CN107059667B - 门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞，由预制门式钢筋混凝土涵身和现浇钢筋混凝土底板浇筑而成，预制门式钢筋混凝土涵身由多个预制门形钢筋混凝土构件沿涵洞的轴线方向拼装而成，预制门形钢筋混凝土构件由上方的顶板、两侧的立墙和自立墙的下边沿向内延伸而出的立墙踵板预制成整体，顶板的上表面预埋有供起吊的吊环钢筋，立墙的外侧面上开设有预留螺栓孔，立墙在螺栓孔处预埋有钢套管，立墙踵板内预埋有突出于上表面的螺栓。本发明还公开了上述门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法。本发明中，门形钢筋混凝土构件采用工厂集中预制，预制门形钢筋混凝土构件预制构件现场吊装拼接，施工操作简易，施工速度快。

Description

门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞及其施工方法

技术领域

本发明涉及通道结构工程领域，具体地指一种门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞及其施工方法。

背景技术

目前，现有的箱型涵洞、通道大多采用现场浇筑的施工方法。由于施工工点分散、施工水平参差不齐等原因，造成工程质量控制难度较大。此外，现场浇筑的各施工步骤为串行作业方式，导致所需施工周期较长。

现今的公路、城市道路的交通量极大，涵洞、通道施工必然会影响道路交通。若采用现场浇筑施工方法耗时太长，而已有装配式涵洞结构上分块较多、整体性差，其适用范围较窄。

因此，研制一种通用的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通用的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞，能够保证构件施工质量、有效节省工期。

为实现上述目的，本发明所设计的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞由预制门式钢筋混凝土涵身和现浇钢筋混凝土底板浇筑而成，所述预制门式钢筋混凝土涵身由多个预制门形钢筋混凝土构件沿涵洞的轴线方向拼装而成，所述预制门形钢筋混凝土构件由上方的顶板、两侧的立墙和自所述立墙的下边沿向内延伸而出的立墙踵板预制成整体，所述顶板的上表面预埋有供起吊的吊环钢筋，所述立墙的外侧面上开设有预留螺栓孔，所述立墙在所述螺栓孔处预埋有钢套管，所述立墙踵板内预埋有突出于上表面的螺栓。

作为优选方案，所述立墙踵板内预埋有伸于其内侧端面的连接钢筋，所述现浇钢筋混凝土底板通过所述连接钢筋与所述预制门形钢筋混凝土构件连接形成整体。

作为优选方案，所述预制门形钢筋混凝土构件沿涵洞的轴线方向依次包括预制门形构件前节段、多个预制门形构件中节段和预制门形构件后节段，企口凹槽分别设置在所述预制门形构件前节段的后端和所述预制门形构件中节段的后端，与所述企口凹槽配合的企口榫头分别设置在所述预制门形构件中节段的前端和所述预制门形构件后节段的前端。

作为优选方案，所述企口凹槽沿所述顶板和两侧的所述立墙的后边沿设置，所述企口榫头沿所述顶板和两侧的所述立墙的前边沿设置。

作为优选方案，所述顶板与所述立墙相交处、所述立墙与所述立墙踵板相交处均设置有倒角。

本发明的目的还在于，提供一种通用的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞施工方法，能够保证构件施工质量、有效节省工期。

为实现上述目的，本发明所设计的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，包括以下步骤：(a)采用平放卧式预制所述预制门形钢筋混凝土构件；(b)在施工现场进行底基层施工；(c)在所述预制门形钢筋混凝土构件的所述预埋螺栓处固定临时支撑，在所述预留螺栓孔处通过螺栓固定临时开孔钢板，在两侧的所述立墙对应的所述开孔钢板之间固定起吊平衡梁；(d)利用所述起吊平衡梁将所述预制门形钢筋混凝土构件起吊至运输车上，并在所述运输车到达施工现场后利用所述起吊平衡梁将所述预制门形钢筋混凝土构件从所述运输车上卸下；(e)通过对所述起吊平衡梁和所述吊环钢筋起吊将所述预制门形钢筋混凝土构件从平放卧式翻转至直立状态后卸除所述临时开孔钢板和所述起吊平衡梁；(f)通过所述吊环钢筋将所述预制门形钢筋混凝土构件吊装至指定的位置使相邻的所述预制门形钢筋混凝土构件拼接，吊装完成后卸除所述预制门形钢筋混凝土构件上的所述临时支撑并切除所述预埋螺栓的外露部分；(g)重复步骤(f)直至形成所述预制门式钢筋混凝土涵身；(h)将所述立墙踵板内预埋的伸于内侧端面的连接钢筋与所述现浇钢筋混凝土底板内相应的主筋进行焊接，浇筑混凝土使所述预制门式钢筋混凝土涵身与所述现浇钢筋混凝土底板形成整体。

