现翼板脱空和折断病害，使用效果并不理想。

2、金属波纹管涵洞，特别是大孔径波纹钢板涵洞，顶部和两侧填土难以压实，采用一般压实机械接近涵管压实，会导致涵洞横断面发生较大的变形；如果涵洞两侧压实工艺不合理、压实度不均匀，涵洞纵轴线常常出现较大横向偏移；而采用小型机械夯实及人工夯实，施工效率较低。

3、从低路堤设计角度出发，对于宽浅季节性河流，许多设计者倾向于采用多孔涵洞代替中小桥梁。从泄洪角度考虑，多孔涵洞设计，应尽量缩小波纹管间的净间距，以保证排水畅通。从施工角度考虑，采用多孔涵洞显然增加了管间填料的施工难度。而从设计角度分析，对于大孔径涵洞，相邻钢板拱壳之间间距过小，钢板拱壳之间如果仍然采用土作为填充材料，当填料厚度过薄时，施工和运营期间，在施工机械和车辆荷载作用下，钢板拱壳变形对相邻钢板拱壳稳定性会造成不利影响。

4、从目前波纹管涵洞运营状况调查结果来看，波纹管两侧或地基中经常出现渗漏、土颗粒流失和脱空问题，影响到涵洞和路基的承载力。特别对于多孔涵洞，由于地基不均匀变形以及涵管之间变形不协调以及缺乏必要连接，常常导致涵管之间的填充材料出现开裂，并发生冲蚀破坏，内部缺陷和空洞不断扩展，使得渗漏问题进一步恶化。

5、通常认为，波纹管涵洞具有较强的适应地基变形能力，所以，在设计和施工中往往会忽略涵洞地基处理。在软弱地基或高路堤工况下，涵洞中部沉降量较大，由此会导致涵身“塌腰”病害和涵洞内积水及严重淤积问题，整治难度较大。特别是在寒冷地区，涵洞内部积水冻结成冰，使得春融季节路基上侧融化雪水不能顺利排除，影响到路基的稳定性。尽管一些工程在新建涵洞工程中采取地基换填和涵底预留拱度等技术措施，病害问题得以缓解，但是，涵洞不均匀沉降问题仍然没有得到根本解决，涵洞纵向顺直性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构。该涵洞结构具有重量轻、对地基承载力要求低、适应地基变形能力强、力学稳定性好等优点，可有效解决在施工中涵洞波纹钢板周围填土难以压实的问题，适用于建造各种孔径的单孔、双孔或多孔涵洞。

为实现上述目的，本发明采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构采用的技术方案是：采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：包括涵洞基础、由波纹钢板组装而成的多个过水结构、位于所述过水结构上方和两侧的填充体以及位于所述填充体上方的路面；所述过水结构包括沿水流方向布设的多个钢板拱壳单元，多个钢板拱壳单元依次搭接连接，所述钢板拱壳单元由多个单片波纹钢板依次搭接连接，相邻两个所述单片波纹钢板通过穿过其搭接部的第一连接件相连接，相邻两个所述钢板拱壳单元通过穿过其搭接部的第二连接件相连接；所述第一连接件包括第一锚固段和第一螺纹连接段，所述第一锚固段伸入所述填充体的一端设置有第一锚接弯钩，所述第一锚固段的另一端与所述第一螺纹连接段的一端相连接，所述第一螺纹连接段的另一端从相邻两个单片波纹钢板的搭接部穿出，所述填充体内设置有旋套在所述第一螺纹连接段上的第一内螺母，所述填充体的外侧设置有旋套在所述第一螺纹连接段上的第一外螺母，所述第一外螺母远离单片波纹钢板的一侧设置有旋套在所述第一螺纹连接段上的第一锁紧螺母。

