CN110029599B - 预制涵洞钢制连接构造及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配式钢‑混组合结构箱涵施工技术领域，保护一种预制涵洞钢制连接构造，包括依次连接的各箱涵节段，每箱涵节段包括钢筋混凝土结构和钢板接口，钢板接口具有用于对钢筋混凝土结构端面进行覆盖的贴合板和用于对钢筋混凝土结构端部周向进行包覆的围板；贴合板和/或围板上设置有若干凸起结构，通过将凸起结构埋置在钢筋混凝土结构中实现对钢板接口的固定；钢筋混凝土结构设置有贯穿长度方向的至少4个预留孔，钢板接口上设置有与预留孔对应的孔位，各箱涵节段间通过贯穿预留孔和孔位间的钢棒连接，通过上述技术方案，旨在抵抗软土地基的不均匀沉降。同时本发明中还请求保护一种预制涵洞钢制连接构造的施工方法，具有同样的技术效果。

Description

预制涵洞钢制连接构造及施工方法

技术领域

本发明涉及预制涵洞钢制连接构造施工技术领域，具体涉及预制涵洞钢制连接构造预制涵洞钢制连接构造及施工方法。

背景技术

涵洞和通道作为公路工程中的重要组成部分之一，无论是在工程数量上还是工程造价上均占有相当大的比重，而箱涵是涵洞和通道中一种常用的混凝土结构形式。目前我国箱涵的建设普遍采用现浇工艺，但随着公路交通工程建设从劳动密集型产业向工业化和标准化建造的升级转型，施工工期短、质量品质优、耐久性好的预制装配式混凝土箱涵近几年逐渐被推广应用。

但是，目前预制装配式混凝土箱涵在软土地基环境中，对抵抗不均匀沉降的能力比较差，在一定程度上阻碍了预制装配式混凝土箱涵的发展。

有鉴于上述现有缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设预制涵洞钢制连接构造预制涵洞钢制连接构造及施工方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种预制涵洞钢制连接构造，旨在抵抗软土地基的不均匀沉降，同时本发明中还请求保护一种预制涵洞钢制连接构造的施工方法，具有同样的技术效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种预制涵洞钢制连接构造，包括依次连接的各箱涵节段，每箱涵节段包括钢筋混凝土结构和钢板接口，所述钢板接口具有用于对所述钢筋混凝土结构端面进行覆盖的贴合板和用于对所述钢筋混凝土结构端部周向进行包覆的围板；

所述贴合板和/或围板上设置有若干凸起结构，在所述钢筋混凝土结构浇筑的过程中，通过将所述凸起结构埋置在所述钢筋混凝土结构实现对所述钢板接口的固定；

所述钢筋混凝土结构设置有贯穿长度方向的至少4个预留孔，所述钢板接口上设置有与所述预留孔对应的孔位，各箱涵节段间通过贯穿所述预留孔和孔位间的钢棒连接。

进一步地，所述贴合板上围绕所述箱涵节段的箱室设置有环状的止水槽，用于放置膨胀橡胶止水条。

进一步地，所述预留孔的端部向内缩进形成凹槽结构，所述孔位周围与所述凹槽结构等轮廓凹陷，形成嵌设于所述凹槽结构内的垫片槽口，用于放置对所述预留孔进行密封的橡胶垫片。

进一步地，所述贴合板的内环和/或外环边缘处设置有坡口结构，相连两所述箱涵节段间的坡口结构贴合后形成的环状槽体通过橡胶密封材料进行密封。

进一步地，所述钢筋混凝土结构在其内部设置有连接槽，用于安装对所述钢棒进行张拉的千斤顶结构。

如上所述的预制涵洞钢制连接构造的施工方法，包括以下步骤：

将中间的所述箱涵节段吊装至安装位置，并定位；

将第二个所述箱涵节段吊装至中间的所述箱涵节段的一侧，并通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的所述箱涵节段实现拼接；

将第三个所述箱涵节段吊装至中间的所述箱涵节段的另一侧，同样通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的所述箱涵节段实现拼接；

将所述钢棒贯穿于三个箱涵节段的所述预留孔，通过张拉所述钢棒，实现三个箱涵节段的连接；

重复上述两端逐一拼接所述箱涵节段的步骤，并通过所述钢棒连接各所述箱涵节段完成现场拼装；

将所述预留孔进行灌浆密实，并对相邻两所述箱涵节段间的连接处进行密封。

进一步地，所述箱涵节段的加工包括以下步骤：

确定所述箱涵节段的具体尺寸；

根据所确定的尺寸对所述钢板接口进行加工；

绑扎装配式钢-混组合结构的钢筋、固定所述PVC管和所述钢板接口；

实现所述钢筋混凝土结构的浇筑。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中通过钢棒将多个箱涵节段连接在一起，可以在一定程度上抵抗软土地基的不均匀沉降，同时通过在箱涵节段的边缘设置钢板接口，可降低预制构件吊装与运输过程中的损伤风险，保证上述连接的精确性和有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明预制涵洞钢制连接构造的横截面图；

