CN113123259A - 一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构及施工方法，涉及城市道路及桥涵工程，采用钢板对现有箱涵加固并采用锚栓固定，钢板在锚栓固定的约束下，限制钢板的移动和变形，钢板与现有箱涵之间的缝隙注浆，形成良好的接触，增加了接触面积，使得车辆荷载对现有箱涵的作用力分散，现有箱涵所受的内力减小，现有箱涵两侧增设搭板，形成一个共同受力的整体结构构造，采用较薄的结构层满足浅埋箱涵加铺路面的构造要求。该结构克服了现有箱涵受道路标高限制，埋深较浅上部构造厚度小，箱涵结构强度不满足扩建道路荷载的缺陷，利用现有箱涵进行加固，节约造价，减少施工周期，对现状道路交通影响小。

Description

一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构及施工方法，涉及城市道路及桥涵工程，特别涉及一种现有埋深较浅的箱涵加固补强结构及施工方法。

背景技术

路面车行道下的箱涵设计，当箱涵顶面覆土厚度小于500mm时，计算出的荷载对箱涵作用的内力较大，箱涵设计需要增加构造尺寸和钢筋截面。在城市道路改造工程中，往往会遇到一些现有的过路箱涵，箱涵顶部覆土较小，原有箱涵未考虑远期道路的发展，荷载标准较低，道路改造扩建时达不到设计荷载要求。直接在箱涵顶上铺筑路面，车辆荷载对箱涵作用较大，常见的方法是在箱涵上部增加钢筋混凝土板，分散受力扩大受力面积，提高箱涵的承载能力。但受到道路控制标高的限制，又不能抬高路面增加覆土厚度，这种情况下一般都是拆除旧箱涵，重新设计建造。现有箱涵拆除重建受到现有水体标高的限制，又不能降低箱涵的标高，这就存在箱涵不能降低也不能提高的矛盾，而且拆除重建工程投资成本大，施工周期长、对现状道路交通影响大。

现有技术也有在箱涵上部设置一定厚度的钢板，利用钢板的强度扩散受力，提高承载能力的做法。但铺设钢板与箱涵并非紧密接触，实际上是很多的点支撑，这种点支撑的实际受力面积很小，钢板通过这些点压在箱涵上，作用点的压强很大，对箱涵产生不利影响。钢板无约束受力时产生弯曲和滑移，也会对箱涵和路面产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构及施工方法，采用钢板对现有箱涵加固并采用锚栓固定，钢板在锚栓固定的约束下，限制钢板的移动和变形，钢板与现有箱涵之间的缝隙注浆，形成良好的接触，增加了接触面积，使得车辆荷载对现有箱涵的作用力分散，现有箱涵所受的内力减小，现有箱涵两侧增设搭板，形成一个共同受力的整体结构构造，采用较薄的结构层满足浅埋箱涵加铺路面的构造要求。

本发明是通过以下技术实现的：一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构，包括旧箱涵、牛腿、搭板、补强钢板、路面基层、路面面层。所述的牛腿设置在旧箱涵的两个长边上的侧壁外侧，旧箱涵设置有牛腿的两侧外设置搭板，搭板的一端搭接在牛腿上，另一端与路基衔接，搭板顶面与旧箱涵顶面平齐。所述的补强钢板设置在旧箱涵和搭板之上，采用若干锚固栓锚固，补强钢板上设置有若干注浆管，补强钢板与旧箱涵和搭板之间的缝隙通过注浆管填充形成注浆层，补强钢板上设置钢丝网，钢丝网与补强钢板焊接，钢丝网起到防止路面结构滑移的作用，路面基层铺设在补强钢板、搭板、路基上，路面基层上铺设路面面层，补强钢板在锚固栓的约束下，与旧箱涵和搭板形成一个共同受力的整体结构构造。

所述的牛腿是在旧箱涵的两个侧壁外侧，是以锚板、箍筋、纵筋作为牛腿基础通过植筋浇筑混凝土方式而成钢筋混凝土块。

所述的牛腿基础具体包括在旧箱涵侧壁的外侧纵向间隔设置的锚板、牛脚形状的箍筋及穿插在箍筋上的纵筋构成的钢筋骨架，所述锚板均采用膨胀钉固定在旧箱涵的侧壁上，锚板的间距为500~1000mm，靠近锚板二根纵筋焊接在锚板上。

所述的搭板的长度与旧箱涵的长度相同，宽度为4000~6000mm，采用钢筋混凝土浇筑。

所述的补强钢板采用厚度为20~30mm的钢板，补强钢板伸出旧箱涵在搭板上的宽度为500~1000mm，补强钢板的长度与旧箱涵的长度相同，补强钢板在对应锚固栓和注浆管的位置钻孔，孔的直径与锚固栓和注浆管直径配套。