上述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述第二连接件包括第二锚固段和第二螺纹连接段，所述第二锚固段伸入所述填充体的一端设置有第二锚接弯钩，所述第二锚固段的另一端与所述第二螺纹连接段的一端相连接，所述第二螺纹连接段的另一端从相邻两个钢板拱壳单元的搭接部穿出，所述填充体内设置有旋套在所述第二螺纹连接段上的第二内螺母，所述填充体的外侧设置有旋套在所述第二螺纹连接段上的第二外螺母，所述第二外螺母远离钢板拱壳单元的一侧设置有旋套在所述第二螺纹连接段上的第二锁紧螺母。

上述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述过水结构为管涵，所述涵洞基础的下部布设第一加强钢筋网。

上述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述涵洞基础和填充体均由泡沫混凝土分层浇筑而成，所述涵洞基础与填充体之间以及相邻两层填充体之间均布设有第二加强钢筋网。

上述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述涵洞基础下方设置有用于置换软土地基的泡沫混凝土基础，所述填充体伸入路基的长度由上向下逐渐增大形成台阶式过渡段。

上述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述过水结构为拱涵或箱式涵洞，所述过水结构靠近填充体的一侧壁上设置有多个拱肋，多个所述拱肋沿过水结构的水流方向间隔布设。

为了快速、有效的完成上述涵洞结构的施工，本发明还提供了一种采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构的施工方法。本发明采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构的施工方法采用的技术方案是：一种如上述采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、涵洞基础施工：在地基上支模并浇筑泡沫混凝土以制成涵洞基础；

步骤二、过水结构施工：每个过水结构施工时均包括以下步骤：

步骤201、在涵洞基础上将多个单片波纹钢板依次拼接成钢板拱壳单元，相邻两个单片波纹钢板相互搭接，且在其搭接部位采用第一连接件将两个单片波纹钢板相连接；

步骤202、重复步骤201直至完成多个钢板拱壳单元的组装，并使多个所述钢板拱壳单元沿过水结构的水流方向依次搭接连接，且在其搭接部位采用第二连接件将两个钢板拱壳单元相连接；

步骤三、填充体施工：在过水结构的进水侧和出水侧均设置模板，在所述模板、两侧路基和过水结构围成的空间内浇筑泡沫混凝土以形成填充体；

步骤四、路面施工：在填充体上铺设路面。

上述的施工方法，其特征在于：步骤201中，多个所述单片波纹钢板依次拼接成呈圆形或椭圆形的钢板拱壳单元。

上述的施工方法，其特征在于：所述涵洞基础包括涵洞左基础和涵洞右基础；多个所述单片波纹钢板依次拼接成呈拱形的钢板拱壳单元，所述钢板拱壳单元的一端固定在所述涵洞左基础上，所述钢板拱壳单元的另一端固定在所述涵洞右基础上。

上述的施工方法，其特征在于：所述涵洞基础包括涵洞左基础和涵洞右基础；多个所述单片波纹钢板依次拼接成呈箱形的钢板拱壳单元，所述钢板拱壳单元的一端固定在所述涵洞左基础上，所述钢板拱壳单元的另一端固定在所述涵洞右基础上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明涵洞结构将泡沫混凝土和波纹钢板有效的结合，充分发挥了波纹钢板与泡沫混凝土各自的力学优势。由于泡沫混凝土的模量较普通混凝土低，在泡沫混凝土内部布设钢筋网，泡沫混凝土则呈现较高的抗弯强度和适度的柔韧性，所以，泡沫混凝土与波纹钢板的组合构件，既具有一定的刚度，又能够较好地适应地基变形能力，从而弥补了单纯使用波纹钢板柔性过大的不足，并具有优良抗震性能。由于泡沫混凝土具有较低的密度，而波纹钢板与泡沫混凝土组成的拱式结构将受力构件单位重量的承载能力发挥到极限。由于结构自重轻，对地基承载力要求低，可以有效解决涵洞不均匀沉降和涵洞塌腰问题。对于覆土波纹钢板涵洞，如果填土和压实工艺不当，钢板拱壳则会产生较大的变形，甚至发生屈曲破坏。因此，在设计中，钢板(最小)厚度的确定，通常要考虑填土的机械压实和施工荷载对拱壳稳定性的不利影响。在钢板拱壳周围浇筑一定厚度的泡沫混凝土，并且在混凝土达到设计强度后，使钢板拱壳与周围的泡沫混凝土共同承受车辆荷载作用，则钢板拱壳的承载能力将大为提升。另外，设计中钢板厚度的确定，通常也会同时考虑结构服役期间锈蚀的安全储备。而泡沫混凝土可以对波纹钢板拱壳外壁起到较好的锈蚀防护作用。基于上述考虑，在周围填筑泡沫混凝土的钢板拱壳可以适当地减薄钢板的设计厚度。如果设计中不减薄波纹钢板的厚度，结构的安全性及耐久性(使用寿命)储备则会得到大幅度提升。另外，该涵洞结构放宽了涵洞钢板拱壳顶部最小填土厚度的限制和多孔涵洞钢板拱壳之间最小间距的限制，扩大了波纹钢板涵洞的应用范围。

