CN112458934B - 钢筋混凝土拱涵加固结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢筋混凝土拱涵加固结构及施工方法，属于拱涵修补技术领域。本发明包括钢筋混凝土拱涵加固导流体系和钢筋混凝土拱涵内撑梁柱加固结构组成。钢筋混凝土拱涵加固导流体系在拱涵上游侧洞口拉接预制板封闭，通过水泵体系悬吊排水管进行洞内导流，有效避免水流对拱涵加固施工的影响；钢筋混凝土拱涵内撑梁柱加固结构在拱涵原结构侧墙凿槽植筋，并在墙身定型模板与支撑内模间通过调节丝杆进行内撑梁柱浇筑模板安装定位，提高加快新增内撑现浇梁柱模板安装精度，并在相邻内撑柱间安装桁架式支模结构进行新增弧形现浇扁梁浇筑，加强钢筋混凝土拱涵加固效果。本发明可降低现场模板支设难度，改善现场施工质量、提高施工效率。

Description

钢筋混凝土拱涵加固结构及施工方法

技术领域

本发明属于拱涵修补技术领域，特别是涉及钢筋混凝土拱涵加固结构及施工方法。

背景技术

钢筋混凝土拱涵作为排水、跨路的重要结构物，具有施工成本低廉、工艺简单、承载能力强等优点，在交通工程中有着极为广泛的应用。然而，随着使用年限的增长以及承受交通荷载的不断增加，拱涵结构容易出现各类病害，危及到结构耐久性和使用安全。

涵洞的维修加固是重要的涵洞养护措施之一。在传统的桥涵维修加固工程中，常常采用纯增大拱截面(如外包混凝土套拱法)、增大截面加粘钢板、增大截面加型钢等方法。然而传统的加固方法存在施工效率低，加固能力有限，对涵洞整体加固效果不佳等问题，难以在根本上提高拱涵的承载能力。因此，需要研究一种拱涵加固结构及施工方法，通过新增内撑梁柱的方法，从根本上提高其结构的承载能力，优化其结构连接、加固方式，保证其结构体系的整体稳定性和安全性，并保证拱涵加固维修质量。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种钢筋混凝土拱涵加固结构及施工方法，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明为钢筋混凝土拱涵加固结构及施工方法，包括如下步骤：步骤1、施工准备：现场测绘确定拱涵的空间位置；

步骤2、拱涵加固导流体系施工：开挖临时储水槽，通过预制挡水板将拱涵段处的水进行截断，并将截断的水通过置抽水泵抽入临时储水槽；

步骤3、函身钻孔植筋：对拱涵原结构混凝土侧墙表面锚杆位置放样，钻孔后，通过锚杆将定型模板固定在在混凝土侧墙上，并通过焊接固定；

步骤4、内撑梁柱模板拼装：凿出内撑梁柱基础位置混凝土，并在挖掘处放置钢筋笼，在钢筋笼上安装支撑内模，通过第二调节丝杆调节支撑内模位置，两侧支撑内模通过对拉螺杆进行固定；

步骤5、弧形扁梁模板支设:定型模板顶部通过调节螺栓固定对拉杆，对拉杆中间设置钢铰支座固定斜拉杆，弧形扁梁模板间通过斜拉杆连接形成桁架式支模体系；

步骤6、混凝土浇筑，先对钢筋笼处位置进行浇筑，后浇筑拱涵内撑柱基础，之后浇筑弧形扁梁模板。

进一步地，拱涵的两端口的水体均通过预制挡水板进行截断。

进一步地，挡水板底部及两侧分别同两岸进行密封处理，水道两侧边堤放置抽水泵连接排水管，排水管穿过涵洞进行抽排水，临时储水槽位于拱涵上游的水道内。

进一步地，预制挡水板上设置有引管槽，抽水泵具有进水口及出水口，进水口及出水口均连接有排水管，排水管沿引管槽排布。

进一步地，预制挡水板的背水面安装有支撑结构，支撑结构包括第一调节丝杆、固定底座和第一铰接支座，调节丝杆的两端均安装有第一铰接支座，一第一铰接支座通过螺杆固定在预制挡水板上，另一第一铰接支座通过螺杆固定在固定底座上，固定底座设置在河底。