所述的锚固栓采用M12~M16，长度为100~150mm的膨胀螺栓，锚固栓均匀分布，分布的行间距为500~1500mm，列间距为500~1000mm，锚固栓在每侧搭板上至少有一行，在旧箱涵上至少有二行。

所述的注浆管为DN20~DN25的钢管，长50~100mm，一端插入补强钢板的孔中并焊牢，另一端设有螺纹，用于与注浆泵连接，注浆管均匀分布，间隔1~2个锚固栓设置一个。

所述的钢丝网采用钢丝直径3~5mm，孔径20×20mm~50×50mm的焊制钢丝网片，纵横间隔200~500mm一点与补强钢板电焊焊接。

一种道路浅埋箱涵加固补强结构的施工方法：

第一步，进行下部处理，施工步骤如下：

a.清除旧箱涵上的覆土结构，两侧壁外开挖牛腿施工槽；

b.将制作好的锚板按照间隔500~1000mm定位，采用冲击钻钻孔，采用膨胀钉将锚板固定在旧箱涵的侧壁外侧，将绑扎好的钢筋骨架的二根纵筋焊接在锚板上，按照牛腿的尺寸支模，采用C30~C35混凝土浇筑牛腿；

c.将绑扎好的搭板钢筋放置在处理好的基底上，支模采用C30~C35混凝土浇筑搭板。

第二步，设置加固构造，施工步骤如下：

a.将钻好锚固栓孔和注浆管孔的补强钢板放置在旧箱涵和搭板上，调整好位置，在锚固栓孔处采用冲击钻在旧箱涵和搭板上钻孔，将锚固栓插入钻孔内，拧紧锚固栓膨胀螺栓的螺母，将螺母周边与补强钢板电焊焊牢，切除膨胀螺栓多余的螺纹；

b.将注浆管焊接在补强钢板的钻孔处，采用高压管将注浆管与注浆泵连接，从补强钢板的中部逐渐向边缘的注浆管注浆，在补强钢板与旧箱涵和搭板之间形成填充密实的注浆层；

c.切除高出补强钢板的注浆管，在补强钢板上铺设钢丝网，钢丝网纵横方向每间隔300~500mm与补强钢板焊接。

第三步，铺设路面结构层，施工步骤如下：

a. 在补强钢板、搭板、路基上洒布粘层油；

b.摊铺碾压路面基层；

c.在路面基层上洒布粘层油；

d. 摊铺碾压路面面层。

本发明的有益效果是：克服了现有箱涵受道路标高限制，埋深较浅上部构造厚度小，箱涵结构强度不满足扩建道路荷载的缺陷，利用现有箱涵进行加固，节约造价，减少施工周期，对现状道路交通影响小。

附图说明

图1为本发明用于道路浅埋箱涵加固补强结构平面图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为箱涵角部局部大样图；

图4锚固栓与补强钢板固定大样图；

图5注浆管与补强钢板焊接大样图；

图中：1-旧箱涵，2-牛腿，3-搭板，4-补强钢板，5-路面基层，6-路面面层，7-路基，8-锚固栓，9-注浆管，10-注浆层，11-钢丝网，12-锚板，13-膨胀钉，14-纵筋，15-箍筋。

具体实施方式

为了本领域技术人员更好地理解本发明，结合图1～图5对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

本发明是利用原有达不到改建道路设计荷载标准的箱涵，对原有箱涵进行加固使其到达设计荷载标准，箱涵加固补强结构平面图见图1，箱涵加固箱涵加固横剖面见图2 ，图2是图1的A-A剖面。用于道路浅埋箱涵加固补强结构，包括旧箱涵1、牛腿2、搭板3、补强钢板4、路面基层5、路面面层6。牛腿2是在旧箱涵1上增设的，设置旧箱涵1的长边的两个侧壁的外侧，旧箱涵1设置有牛腿2的两侧设置搭板3，搭板3的一端搭接在牛腿2上，搭板3顶面与旧箱涵1顶面平齐，搭板3另一端与路基7衔接，见图2，搭板3的可以起到分散旧箱涵1顶部的荷载，部分荷载作用在旧箱涵1两侧的地基上。补强钢板4设置在旧箱涵1和搭板3之上，起到提高抗压能力和分散荷载作用。补强钢板4采用若干均匀分布的锚固栓8锚固，限制补强钢板4在旧箱涵1和搭板3上的位移。补强钢板4上设置有若干均匀分布的注浆管9，补强钢板4与旧箱涵1和搭板3之间的缝隙，通过注浆管9填充形成注浆层10，形成良好的接触，增加了接触面积，使得车辆荷载对现有箱涵的作用力分散，现有箱涵所受的内力减小。补强钢板4上设置钢丝网11，钢丝网11与补强钢板4焊接，钢丝网11起到防止路面结构滑移的作用。路面基层5铺设在补强钢板4、搭板3、路基7上，路面基层5上铺设路面面层6，补强钢板4在锚固栓8的约束下，与旧箱涵1和搭板3形成一个共同受力的整体结构构造，采用较薄的结构层满足浅埋箱涵加铺路面的构造要求。