图2是本发明预制涵洞钢制连接构造阶段的立体示意图；

图3是本发明预制涵洞钢制连接构造现场拼装的立体示意图；

图4是本发明预制涵洞钢制连接构造现场拼装的侧面图；

图5是本发明预制涵洞钢制连接构造的钢板接口立体示意图；

图6是本发明预制涵洞钢制连接构造连接截面的局部细节图；

图7是本发明预制涵洞钢制连接构造预留孔截面的局部细节图；

附图标记：钢筋混凝土结构1、钢板接口2、贴合板21、围板22、止水槽3、膨胀橡胶止水条4、外坡口5、内坡口6、预留孔7、PVC管8、钢棒9、凸起结构10、橡胶密封材料11、垫片槽口12、橡胶垫片13、连接槽14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1~7所示，一种预制涵洞钢制连接构造，包括依次连接的各箱涵节段，每箱涵节段包括钢筋混凝土结构1和钢板接口2，钢板接口2具有用于对钢筋混凝土结构1端面进行覆盖的贴合板21和用于对钢筋混凝土结构1端部周向进行包覆的围板22；贴合板21和/或围板22上设置有若干凸起结构10，在钢筋混凝土结构1浇筑的过程中，通过将凸起结构10埋置钢筋混凝土结构1实现对钢板接口2的固定；钢筋混凝土结构1设置有贯穿长度方向的至少4个预留孔7，钢板接口2上设置有与预留孔7对应的孔位，各箱涵节段间通过贯穿预留孔7和孔位间的钢棒9连接。其中，钢棒9可选择螺纹或光杆结构，通过张拉将2~3个箱涵节段连接在一起。

与目前现行的预制装配式混凝土箱涵施工工艺相比，本发明的预制涵洞钢制连接构造采用钢板接口2作为装配式箱涵的连接截面，可以降低预制箱涵节段在吊装运输过程中边界碰撞损伤的风险。凸起结构10可采用与贴合板21和/或围板22焊接或螺纹连接的栓钉结构等，具体的设置数量可根据箱涵以及凸起结构10的具体尺寸设定。

本实施例中，钢筋混凝土结构1的上下顶板及左右侧板的厚度满足设计要求，且不小于250mm，长度一般为2m~3m；钢筋混凝土结构1在横截面4个腋角通过PVC管8设置预留孔7，预留孔7的直径一般为50mm。钢板接口2由钢板经过压制而成，其钢板厚度为5mm。

作为上述实施例的优选，贴合板21上围绕箱涵节段的箱室设置有环状的止水槽3，用于放置膨胀橡胶止水条4。膨胀橡胶止水条4通过两箱涵节段之间的挤压实现密封作用，有效提高箱涵工程的防水能力。本优选方案中，止水槽3的宽度为20mm，深度为5mm。

预留孔7的端部向内缩进形成凹槽结构，孔位周围与凹槽结构等轮廓凹陷，形成嵌设于凹槽结构内的垫片槽口12，用于放置对预留孔7进行密封的橡胶垫片13。垫片槽口12的直径一般为80mm，深度一般为5mm，橡胶垫片13围绕钢棒9放置于其中，对钢棒9与预留孔7之间的缝隙进行密封，防止预留孔7在灌浆时出现漏浆现象。

为了进一步增加密封的效果，贴合板21的内环和/或外环边缘处设置有坡口结构，相连两箱涵节段间的坡口结构贴合后形成的环状槽体通过橡胶密封材料11进行密封。如图6所示，设置有位于内环的内坡口6和位于外环的外坡口5，橡胶密封材料11放置在两个钢筋混凝土结构1连接而形成之后，外坡口5之间和内坡口6之间形成的三角形中，凝固之后可以连接两块钢板，并具有一定的弹性，通过橡胶密封材料11的设置，既可以密封箱涵连接之间的接缝，又可以有效抵消箱涵之间的转动变形，抵抗预制箱涵不均匀沉降。

为了便于简易千斤顶的操作，钢筋混凝土结构1在其内部设置有连接槽14，用于安装对所述钢棒9进行张拉的千斤顶结构。

一种预制涵洞钢制连接构造的施工方法，包括以下步骤：

将中间的箱涵节段吊装至安装位置，并定位；

将第二个箱涵节段吊装至中间的箱涵节段的一侧，并通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的箱涵节段实现拼接；

将第三个箱涵节段吊装至中间的箱涵节段的另一侧，同样通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的箱涵节段实现拼接；