2、本发明涵洞结构通过在第一连接件上设置第一锚接弯钩，在第二连接件上设置第二锚接弯钩，利用第一锚接弯钩和第二锚接弯钩的锚固作用，能够有效提高过水结构与填充体的粘结性能，实现两者的协同工作。

3、本发明涵洞结构通过在涵洞基础的下部布设第一加强钢筋网，从而能够形成筏板结构，增强该涵洞结构的整体性，较为适用于具有多孔过水结构的涵洞结构中。

4、本发明涵洞结构通过在过水结构的侧壁上设置拱肋，能够有效的增强过水结构侧壁的刚度。

5、本发明施工方法采用泡沫混凝土作为填充材料以形成填充体，取消了涵洞顶部填料压实环节，有效解决了涵洞顶部及两侧砂砾等传统回填材料难以压实的问题，消除了压实过程对涵洞侧壁和稳定性产生的不利影响。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1的涵洞结构的结构示意图。

图2为本发明实施例1的涵洞结构上相邻两个单片波纹钢板的连接关系示意图。

图3为本发明实施例1的涵洞结构上相邻两个钢板拱壳单元的连接关系示意图。

图4为本发明实施例1涵洞结构的施工方法的方法流程图。

图5本发明实施例2的涵洞结构的结构示意图。

图6本发明实施例3的涵洞结构的结构示意图。

图7本发明实施例4的涵洞结构的结构示意图。

附图标记说明:

1—涵洞基础； 2—路面； 3—填充体；

4—过水结构； 4-1—钢板拱壳单元； 4-1-1—单片波纹钢板；

5—连接钢筋网； 6—涵洞帽石； 7—路基；

8—涵洞翼墙； 9—涵洞端墙； 10—第一连接件；

10-1—第一锚固段； 10-2—第一螺纹连接段； 10-3—第一锚接弯钩；

10-4—第一内螺母； 10-5—第一外螺母； 10-6—第一锁紧螺母；

11—第一加强钢筋网； 12—第二加强钢筋网； 13—拱肋；

14—第二连接件； 14-1—第二锚固段； 14-2—第二螺纹连接段；

14-3—第二锚接弯钩； 14-4—第二内螺母； 14-5—第二外螺母；

15—泡沫混凝土基础； 16—路基填土。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，包括涵洞基础1、由波纹钢板组装而成的多个过水结构4、位于所述过水结构4上方和两侧的填充体3以及位于所述填充体3上方的路面2；所述过水结构4包括沿其水流方向布设的多个钢板拱壳单元4-1，多个钢板拱壳单元4-1依次搭接连接，所述钢板拱壳单元4-1由多个单片波纹钢板4-1-1依次搭接连接，相邻两个所述单片波纹钢板4-1-1通过穿过其搭接部的第一连接件10相连接，相邻两个所述钢板拱壳单元4-1通过穿过其搭接部的第二连接件14相连接。

