CN217783527U - 一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，包括底部支撑结构、拱形钢波纹板支护结构、衬砌，在底部支撑结构上方架设拱形钢波纹板支护结构，衬砌设于拱形钢波纹板支护结构外表面；底部支撑结构包括远山侧扩大基础、近山侧扩大基础和横向连梁；衬砌包括远山侧扩大基础上的方柱、暗梁、侧边加固体以及近山侧扩大基础上方的环向衬砌；拱形钢波纹板支护结构一侧拱脚处通过第一对接结构与远山扩大基础相连接，另一侧拱脚处通过第二对接结构与近山侧扩大基础相连接；拱形钢波纹板支护结构包括拱形钢波纹板和拱形支撑结构，拱形支撑结构紧贴在钢波纹板内侧。本实用新型安全性高、施工快捷，受力性能好，特别适用于山区道路坍塌落石等路段。

Description

一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞

技术领域

本实用新型涉及一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，属于棚洞技术领域。

背景技术

随着我国西部山区公路修建不断完善，各种自然灾害如山体滑坡、落石、泥石流、地震、雪灾等严重影响着山区公路的正常通行，同时，对于传统现浇型钢筋混凝土棚洞，其施工周期长，造价高，结构自重大，多雨水地区结构渗漏严重等问题同样严重影响着棚洞结构的使用寿命和安全性。同样的，当常年落石、塌方等逐渐累积在棚洞上侧，对棚洞结构的安全性也是严重的考验。

针对现存山区公路以及传统现浇钢筋混凝土棚洞的问题，特别是对于常年坍塌、落石区域，需要设计更加稳固且方便施工的棚洞。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其更加适合常年落石堆积的山区公路，从而解决传统现浇钢筋混凝土棚洞结构自重大，占地面积广，造价成本高等问题，更加适用于解决常年出现落石堆积、坍塌等路段的棚洞出现结构破坏，整体性失稳等问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，包括底部支撑结构、拱形钢波纹板支护结构、衬砌，在底部支撑结构上方架设拱形钢波纹板支护结构，衬砌设于拱形钢波纹板支护结构外表面；所述底部支撑结构包括远山侧扩大基础、近山侧扩大基础和横向连梁；所述衬砌包括远山侧扩大基础上的方柱、暗梁、侧边加固体以及近山侧扩大基础上方的环向衬砌；所述拱形钢波纹板支护结构一侧拱脚处通过第一对接结构与远山侧扩大基础相连接，另一侧拱脚处通过第二对接结构与近山侧扩大基础相连接；所述拱形钢波纹板支护结构包括拱形钢波纹板和拱形支撑结构，拱形支撑结构紧贴在钢波纹板内侧。

进一步的，所述远山侧扩大基础和近山侧扩大基础通过横向连梁构成一个整体，底部设置混凝土垫层，通过砂浆锚杆与两基础相连。

进一步的，所述衬砌为钢筋混凝土结构，衬砌拱顶处混凝土一次浇筑成型。

进一步的，所述方柱、暗梁、侧边加固体依次呈倾斜设置，所述方柱的体积和配筋率大于环向衬砌。

进一步的，所述侧边加固体侧面墙身及环向衬砌拱顶处通过连接钢筋，将棚洞整体与洞身相连构成整体结构。

进一步的，所述拱形钢波纹板采用热侵镀锌防腐处理。

进一步的，相连的所述拱形钢波纹板之间留有搭接孔，通过搭接的方式连接，并通过高强度螺栓进行固结。

进一步的，所述拱形支撑结构为拱形钢架，结构断面为工字型，拱形支撑结构外侧可以和拱形钢波纹板完全贴合安装，沿棚洞轴向方向每三个拱形钢波纹板处设置一个所述拱形支撑结构。

进一步的，所述第一对接结构和第二对接结构相同，均包括地脚螺栓、角钢，螺母、高强度螺栓；所述地脚螺栓预埋浇筑在远山侧扩大基础和近山侧扩大基础内，并穿过角钢水平面后，采用螺母紧固连接，拱形钢波纹板和角钢竖直面之间采用高强度螺栓锚固，实现拱形钢波纹板与远山侧扩大基础和近山侧扩大基础的固结。