作为优选方案，在所述步骤(f)中，相邻的所述预制门形钢筋混凝土构件之间通过所述预制门形钢筋混凝土构件后端的企口凹槽与下一所述预制门形钢筋混凝土构件前端的企口榫头配合拼接，相配合所述企口凹槽与所述企口榫头之间留有2cm的企口缝。

作为优选方案，在所述步骤(a)中，预制所述预制门形钢筋混凝土构件包括以下步骤：搭设所述预制门形钢筋混凝土构件内的钢筋骨架；搭设钢模板，所述钢模板在所述吊环钢筋、所述连接钢筋、所述预埋螺栓和所述预留螺栓孔处均设有开口；浇筑混凝土完成预制。

作为优选方案，开挖基坑，对不满足地基承载力要求的进行地基处理；铺筑基础底部的砂砾垫层，压实后浇筑混凝土基层；检测所述混凝土基层的高程及平整度，对不满足要求的部位采用高强度等级的水泥砂浆进行调平。

作为优选方案，所述施工方法还包括以下步骤：

(i)将所述预制门形钢筋混凝土构件上的所述螺栓孔内采用水泥砂浆进行填充密实；

(j)相配合的所述企口凹槽与所述企口榫头之间的所述企口缝中铺设一圈橡胶密封条，在所述企口缝内填充沥青麻絮，在企口缝旁1m内的所述预制门形钢筋混凝土构件的外壁上铺设防水卷材，在涵洞内侧所述企口缝处抹填水泥砂浆。

本发明的有益效果是：本发明的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞及其施工方法中，门形钢筋混凝土构件采用工厂集中预制，构件施工质量能够保证；预制门形钢筋混凝土构件预制构件现场吊装拼接，施工操作简易，施工速度快；门式箱型的分块少，整体性好，受力合理；对地基承载力要求不高，适用性广泛；可有效的节省工期，提高经济效益。

附图说明

图1为采用本发明的优选实施例的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞安装完成后的结构示意图。

图2为图1中的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的结构示意图。

图3为图1中的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的预制门形构件中节段的结构示意图。

图4为图3中的预制门形构件中节段竖直起吊时结构示意图。

图5为图3中的预制门形构件中节段侧向起吊前辅助配件的安装结构示意图。

图6为图3中的预制门形构件中节段侧向起吊时的结构示意图。

图中各部件标号如下：预制门式钢筋混凝土涵身1、现浇钢筋混凝土底板2、预制门形钢筋混凝土构件3(其中，预制门形构件前节段3.1、预制门形构件中节段3.2、预制门形构件后节段3.3)、顶板4、立墙5、立墙踵板6、企口凹槽7、企口榫头8、连接钢筋9、螺栓孔10、钢套管11、预埋螺栓12、吊环钢筋13、H型钢临时支撑14、临时开孔钢板15、起吊平衡梁16、砂砾垫层17、混凝土基层18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明的优选实施例的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞包括预制门式钢筋混凝土涵身1和现浇钢筋混凝土底板2，预制门式钢筋混凝土涵身1由若干预制门形钢筋混凝土构件3沿轴向拼装而成。

请结合参阅图2，预制门形钢筋混凝土构件3根据位置不同其结构稍有差异，可分为预制门形构件前节段3.1、预制门形构件中节段3.2和预制门形构件后节段3.3。预制门形构件前节段3.1位于预制门式钢筋混凝土涵身1的一端的洞口处，预制门形构件后节段3.3位于预制门式钢筋混凝土涵身1的另一端的洞口处，预制门形构件前节段3.1、多个预制门形构件中节段3.2、预制门形构件后节段3.3沿轴向拼装成预制门式钢筋混凝土涵身1。

具体而言，预制门形构件前节段3.1的后端设置有企口凹槽7，预制门形构件中节段3.2的前端和后端分别设置有企口榫头8和企口凹槽7，预制门形构件后节段3.3的前端设置有企口榫头8。预制门式钢筋混凝土涵身1通过预制门形钢筋混凝土构件3端部的企口凹槽7和企口榫头8对接拼装而成。