本实施例中，将泡沫混凝土和波纹钢板用于涵洞结构中，充分发挥了波纹钢板与泡沫混凝土各自的力学优势。由于泡沫混凝土的模量较普通混凝土低，于是将泡沫混凝土和波纹钢板结合使用，泡沫混凝土则呈现较高的抗弯强度和适度的柔韧性，所以，泡沫混凝土与波纹钢板的组合构件，既具有一定的刚度，又能够较好地适应地基变形能力，从而弥补了单纯使用波纹钢板柔性过大的不足，并具有优良抗震性能。另外，由于泡沫混凝土具有较低的密度，而波纹钢板与泡沫混凝土组成的结构将受力构件单位重量的承载能力发挥到极限。由于结构自重轻，对地基承载力要求低，可以有效解决过水结构不均匀沉降和过水结构塌腰问题。并且利用波纹钢板和由泡沫混凝土制成的填充体共同承受车辆荷载作用，则涵洞结构的承载能力将大为提升。

本实施例适用于对地基承载力较高，并且路基填筑高度不大的工况。

本实施例中，所述泡沫混凝土配合比为：在配制设计强度为1.0MPa的泡沫混凝土时，每立方材料用量，水泥、添加材料(粉煤灰和细砂)、水和气泡群分别为：325kg、325kg、200kg、568.2L，湿容重为8.78kN/m3。其中，水泥为PO42.5O。在配制设计强度为1.5MPa的泡沫混凝土时，每立方材料用量，水泥、添加材料(粉煤灰和细砂)、水和气泡群分别为：330kg、660kg、215kg、420.7L，湿容重为12.26kN/m3。其中，水泥为PO42.5O。

如图2所示，所述第一连接件10包括第一锚固段10-1和第一螺纹连接段10-2，所述第一锚固段10-1伸入所述填充体3的一端设置有第一锚接弯钩10-3，所述第一锚固段10-1的另一端与所述第一螺纹连接段10-2的一端相连接，所述第一螺纹连接段10-2的另一端从相邻两个单片波纹钢板4-1-1的搭接部穿出，所述填充体3内设置有套在所述第一螺纹连接段10-2上的第一内螺母10-4，所述填充体3的外侧设置有旋套在所述第一螺纹连接段10-2上的第一外螺母10-5，所述第一外螺母10-5远离单片波纹钢板4-1-1的一侧设置有旋套在所述第一螺纹连接段10-2上的第一锁紧螺母10-6。

本实施例中，通过第一连接件10能够实现钢板拱壳单元4-1上相邻两个单片波纹钢板4-1-1的有效连接，并且所述第一连接件10通过设置第一锚接弯钩10-3，以提高过水结构4与填充体3的粘结性能，实现两者的协同工作。在具体使用时，将旋套有第一内螺母10-4的第一螺纹连接段10-2穿过相邻两个单片波纹钢板4-1-1的搭接部，同时将第一外螺母10-5套在第一螺纹连接段10-2上，并旋紧第一外螺母10-5以将相邻两个单片波纹钢板4-1-1的搭接部卡在第一内螺母10-4和第一外螺母10-5之间。并且通过设置第一锁紧螺母10-6，能够对第一外螺母10-5进行有效的锁紧，避免第一外螺母10-5出现松动而造成相邻两个单片波纹钢板4-1-1的连接造成松动。

如图3所示，所述第二连接件14包括第二锚固段14-1和第二螺纹连接段14-2，所述第二锚固段14-1伸入所述填充体3的一端设置有第二锚接弯钩14-3，所述第二锚固段14-1的另一端与所述第二螺纹连接段14-2的一端相连接，所述第二螺纹连接段14-2的另一端从相邻两个钢板拱壳单元4-1的搭接部穿出，所述填充体3内设置有旋套在所述第二螺纹连接段14-2上的第二内螺母14-4，所述填充体3的外侧设置有旋套在所述第二螺纹连接段14-2上的第二外螺母14-5，所述第二外螺母14-5远离钢板拱壳单元4-1的一侧设置有旋套在所述第二螺纹连接段14-2上的第二锁紧螺母14-6。