将钢棒9贯穿于三个箱涵节段的预留孔7，通过张拉钢棒9，实现三个箱涵节段的连接；

重复上述两端逐一拼接箱涵节段的步骤，并通过钢棒9连接各箱涵节段完成现场拼装；

将预留孔7进行灌浆密实，并对相邻两箱涵节段间的连接处进行密封，最后密封箱涵节段的连接槽。

其中，箱涵节段的加工包括以下步骤：

确定箱涵节段的具体尺寸；

根据所确定的尺寸对钢板接口2进行加工；

绑扎装配式钢-混组合结构的钢筋、固定PVC管8和钢板接口2；

实现钢筋混凝土结构1的浇筑。

具体的，作为上述实施例的优选，预制涵洞钢制连接构造的施工方法细化如下：

步骤一：根据箱涵设计要求，确定箱涵节段几何尺寸，具体包括箱涵节段长度、横截面宽度与高度、侧墙以及上下混凝土板的厚度，并制定相应的钢模板；

步骤二：根据设计要求，选择5mm厚的钢板经过特定的压制与焊接形成带有外坡口5、内坡口6、预留孔7、垫片槽口12、止水槽3的钢板接口2；

步骤三：绑扎钢筋，固定好PVC管8，并在预制构件需要连接的横截面放置钢板接口2，在需要张拉钢棒9的箱涵节段设置连接槽14；

步骤四：浇筑振捣混凝土，并按规范要求进行养护、存储；

步骤五：箱涵工程地基按规范要求进行处理，将预制涵洞钢制连接构造构件运至现场进行拼装，拼装方案具体如下：

1）先将中间箱涵节段吊装至安装位置，并进行精确定位；再将膨胀橡胶止水条11用胶水张贴在止水槽3中形成闭合圈；后将橡胶垫片13用胶水张贴在所有垫片槽口中；

2）将第二个预制涵洞钢制连接构造的箱涵节段吊装至安装位置，并通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的箱涵节段的拼装在一起；

3）将第三个预制涵洞钢制连接构造的箱涵节段吊装至中间的箱涵节段另一侧，同样通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的箱涵节段的另一端拼装在一起；

4）张拉钢棒9，使三节预制涵洞钢制连接构造的箱涵节段紧密连接在一起；

5）循环1~4步骤，致使所有的箱涵节段顺利拼装完成；

6）用砂浆将预留孔7进行灌浆密实，并用混凝土砂浆将连接进行密封；

7）用橡胶密封材料11将钢板接口2的钢板外坡口5和钢板内坡口6进行密封；

8）用混凝土将连接槽口进行密封处理；

预制涵洞钢制连接构造拼装完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.预制涵洞钢制连接构造，包括依次连接的各箱涵节段，其特征在于，每箱涵节段包括钢筋混凝土结构（1）和钢板接口（2），所述钢板接口（2）具有用于对所述钢筋混凝土结构（1）端面进行覆盖的贴合板（21）和用于对所述钢筋混凝土结构（1）端部周向进行包覆的围板（22）；

所述贴合板（21）和/或围板（22）上设置有若干凸起结构（10），在所述钢筋混凝土结构（1）浇筑的过程中，通过将所述凸起结构（10）埋置在所述钢筋混凝土结构（1）实现对所述钢板接口（2）的固定；

所述钢筋混凝土结构（1）设置有贯穿长度方向的至少4个预留孔（7），所述钢板接口（2）上设置有与所述预留孔（7）对应的孔位，各箱涵节段间通过贯穿所述预留孔（7）和孔位间的钢棒（9）连接；

所述贴合板（21）上围绕所述箱涵节段的箱室设置有环状的止水槽（3），用于放置膨胀橡胶止水条（4）；

所述预留孔（7）的端部向内缩进形成凹槽结构，所述孔位周围钢板与所述凹槽结构具有相等轮廓凹陷，形成嵌设于所述凹槽结构内的垫片槽口（12），用于放置对所述预留孔（7）进行密封的橡胶垫片（13）。

2.根据权利要求1所述的预制涵洞钢制连接构造，其特征在于，所述贴合板（21）的内环和/或外环边缘处设置有坡口结构，相连两所述箱涵节段间的坡口结构贴合后形成的环状槽体通过橡胶密封材料（11）进行密封。

3.根据权利要求1所述的预制涵洞钢制连接构造，其特征在于，所述钢筋混凝土结构（1）在其内部设置有连接槽（14），用于安装对所述钢棒（9）进行张拉的千斤顶结构。

4.根据权利要求1所述的预制涵洞钢制连接构造的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将中间的所述箱涵节段吊装至安装位置，并定位；

将第二个所述箱涵节段吊装至中间的所述箱涵节段的一侧，并通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的所述箱涵节段实现拼接；

将第三个所述箱涵节段吊装至中间的所述箱涵节段的另一侧，同样通过预应力张拉或顶推的方式，使其与中间的所述箱涵节段实现拼接；

将所述钢棒（9）贯穿于三个箱涵节段的所述预留孔（7），通过张拉所述钢棒（9），实现三个箱涵节段的连接；

重复上述两端逐一拼接所述箱涵节段的步骤，并通过所述钢棒（9）连接各所述箱涵节段完成现场拼装；

将所述预留孔（7）进行灌浆密实，并对相邻两所述箱涵节段间的连接处进行密封。

5.根据权利要求4所述的预制涵洞钢制连接构造的施工方法，其特征在于，所述箱涵节段的加工包括以下步骤：

确定所述箱涵节段的具体尺寸；

根据所确定的尺寸对所述钢板接口（2）进行加工；

绑扎装配式钢-混组合结构的钢筋、固定PVC管（8）和所述钢板接口（2）；

实现所述钢筋混凝土结构（1）的浇筑。