进一步地，支撑内模为由模板围成的截面呈矩形的筒体，相对所设的量模板之间通过对拉螺杆连接。

支撑内模和定型模板之间设置有第二调节丝杆。

第二调节丝杆的两端均连接有第二铰接支座，第二铰接支座通过螺栓固定在定型模板和支撑内模。

弧形扁梁浇筑时，弧形扁梁模板下还安装有撑杆。

钢筋混凝土拱涵，是通过以上步骤进行加固的。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置钢筋混凝土拱涵加固导流体系，在拱涵上游侧洞口拉接预制板封闭，并通过悬吊排水管进行洞内导流以及采用水泵体系辅助抽排水，有效避免水流对拱涵加固维修施工的影响，提高施工效率。

通过凿槽植筋进行原拱涵墙身加固修复，并在墙身定型模板与支撑内模间通过调节丝杆进行内撑梁柱浇筑模板安装定位，有效提高加快新增内撑现浇梁柱模板安装精度，提高施工质量与效率。

通过设置拱顶新增弧形现浇扁梁模板体系，在相邻内撑柱间安装桁架式支模结构，有效提高现浇扁梁模板支设效果。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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是钢筋混凝土拱涵加固前导流装置示意图；

图2是预制挡水板安装结构图；

图3是拱涵凿槽植筋新增内撑预制装配式梁柱结构图；

图4是拱顶新增弧形现浇扁梁模板体系结构图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-拱涵，2-八字墙，3-边堤，4-水道，5-临时储水槽，6-预制挡水板，7-第一铰接支座，8-螺杆，9-固定底座，10-第一调节丝杆，11-抽水泵，12-进水口，13-出水口，14-排水管，15-引管槽，16-拱涵原结构基础，17-拱涵原结构墙身，18-锚固锚杆，19-定型模板，20-螺栓，21-支撑内模，22-第二铰接支座，23-第二调节丝杆，24-对拉螺杆，25-紧固螺栓，26-斜撑杆，27-弧形扁梁模板，28-拱涵内撑柱基础，29-拱涵内撑柱，30-调节螺栓，31-对拉杆，32-钢铰支座，33-斜拉杆，34-撑杆，35-弧形扁梁。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

钢筋之间焊接技术要求，混凝土浇筑要点、素土夯实、桩基施工质量标准等，本发明不再累述，重点阐述本发明结构的实施方式。

请参阅图1-4所示，在对钢筋混凝土拱涵加固结构支撑体系。

在进行钢筋混凝土拱涵加固前需要对拱涵1抽水，具体的在拱涵1上游侧洞口安装预制挡水板6，挡水板6的两侧分别抵触于两岸，通过挡水板6对水流进行阻隔，相应的预制挡水板6通过第一调节丝杆10进行支撑固定，具体的预制挡水板6上设置第一铰接支座7，在河底上预制混凝土固定基础并安装固定底座9，固定方式通过螺杆8进行固定，挡水板6上安装有铰接支座7，第一调节丝杆10的端部连接于第一铰接支座7，挡水板6上迎水面的附近设置临时储水槽5，水道4两侧边堤3上固定抽水泵11，抽水泵进水口12及出水口13与排水管14连接，排水管14通过预制挡水板6上端预留的引管槽15，通过抽水泵11将拱涵1中的水抽入临时储水槽5所在的区域。

拱涵1中支立支撑内模21，支撑内模21为由模板围成的截面呈矩形的筒体，相对所设的量模板之间通过对拉螺杆24连接，拱涵1的两侧壁上均通过锚固锚杆18安装有一排定性模板19，支撑内模21和定型模板19之间设置有第二调节丝杆23。