本实施例中，通过第二连接件14能够实现钢板拱壳单元4-1上相邻两个钢板拱壳单元4-1的有效连接，并且所述第二连接件14通过设置第二锚接弯钩14-3，以提高过水结构4与填充体3的粘结性能，实现两者的协同工作。在具体使用时，将旋套有第二内螺母14-4的第二螺纹连接段14-2穿过相邻两个钢板拱壳单元4-1的搭接部，同时将第二外螺母14-5旋套在第二螺纹连接段14-2上，并旋紧第二外螺母14-5以将相邻两个钢板拱壳单元4-1的搭接部卡在第二内螺母14-4和第二外螺母14-5之间。并且通过设置第二锁紧螺母14-6，能够对第二外螺母14-5进行有效的锁紧，避免第二外螺母14-5出现松动而造成相邻两个钢板拱壳单元4-1的连接造成松动。

本实施例中，所述过水结构4为管涵。所述管涵可以为圆形管涵或椭圆形管涵。所述管涵为大孔径的双孔或多孔波纹钢管涵洞。

本实施例中，所述涵洞基础1的下部布设第一加强钢筋网11。通过在涵洞基础1的下部布设第一加强钢筋网11，从而能够形成筏板结构，增强该涵洞结构的整体性，非常适用于具有多孔过水结构4的涵洞结构中，并且相邻两个过水结构4通过连接钢筋网5相连接。

如图4所示的一种如权利要求1所述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、涵洞基础1施工：在地基上支模并浇筑泡沫混凝土以制成涵洞基础1；

步骤二、过水结构4施工，每个过水结构4施工时均包括以下步骤：

步骤201、在涵洞基础1上将多个单片波纹钢板4-1-1依次拼接成钢板拱壳单元4-1，相邻两个单片波纹钢板4-1-1相互搭接，且在其搭接部位采用第一连接件10将两个单片波纹钢板4-1-1相连接；

具体的，在涵洞基础1上将多个单片波纹钢板4-1-1依次拼接成呈圆形的钢板拱壳单元4-1；

步骤202、重复步骤201直至完成多个钢板拱壳单元4-1的组装，并使多个所述钢板拱壳单元4-1沿过水结构4的水流方向依次搭接连接，且在其搭接部位采用第二连接件14将两个钢板拱壳单元4-1相连接；

步骤三、填充体3施工：在过水结构4的进水侧和出水侧均设置模板，在所述模板、两侧路基7和过水结构4侧壁围成的空间内浇筑泡沫混凝土以形成填充体3；

步骤四、路面2施工：在填充体3上铺设路面2。

本实施例中，在步骤四之前，铺筑路基填土16，当填充体3达到强度要求时，在填充体3顶部及两侧分层填筑路基填料；当路基高度较小时可在填充体3上直接通过步骤四铺筑路面2。

本实施例中，该施工方法采用泡沫混凝土作为填充材料以形成填充体3，取消了过水结构4顶部填料压实环节，有效解决了过水结构4顶部及两侧砂砾等传统回填材料难以压实的问题，消除了压实过程对过水结构4侧壁和稳定性产生的不利影响。便于过水结构4填料施工质量控制，施工更为便捷。并且在填充体3的泡沫混凝土达到设计强度后，在泡沫混凝土顶部可以直接铺筑路面2，有效的节约了工期。

本实施例中，在路面2铺设好之后，再进行洞口施工，即涵洞帽石6、涵洞翼墙8和涵洞端墙9的施工。

实施例2

如图5所示，本实施例的涵洞结构与实施例1的涵洞结构的不同之处在于：所述涵洞基础1和填充体3均由泡沫混凝土分层浇筑制成，所述涵洞基础1与填充体3之间以及相邻两层填充体3之间均布设有第二加强钢筋网12。

本实施例针对地基承载力不足，并且涵顶路基填土高度较小，可能会导致工后沿行车方向在涵洞-路基过渡段产生不均匀沉降的工况，采用浇筑泡沫混凝土对软弱地基和涵侧路基填土进行置换，在浇筑泡沫混凝土基础之上组装钢板拱壳，并在钢板拱壳两侧和顶部浇筑泡沫混凝土。