牛腿2是在旧箱涵1的两个侧壁外侧，是以锚板12、箍筋15、纵筋14作为牛腿基础采用植筋方式浇筑的钢筋混凝土形成牛腿2，牛腿基础具体包括在旧箱涵1侧壁的外侧纵向间隔设置的锚板12、牛脚形状的箍筋15及穿插在箍筋上的纵筋14构成的钢筋骨架。所述锚板12采用膨胀钉13固定在旧箱涵1的侧壁上，锚板12的间距500~1000mm，靠近锚板的二根纵筋14焊接在锚板12上。见图2、图3。

搭板3的长度L与旧箱涵1的长度相同，宽度B为4000~6000mm，采用钢筋混凝土浇筑。补强钢板4采用厚度为20~30mm的钢板，补强钢板4伸出旧箱涵1在搭板3上的宽度W=500~1000mm，补强钢板4的长度L与旧箱涵1的长度相同，见图1。

补强钢板4在对应锚固栓8和注浆管9的位置钻孔，孔的直径与锚固栓8和注浆管9配套。锚固栓8采用M12~M16，长度100~150mm的膨胀螺栓，锚固栓8螺母周边与补强钢板4电焊焊牢，见图4。锚固栓8的行间距H=500~1500mm，列间距V=500~1000mm，锚固栓8在每侧搭板3上至少一行，不限定一行，在旧箱涵1上至少二行，不限定二行，见图1。

注浆管9为DN20~DN25的钢管，长50~100mm，一端插入补强钢板4的孔中并焊牢，另一端设有螺纹，用于与注浆泵连接，见图5。注浆管9间隔1~2个锚固栓8设置一个。钢丝网11采用钢丝直径3~5mm，孔径20×20mm~50×50mm的焊制钢丝网片，纵横间隔200~500mm一点与补强钢板4电焊焊接。

道路浅埋箱涵加固补强结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步，进行下部处理，施工步骤如下：

a.清除旧箱涵1上的覆土结构，两侧壁外开挖牛腿2施工槽；

b.将制作好的锚板12按照间隔500~1000mm定位，采用冲击钻钻孔，采用膨胀钉13将锚板12固定在旧箱涵1的侧壁外侧，将绑扎好的钢筋骨架的二根纵筋14焊接在锚板12上，按照牛腿2的尺寸支模，采用C30~C35混凝土浇筑牛腿2；

c.将绑扎好的搭板3钢筋放置在处理好的基底上，支模采用C30~C35混凝土浇筑搭板3。

第二步，设置加固构造，施工步骤如下：

a.将钻好锚固栓8孔和注浆管9孔的补强钢板4放置在旧箱涵1和搭板3上，调整好位置，在锚固栓8孔出采用冲击钻在旧箱涵1和搭板3上钻孔，将锚固栓8插入钻孔内，拧紧锚固栓8膨胀螺栓的螺母，将螺母一周与补强钢板4电焊焊牢，切除膨胀螺栓多余的螺纹；

b.将注浆管9焊接在补强钢板4的钻孔处，采用高压管将注浆管9与注浆泵连接，从补强钢板4的中部逐渐向边缘的注浆管9注浆，在补强钢板4与旧箱涵1和搭板3之间形成填充密实的注浆层10；

c.切除高出补强钢板4的注浆管9，在补强钢板4上铺设钢丝网11，钢丝网11纵横方向间隔300~500mm一处与补强钢板4焊接。

第三步，铺设路面结构层，施工步骤如下：

a. 在补强钢板4、搭板3、路基7上洒布粘层油；

b.摊铺碾压路面基层5；

c.在路面基层5上洒布粘层油；

d. 摊铺碾压路面面层6；

箱涵上部的路面基层5和路面面层6应与衔接道路的路面结构层一起铺设。

本发明申请文件及附图和实施方式所描述的构造和方法，仅是一个箱涵加固的实施例，而不是限制性的，本领域的技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，都在本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：包括旧箱涵（1）、牛腿（2）、搭板（3）、补强钢板（4）、路面基层（5）、路面面层（6），所述的牛腿（2）设置在旧箱涵（1）的两个长边上的侧壁的外侧，旧箱涵（1）设置有牛腿（2）的两侧外设置搭板（3），搭板（3）的一端搭接在牛腿（2）上，另一端与路基（7）衔接，搭板（3）顶面与旧箱涵（1）顶面平齐；所述的补强钢板（4）设置在旧箱涵（1）和搭板（3）之上，采用若干锚固栓（8）锚固，补强钢板（4）上设置有若干注浆管（9），补强钢板（4）与旧箱涵（1）和搭板（3）之间的缝隙通过注浆管（9）填充形成注浆层（10），补强钢板（4）上设置钢丝网（11），钢丝网（11）与补强钢板（4）焊接，路面基层（5）铺设在补强钢板（4）、搭板（3）、路基（7）上，路面基层（5）上铺设路面面层（6）。