更确切地说，预制门形构件前节段3.1的企口凹槽7与预制门形构件中节段3.2的企口榫头8对接，预制门形构件中节段3.2的企口凹槽7与下一预制门形构件中节段3.2的企口榫头8对接，最后的预制门形构件中节段3.2的企口凹槽7与预制门形构件后节段3.3的企口榫头8对接，如此顺序拼装成预制门式钢筋混凝土涵身1。由于预制门形构件前节段3.1、预制门形构件中节段3.2和预制门形构件后节段3.3的区别仅在于企口凹槽7和企口榫头8，因此下文仅以预制门形构件中节段3.2为例对预制门形钢筋混凝土构件3进行说明。

请结合参阅图3和图4，预制门形构件中节段3.2由顶部的顶板4、两侧的立墙5和自立墙5的下边沿向涵洞内延伸而出的立墙踵板6预制而成整体。顶板4和立墙5相交处、立墙5和立墙踵板6相交处均设置用于满足受力要求的倒角。

顶板4上表面预埋有2排共8根吊环钢筋13，吊环钢筋13供预制门形钢筋混凝土构件3起吊之用。即，顶板4上设置4个吊点位置，每一个吊点位置并排设置两根所述吊环钢筋。

每一侧的立墙5的外侧面上设置两排用于预制门形钢筋混凝土构件3水平起吊并翻转的螺栓孔10，螺栓孔10位置处的立墙5内预埋有防止螺栓孔10周边的局部混凝土被压碎的钢套管11。

立墙踵板6内预埋有两排外伸于其内侧端面的连接钢筋9，现浇钢筋混凝土底板2通过连接钢筋9与预制门形钢筋混凝土构件3连接形成整体。立墙踵板6内预埋有突出于其上表面的螺栓12，供运输过程中固定H型钢临时支撑14。预制门形钢筋混凝土构件3在吊装运输过程中设置有H型钢临时支撑14，防止构件发生侧向位移和失稳造成破损。预制门形钢筋混凝土构件3吊装就位后拆除H型钢临时支撑14，以重复用于后续构件的吊装运输。

请结合参阅图5和图6，预制门形钢筋混凝土构件3在水平起吊时，其立墙5外侧螺栓孔10处通过螺栓固定两块开孔钢板15，两侧立墙开孔钢板15之间固定带有吊环的起吊平衡梁16，通过起吊平衡梁16起吊构件。

预制门形构件前节段3.1和预制门形构件后节段3.3的结构与预制门形构件中节段3.2的上述结构相同，区别仅在于企口凹槽7和企口榫头8，因此，预制门形构件前节段3.1和预制门形构件后节段3.3的结构不再做赘述。

在预制门形钢筋混凝土构件3(预制门形构件前节段3.1、预制门形构件中节段3.2和预制门形构件后节段3.3)中，企口凹槽7为沿顶部的顶板4和两侧的立墙5的三个方向设置，同样企口榫头8也是沿顶部的顶板4和两侧的立墙5的三个方向设置。如此，预制门形钢筋混凝土构件3在拼装过程中，既可以按照从上往下的方式吊装拼接，也可以按照从后往前的方式吊装拼接。

请结合参阅图4至图6，本发明的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法如下：

(1)集中预制所需的预制门形钢筋混凝土构件3。

预制门形钢筋混凝土构件3方式采用平放卧式预制。首先，搭设预制门形钢筋混凝土构件3内钢筋骨架；然后，根据设计图纸搭设钢模板，模板在所述吊环钢筋13、连接钢筋9、预埋螺栓12和预留螺栓孔10处均需做相应的开孔措施；最后，浇筑混凝土完成预制。

(2)在施工现场进行涵洞底基层施工。

首先，进行基坑开挖，对不满足地基承载力要求的进行地基处理；然后，铺筑基础底部的砂砾垫层17，压实后浇筑混凝土基层18；最后，检测混凝土基层18的高程及平整度，对不满足要求的部位采用高强度等级的水泥砂浆进行调平。