本实施例中，通过分层浇筑泡沫混凝土，可以使泡沫混凝土对过水结构4的侧壁逐渐施力。并通过设置第二加强钢筋网12，提高了填充体3的承载强度以及涵洞基础1与填充体3的连接强度。

另外，用于施工本实施例的方法与用于施工实施例1的方法的不同之处在于：在涵洞基础1上将多个单片波纹钢板4-1-1依次拼接成呈圆形的钢板拱壳单元4-1。

如图5所示，所述涵洞基础1下方设置有用于置换软土地基的泡沫混凝土基础15，所述填充体3伸入路基7的长度由上向下逐渐增大形成台阶式过渡段。通过设置泡沫混凝土基础15，能够有效的减少该拱桥结构的沉降变形。通过设置台阶式过渡段。这样能够有效防止跳车，并且所述台阶式过渡段能够与与拱圈6顶部的泡沫混凝土填充体7连接以形成整体。

实施例3

如图6所示，本实施例的涵洞结构与实施例1的涵洞结构的不同之处在于：所述过水结构4为拱涵。所述拱涵为大孔径双孔或多孔的波纹钢拱式涵洞。

本实施例中，所述过水结构4靠近填充体3的一侧壁上设置有多个拱肋13，多个所述拱肋13沿过水结构4的水流方向间隔布设。通过设置拱肋13，有效的增强了过水结构4侧壁的刚度。

另外，本实施例的涵洞结构的施工方法与实施例1的涵洞结构的施工方法的不同之处在于：所述涵洞基础1包括涵洞左基础和涵洞右基础；多个所述单片波纹钢板4-1-1依次拼接成呈拱形的钢板拱壳单元4-1，所述钢板拱壳单元4-1的一端固定在所述涵洞左基础上，所述钢板拱壳单元4-1的另一端固定在所述涵洞右基础上。

本实施例适用于对于地基承载力较高，并且路基填筑高度不大的工况。

实施例4

如图7所示，本实施例的涵洞结构与实施例3的涵洞结构的不同之处在于：所述过水结构4为箱式涵洞。

另外，本实施例的涵洞结构的施工方法与实施例1的涵洞结构的施工方法的不同之处在于：所述涵洞基础1包括涵洞左基础和涵洞右基础；多个所述单片波纹钢板4-1-1依次拼接成呈箱形的钢板拱壳单元4-1，所述钢板拱壳单元4-1的一端固定在所述涵洞左基础上，所述钢板拱壳单元4-1的另一端固定在所述涵洞右基础上。

本实施例适用于对于地基承载力较高，并且路基填筑高度不大的工况。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：包括涵洞基础(1)、由波纹钢板组装而成的多个过水结构(4)、位于所述过水结构(4)上方和两侧的填充体(3)以及位于所述填充体(3)上方的路面(2)；所述过水结构(4)包括沿水流方向布设的多个钢板拱壳单元(4-1)，多个钢板拱壳单元(4-1)依次搭接连接，所述钢板拱壳单元(4-1)由多个单片波纹钢板(4-1-1)依次搭接连接，相邻两个所述单片波纹钢板(4-1-1)通过穿过其搭接部的第一连接件(10)相连接，相邻两个所述钢板拱壳单元(4-1)通过穿过其搭接部的第二连接件(14)相连接；所述第一连接件(10)包括第一锚固段(10-1)和第一螺纹连接段(10-2)，所述第一锚固段(10-1)伸入所述填充体(3)的一端设置有第一锚接弯钩(10-3)，所述第一锚固段(10-1)的另一端与所述第一螺纹连接段(10-2)的一端相连接，所述第一螺纹连接段(10-2)的另一端从相邻两个单片波纹钢板(4-1-1)的搭接部穿出，所述填充体(3)内设置有旋套在所述第一螺纹连接段(10-2)上的第一内螺母(10-4)，所述填充体(3)的外侧设置有旋套在所述第一螺纹连接段(10-2)上的第一外螺母(10-5)，所述第一外螺母(10-5)远离单片波纹钢板(4-1-1)的一侧设置有套在所述第一螺纹连接段(10-2)上的第一锁紧螺母(10-6)；