2.根据权利要求1所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述的牛腿（2）是在旧箱涵（1）的两个侧壁外侧，是以锚板、箍筋、纵筋作为牛腿基础并通过植筋浇筑混凝土方式而成钢筋混凝土块。

3.根据权利要求2所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述牛腿基础具体包括在旧箱涵（1）侧壁的外侧纵向间隔设置锚板（12）、牛脚形状的箍筋（15）及穿插在箍筋上的若干纵筋（14）构成的钢筋骨架，所述锚板（12）均采用膨胀钉（13）固定在旧箱涵（1）的侧壁上，锚板（12）的间距500~1000mm，靠近锚板（12）的二根纵筋（14）焊接在锚板（12）上。

4.根据权利要求1所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述的搭板（3）的长度与旧箱涵（1）的长度相同，宽度为4000~6000mm，采用钢筋混凝土浇筑。

5.根据权利要求1所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述的补强钢板（4）采用厚度为20~30mm的钢板，补强钢板（4）伸出旧箱涵（1）在搭板（3）上的宽度为500~1000mm，补强钢板（4）的长度与旧箱涵（1）的长度相同，补强钢板（4）在对应锚固栓（8）和注浆管（9）的位置设置钻孔，孔的直径与锚固栓（8）和注浆管（9）直径配套。

6.根据权利要求1所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述的锚固栓（8）采用M12~M16、长度为100~150mm的膨胀螺栓，锚固栓（8）均匀分布，行间距为500~1500mm，列间距为500~1000mm，锚固栓（8）在每侧搭板（3）上至少一行，在旧箱涵（1）上至少二行。

7.根据权利要求1所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述的注浆管（9）为DN20~DN25的钢管，长50~100mm，一端插入补强钢板（4）的孔中并焊牢，另一端设有螺纹，用于与注浆泵连接，注浆管（9）均匀分布，间隔1~2个锚固栓（8）设置一个。

8.根据权利要求1所述的用于道路浅埋箱涵加固补强结构，其特征是：所述的钢丝网（11）采用钢丝直径3~5mm，孔径20×20mm~50×50mm的焊制钢丝网片，纵横间隔200~500mm一点与补强钢板（4）电焊焊接。

9.一种如权利要求1-8任一权利要求所述的道路浅埋箱涵加固补强结构的施工方法，其特征是：包括以下步骤：第一步，进行下部处理：

a.清除旧箱涵（1）上的覆土结构，两侧壁外开挖牛腿（2）施工槽；

b.将制作好的锚板（12）按照间隔500~1000mm定位，采用冲击钻钻孔，采用膨胀钉（13）将锚板（12）固定在旧箱涵（1）的侧壁外侧，将绑扎好的钢筋骨架的二根纵筋（14）焊接在锚板（12）上，按照牛腿（2）的尺寸支模，采用C30~C35混凝土浇筑牛腿（2）；

c.将绑扎好的搭板（3）钢筋放置在处理好的基底上，支模采用C30~C35混凝土浇筑搭板（3）；

第二步，设置加固构造：

a.将钻好锚固栓（8）孔和注浆管（9）孔的补强钢板（4）放置在旧箱涵（1）和搭板（3）上，调整好位置，在锚固栓（8）孔处采用冲击钻在旧箱涵（1）和搭板（3）上钻孔，将锚固栓（8）插入钻孔内，拧紧锚固栓（8）膨胀螺栓的螺母，将螺母周边与补强钢板（4）电焊焊牢，切除膨胀螺栓多余的螺纹；

b.将注浆管（9）焊接在补强钢板（4）的钻孔处，采用高压管将注浆管（9）与注浆泵连接，从补强钢板（4）的中部逐渐向边缘的注浆管（9）注浆，在补强钢板（4）与旧箱涵（1）和搭板（3）之间形成填充密实的注浆层（10）；

c.切除高出补强钢板（4）的注浆管（9），在补强钢板（4）上铺设钢丝网（11），钢丝网（11）纵横方向每间隔300~500mm与补强钢板（4）焊接；

第三步，铺设路面结构层：

a. 在补强钢板（4）、搭板（3）、路基（7）上洒布粘层油；

b.摊铺碾压路面基层（5）；

c.在路面基层（5）上洒布粘层油；

d. 摊铺碾压路面面层（6）。

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