(3)在预制门形钢筋混凝土构件3上安装辅助件。

首先，在所述预埋螺栓12处固定H型钢临时支撑14，所述预留螺栓孔10处通过螺栓固定临时开孔钢板15；然后，在两侧立墙对应的开孔钢板15之间固定起吊平衡梁16。

(4)运输预制门形钢筋混凝土构件3。

首先，在预制场内通过起吊平衡梁16将预制门形钢筋混凝土构件3水平起吊至平放于运输车上，并在运输车上设置相应辅助设施固定预制门形钢筋混凝土构件3；然后，通过运输车将预制构件运输至施工现场，再通过起吊平衡梁16将预制门形钢筋混凝土构件3从运输车上卸下平放于施工现场指定位置。

(5)翻转预制门形钢筋混凝土构件3。

首先，通过起吊平衡梁16上的吊环和顶板4上的吊环钢筋13将预制门形钢筋混凝土构件3从平放卧式翻转至直立状态；最后，卸除临时开孔钢板15和起吊平衡梁16。

(6)吊装预制门形钢筋混凝土构件3。

首先，通过吊环钢筋13将预制门形钢筋混凝土构件3吊至指定的位置，相邻的预制门形钢筋混凝土构件3之间留2cm的企口缝；然后，检测预制门形钢筋混凝土构件3的定位，并对不满足要求的进行调整；最后，卸除预制门形钢筋混凝土构件3上的H型钢临时支撑14，并切除预埋螺栓12的外露部分。

(7)重复步骤(6)直至形成所述预制门式钢筋混凝土涵身1。

(8)现浇钢筋混凝土底板2施工。

首先，搭设现浇钢筋混凝土底板2内的钢筋骨架；然后，将预制门形钢筋混凝土构件3上的预留连接钢筋9与现浇钢筋混凝土底板2内相应的主筋进行焊接；最后，浇筑混凝土使预制门式钢筋混凝土涵身1与现浇钢筋混凝土底板2形成整体。

(9)处理预制门形钢筋混凝土构件3上的螺栓孔10。

将预制门形钢筋混凝土构件3上的螺栓孔10内采用水泥砂浆进行填充、密实。

(10)对预制门形钢筋混凝土构件3间的企口缝进行防水处理。

单个预制门形钢筋混凝土构件3吊装就位后，在其端部的企口凹槽7与企口榫头8拼接的缝隙中铺设一圈橡胶密封条。待箱型涵洞拼装完成后，在企口缝内填充沥青麻絮，并在箱型涵洞的外侧企口缝附近1m范围内铺设防水卷材，在箱型涵洞内侧企口缝处进行水泥砂浆抹填。

(11)涵洞回填土施工。

待箱型涵洞拼装完成、防水设施铺设完毕及砂浆强度达到设计强度的90％后，进行涵洞回填土的施工。

(12)门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞内部的铺砌和附属设施的安装。

本发明的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞具有结构新颖、施工速度快、适用性广且可降低工程成本等特点，适用于公路、城市道路下方的涵洞、通道等结构物，同时也可应用于地基承载力较低的软土地基路段。

与现有的箱型涵洞相比，本发明的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞及其施工方法优点主要体现在以下几个方面：一是门形钢筋混凝土构件采用工厂集中预制，构件施工质量能够保证；二是预制门形钢筋混凝土构件预制构件现场吊装拼接，施工操作简易，施工速度快；三是门式箱型的分块少，整体性好，受力合理；四是对地基承载力要求不高，适用性广泛；五是可有效的节省工期，提高经济效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种根据门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，所述门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞由预制门式钢筋混凝土涵身(1)和现浇钢筋混凝土底板(2)浇筑而成，所述预制门式钢筋混凝土涵身(1)由多个预制门形钢筋混凝土构件(3)沿涵洞的轴线方向拼装而成，所述预制门形钢筋混凝土构件(3)由上方的顶板(4)、两侧的立墙(5)和自所述立墙(5)的下边沿向内延伸而出的立墙踵板(6)预制成整体，所述顶板(4)的上表面预埋有供起吊的吊环钢筋(13)，所述立墙(5)的外侧面上开设有预留螺栓孔(10)，所述立墙(5)在所述螺栓孔(10)处预埋有钢套管(11)，所述立墙踵板(6)内预埋有突出于上表面的螺栓(12)，所述施工方法包括以下步骤：

(a)采用平放卧式预制所述预制门形钢筋混凝土构件(3)；

(b)在施工现场进行底基层施工；

(c)在所述预制门形钢筋混凝土构件(3)的所述预埋螺栓(12)处固定临时支撑(14)，在所述预留螺栓孔(10)处通过螺栓固定临时开孔钢板(15)，在两侧的所述立墙(5)对应的所述开孔钢板(15)之间固定起吊平衡梁(16)；