具体的，第二调节丝杆23两端均连接有第二铰接支座22，第二铰接支座22通过螺栓20固定在定型模板19和支撑内模21。

随后设置支撑内模21，由支撑内模21支撑弧形扁梁模板27，另外的支撑内模21的顶端两侧分别和相对侧的定性模板19之间设置有斜撑杆26，通过斜撑杆26和第二调节丝杆23防止支撑内模21发生倾斜，以上两种调节丝杆在拉伸后锁定拉伸长度。

一排定性模板19通过锚固锚杆18固定在拱涵1的侧壁上，且在固定完成后对锚固锚杆18和定性模板19的接触部分进行焊接。

第二调节丝杆23的两端均连接有第二铰接支座22，第二铰接支座22通过螺栓20固定在定型模板19和支撑内模21。

其中在立支撑内模21之前在拱涵原结构基础16上预先浇筑拱涵内撑柱基础28。

支撑内模21支立完成后进行混凝土浇筑，形成拱涵内撑柱29。

优选的，进行弧形扁梁35的浇筑支模是在立支撑内模21支立完成后进行的，首先对弧形扁梁模板27进行支撑固定，弧形扁梁模板27设置在立支撑内模21的顶端，通过在弧形扁梁模板27下安装有撑杆34，撑杆34的底部固定在拱涵原结构基础16上，拱涵1两侧墙壁上固定的定型模板19顶端上设置有对拉杆31，对拉杆31和弧形扁梁模板27之间设置有斜拉杆33，多个斜拉杆33和对拉杆31、弧形扁梁模板27安装排布呈桁架式支模结构排列。

支撑内模21的顶端两侧分别和相对侧的定性模板19之间设置有斜撑杆26。

对拉杆31的中部安装有钢铰支座32，斜拉杆33的一端交接于钢铰支座32，另一端抵于弧形扁梁模板27，其斜拉杆33的顶端抵触于弧形扁梁模板27的边缘处。

最后对弧形扁梁模板27和拱涵1涵洞的顶面之间的间隙中进行浇筑成型

针对以上钢筋混凝土拱涵加固结构支撑体系中，具体的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法包括以下步骤。

步骤1、施工准备：现场测绘确定拱涵的空间位置，测量放线；并制备施工所需的材料和装置；

步骤2、拱涵加固导流体系施工：开挖临时储水槽5，通过预制挡水板6将拱涵1段处的水进行截断，并将截断的水通过置抽水泵11抽入临时储水槽5，具体的临时储水槽5可在水道的上游区域进行挖掘，不仅仅限于河道内，相应的设置在两岸也可，或直接向下游排水。

其中，若拱涵1段所在的区域水位落差较大，可仅仅在拱涵1上游区域安装一预制挡水板6进行截断即可，其在净水区或者水位落差较小的地区需前后均安装预制挡水板6。

步骤3、函身钻孔植筋：对拱涵原结构混凝土侧墙17表面锚杆位置放样，钻孔后，通过锚杆18将定型模板19固定在在混凝土侧墙17上，通过定型模板19对拱涵1的侧壁进行加固；

步骤4、内撑梁柱模板拼装：凿出内撑梁柱基础28位置混凝土，并在挖掘处放置钢筋笼，在钢筋笼上安装支撑内模21，通过第一调节丝杆23调节支撑内模21位置，两侧支撑内模21通过对拉螺杆24进行固定，具体的在第一调节丝杆23的两端设置交接支座22提高第一调节丝杆23固定的便利性；

步骤5、弧形扁梁模板支设:定型模板19顶部通过调节螺栓30固定对拉杆31，对拉杆31中间设置钢铰支座32固定斜拉杆33，弧形扁梁模板27间通过斜拉杆33连接形成桁架式支模体系；