所述填充体(3)伸入路基(7)的长度由上向下逐渐增大形成台阶式过渡段；

所述涵洞基础(1)和填充体(3)均由泡沫混凝土分层浇筑而成，所述涵洞基础(1)与填充体(3)之间以及相邻两层填充体(3)之间均布设有第二加强钢筋网(12)；

所述涵洞基础(1)下方设置有用于置换软土地基的泡沫混凝土基础(15)。

2.根据权利要求1所述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述第二连接件(14)包括第二锚固段(14-1)和第二螺纹连接段(14-2)，所述第二锚固段(14-1)伸入所述填充体(3)的一端设置有第二锚接弯钩(14-3)，所述第二锚固段(14-1)的另一端与所述第二螺纹连接段(14-2)的一端相连接，所述第二螺纹连接段(14-2)的另一端从相邻两个钢板拱壳单元(4-1)的搭接部穿出，所述填充体(3)内设置有旋套在所述第二螺纹连接段(14-2)上的第二内螺母(14-4)，所述填充体(3)的外侧设置有旋套在所述第二螺纹连接段(14-2)上的第二外螺母(14-5)，所述第二外螺母(14-5)远离钢板拱壳单元(4-1)的一侧设置有旋套在所述第二螺纹连接段(14-2)上的第二锁紧螺母(14-6)。

3.根据权利要求1所述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述过水结构(4)为管涵，所述涵洞基础(1)的下部布设第一加强钢筋网(11)。

4.根据权利要求1所述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构，其特征在于：所述过水结构(4)为拱涵或箱式涵洞，所述过水结构(4)靠近填充体(3)的一侧壁上设置有多个拱肋(13)，多个所述拱肋(13)沿过水结构(4)的水流方向间隔布设。

5.一种如权利要求1所述的采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、涵洞基础(1)施工：在地基上支模并浇筑泡沫混凝土以制成涵洞基础(1)；

步骤二、过水结构(4)施工：每个过水结构(4)施工时均包括以下步骤：

步骤201、在涵洞基础(1)上将多个单片波纹钢板(4-1-1)依次拼接成钢板拱壳单元(4-1)，相邻两个单片波纹钢板(4-1-1)相互搭接，且在其搭接部位采用第一连接件(10)将两个单片波纹钢板(4-1-1)相连接；

步骤202、重复步骤201直至完成多个钢板拱壳单元(4-1)的组装，并使多个所述钢板拱壳单元(4-1)沿过水结构的水流方向依次搭接连接，且在其搭接部位采用第二连接件(14)将两个钢板拱壳单元(4-1)相连接；

步骤三、填充体(3)施工：在过水结构(4)的进水侧和出水侧均设置模板，在所述模板、两侧路基(7)和过水结构(4)侧壁围成的空间内浇筑泡沫混凝土以形成填充体(3)；

步骤四、路面(2)施工：在填充体(3)上铺设路面(2)。

6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：步骤201中，多个所述单片波纹钢板(4-1-1)依次拼接成呈圆形或椭圆形的钢板拱壳单元(4-1)。

7.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述涵洞基础(1)包括涵洞左基础和涵洞右基础；多个所述单片波纹钢板(4-1-1)依次拼接成呈拱形的钢板拱壳单元(4-1)，所述钢板拱壳单元(4-1)的一端固定在所述涵洞左基础上，所述钢板拱壳单元(4-1)的另一端固定在所述涵洞右基础上。

8.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述涵洞基础(1)包括涵洞左基础和涵洞右基础；多个所述单片波纹钢板(4-1-1)依次拼接成呈箱形的钢板拱壳单元(4-1)，所述钢板拱壳单元(4-1)的一端固定在所述涵洞左基础上，所述钢板拱壳单元(4-1)的另一端固定在所述涵洞右基础上。