(d)利用所述起吊平衡梁(16)将所述预制门形钢筋混凝土构件(3)起吊至运输车上，并在所述运输车到达施工现场后利用所述起吊平衡梁(16)将所述预制门形钢筋混凝土构件(3)从所述运输车上卸下；

(e)通过对所述起吊平衡梁(16)和所述吊环钢筋(13)起吊将所述预制门形钢筋混凝土构件(3)从平放卧式翻转至直立状态后卸除所述临时开孔钢板(15)和所述起吊平衡梁(16)；

(f)通过所述吊环钢筋(13)将所述预制门形形钢筋混凝土构件(3)吊装至指定的位置使相邻的所述预制门形钢筋混凝土构件(3)拼接，吊装完成后卸除所述预制门形钢筋混凝土构件(3)上的所述临时支撑(14)并切除所述预埋螺栓(12)的外露部分；

(g)重复步骤(f)直至形成所述预制门式钢筋混凝土涵身(1)；

(h)将所述立墙踵板(6)内预埋的伸于内侧端面的连接钢筋(9)与所述现浇钢筋混凝土底板(2)内相应的主筋进行焊接，浇筑混凝土使所述预制门式钢筋混凝土涵身(1)与所述现浇钢筋混凝土底板(2)形成整体。

2.根据权利要求1所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：在所述步骤(f)中，相邻的所述预制门形钢筋混凝土构件(3)之间通过所述预制门形钢筋混凝土构件(3)后端的企口凹槽(7)与下一所述预制门形钢筋混凝土构件(3)前端的企口榫头(8)配合拼接，相配合所述企口凹槽(7)与所述企口榫头(8)之间留有2cm的企口缝。

3.根据权利要求2所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：在所述步骤(a)中，预制所述预制门形钢筋混凝土构件(3)包括以下步骤：搭设所述预制门形钢筋混凝土构件(3)内的钢筋骨架；搭设钢模板，所述钢模板在所述吊环钢筋(13)、所述连接钢筋(9)、所述预埋螺栓(12)和所述预留螺栓孔(10)处均设有开口；浇筑混凝土完成预制。

4.根据权利要求3所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：在所述步骤(b)中，在施工现场进行底基层施工包括以下步骤：开挖基坑，对不满足地基承载力要求的进行地基处理；铺筑基础底部的砂砾垫层(17)，压实后浇筑混凝土基层(18)；检测所述混凝土基层(18)的高程及平整度，对不满足要求的部位采用高强度等级的水泥砂浆进行调平。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：所述施工方法还包括以下步骤：

(i)将所述预制门形钢筋混凝土构件(3)上的所述螺栓孔(10)内采用水泥砂浆进行填充密实；

(j)相配合的所述企口凹槽(7)与所述企口榫头(8)之间的所述企口缝中铺设一圈橡胶密封条，在所述企口缝内填充沥青麻絮，在企口缝旁1m内的所述预制门形钢筋混凝土构件(3)的外壁上铺设防水卷材，在涵洞内侧的所述企口缝处抹填水泥砂浆。

6.根据权利要求1所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：所述立墙踵板(6)内预埋有伸于其内侧端面的连接钢筋(9)，所述现浇钢筋混凝土底板(2)通过所述连接钢筋(9)与所述预制门形钢筋混凝土构件(3)连接形成整体。

7.根据权利要求6所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：所述预制门形钢筋混凝土构件(3)沿涵洞的轴线方向依次包括预制门形构件前节段(3.1)、多个预制门形构件中节段(3.2)和预制门形构件后节段(3.3)，企口凹槽(7)分别设置在所述预制门形构件前节段(3.1)的后端和所述预制门形构件中节段(3.2)的后端，与所述企口凹槽(7)配合的企口榫头(8)分别设置在所述预制门形构件中节段(3.2)的前端和所述预制门形构件后节段(3.3)的前端。

8.根据权利要求7所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：所述企口凹槽(7)沿所述顶板(4)和两侧的所述立墙(5)的后边沿设置，所述企口榫头(8)沿所述顶板(4)和两侧的所述立墙(5)的前边沿设置。

9.根据权利要求6所述的门形装配式钢筋混凝土箱型涵洞的施工方法，其特征在于：所述顶板(4)与所述立墙(5)相交处、所述立墙(5)与所述立墙踵板(6)相交处均设置有倒角。