步骤6、混凝土浇筑，先对钢筋笼处位置进行浇筑，后浇筑拱涵内撑柱基础28，之后浇筑弧形扁梁模板27。

具体的对内外两侧模板进行复核，先进行内撑梁柱基础28混凝土浇筑施工；待基础混凝土形成强度后，浇筑拱涵内撑柱29，浇筑时利用插入式振捣棒对混凝土进行振捣；最后进行弧形扁梁混凝土浇筑，并进行养护；

最有的收尾工作，混凝土强度检测与拆模：通过混凝土强度检测仪对混凝土强度进行实时检测，在混凝土的强度达到要求后进行支撑体系拆解，整理施工现场。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、施工准备：现场测绘确定拱涵的空间位置；

步骤2、拱涵加固导流体系施工：开挖临时储水槽（5），通过预制挡水板（6）将拱涵（1）段处的水进行截断，并将截断的水通过置抽水泵（11）抽入临时储水槽（5）；

步骤3、涵 身钻孔植筋：对拱涵原结构混凝土侧墙（17）表面锚杆位置放样，钻孔后，通过锚杆（18）将定型模板（19）固定在在混凝土侧墙（17）上；

步骤4、内撑梁柱模板拼装：凿出内撑梁柱基础（28）位置混凝土，并在挖掘处放置钢筋笼，在钢筋笼上安装支撑内模（21），其中在支立支撑内模（21）之前在拱涵原结构基础（16）上预先浇筑拱涵内撑柱基础（28），支撑内模（21）支立完成后进行混凝土浇筑，形成拱涵内撑柱（29）；

步骤5、弧形扁梁模板支设:进行弧形扁梁（35）的浇筑支模是在立支撑内模（21）支立完成后进行的，弧形扁梁模板（27）设置在立支撑内模（21）的顶端，通过在弧形扁梁模板（27）下安装有撑杆（34），撑杆（34）的底部固定在拱涵原结构基础（16）上，定型模板（19）顶部通过调节螺栓（30）固定对拉杆（31），对拉杆（31）中间设置钢铰支座（32）固定斜拉杆（33），弧形扁梁模板（27）间通过斜拉杆（33）连接形成桁架式支模体系；

步骤6、混凝土浇筑，对弧形扁梁模板（27）和拱涵（1）涵洞的顶面之间的间隙中进行浇筑成型。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，拱涵（1）的两端口的水体均通过预制挡水板（6）进行截断。

3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，挡水板底部及两侧分别同两岸进行密封处理，水道（4）两侧边堤（3）放置抽水泵（11）连接排水管，排水管（14）穿过涵洞进行抽排水，临时储水槽（5）位于拱涵（1）上游的水道内。

4.根据权利要求2所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，预制挡水板（6）上设置有引管槽（15），抽水泵（11）具有进水口（12）及出水口（13），进水口（12）及出水口（13）均连接有排水管（14），排水管（14）沿引管槽（15）排布。

5.根据权利要求2所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，预制挡水板（6）的背水面安装有支撑结构，支撑结构包括第一调节丝杆（10）、固定底座（9）和第一铰接支座（7），调节丝杆（10）的两端均安装有第一铰接支座（7），一第一铰接支座（7）通过螺杆（8）固定在预制挡水板（6）上，另一第一铰接支座（7）通过螺杆（8）固定在固定底座（9）上，固定底座（9）设置在河底。

6.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，支撑内模（21）为由模板围成的截面呈矩形的筒体，相对所设的量模板之间通过对拉螺杆（24）连接。

7.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，支撑内模（21）和定型模板（19）之间设置有第二调节丝杆（23）。

8.根据权利要求7所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，第二调节丝杆（23）的两端均连接有第二铰接支座（22），第二铰接支座（22）通过螺栓（20）固定在定型模板（19）和支撑内模（21）。

9.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法，其特征在于，弧形扁梁浇筑时，弧形扁梁模板（27）下还安装有撑杆（34）。

10.钢筋混凝土拱涵加固结构，其特征在于，是通过权利要求1到9任一所述的钢筋混凝土拱涵加固结构施工方法进行加固的。

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