进一步的，所述拱形钢波纹板与角钢的连接面处浇筑由混凝土形成的衬砌。

本实用新型的有益效果：

本实用新型棚洞采用装配式波纹钢板内衬同时搭配拱形钢架拱形支撑结构，波纹钢板具有自重轻，强度高，受力性能良好的特点，搭配拱形支撑结构，整体内衬结构的强度将得到极大的提升，两种结构均施工模块支架简单，作业人员安全性高，可以有效解决山区公路占地小而施工难度大的问题，对于长期落石堆积，塌方等路段，该结构具有更好的耐久性以及安全性。

附图说明

图1为本实用新型棚洞的整体结构示意图；

图2为本实用新型棚洞中钢波纹板与拱形支撑结构拼装图；

图3为拱形支撑结构断面图；

图4为第一对接结构细部放大图；

图5为第二对接结构细部放大图；

图中，底部支撑结构1、钢波纹板支护结构2、衬砌3、远山侧扩大基础4、近山侧扩大基础5、方柱6、暗梁7、侧边加固体8、环向衬砌9、对接结构10、对接结构11、钢波纹板12、拱形支撑13、横向连梁14、连接钢筋15、地脚螺栓20、角钢21、螺母22、高强度螺栓23。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，包括底部支撑结构1、拱形钢波纹板支护结构2、衬砌3，在底部支撑结构1上方架设拱形钢波纹板支护结构2，衬砌3设于拱形钢波纹板支护结构2外表面；所述底部支撑结构1包括远山侧扩大基础4、近山侧扩大基础5和横向连梁14；所述衬砌3包括远山侧扩大基础4上的方柱6、暗梁7、侧边加固体8以及近山侧扩大基础5上方的环向衬砌9；所述拱形钢波纹板支护结构2一侧拱脚处通过第一对接结构10与远山侧扩大基础4相连接，另一侧拱脚处通过第二对接结构11与近山侧扩大基础5相连接；所述拱形钢波纹板支护结构2包括拱形钢波纹板12和拱形支撑结构13，拱形支撑结构13紧贴在钢波纹板12内侧。

具体的，远山侧扩大基础4和近山侧扩大基础5通过横向连梁14构成一个整体，底部设置混凝土垫层，可以减少两个基础的变形、改善两个基础的受力状态，通过砂浆锚杆与两基础相连，增强了两个基础对棚洞整体的约束力，提高整体受力性能。

具体的，衬砌3为钢筋混凝土结构，施工过程中，每模钢筋应整体绑扎后再两侧对称浇筑混泥土，衬砌3拱顶处混凝土一次浇筑成型，这样结构更稳固。

具体的，方柱6、暗梁7、侧边加固体8依次呈倾斜设置，具有一定的坡度，设置的目的是为了减轻落石对整个棚洞结构的冲击作用，也为了促进排水。所述方柱6的体积和配筋率大于环向衬砌9，可以承受地震荷载在方柱6内产生的水平荷载。

具体的，侧边加固体8侧面墙身及环向衬砌9拱顶处通过预埋的连接钢筋15，将棚洞整体与洞身相连构成整体结构，增强洞身和棚洞的约束作用。

具体的，拱形钢波纹板12采用热侵镀锌防腐处理，提高其防腐功能，从而提高结构的使用年限。

具体的，相连的拱形钢波纹板12之间留有搭接孔，通过搭接的方式连接，并通过高强度螺栓进行固结。能够实现快速连接，提高工作效率，并且整体受力性能好，结构也更为轻巧。拱形钢波纹板12材质及尺寸的选取应根据结构的特点以及现场所需确定，可采用材质Q345或Q355的钢板加工而成，一般地壁厚区间为3-10mm，波距*波高的尺寸包括400*150mm、380*140mm、300*110mm、200*55mm、230*64mm、150*50mm。本实施例中优先选择材质Q345、壁厚*波距*波高=7mm*300mm*110mm的钢板。

具体的，如图2-3所示，拱形支撑结构13为拱形钢架，结构断面为工字型，拱形支撑结构13外侧可以和拱形钢波纹板12完全贴合安装，可在拱形支撑结构13外侧以及拱形钢波纹板12上开设螺栓孔，通过螺栓相连。如图3所示，拱形支撑结构13外侧宽于其内侧，首先利于螺栓连接，然后工字形钢受力性能更好。一些为满足对于常年处于山区落石、塌方等区域的棚洞结构所需要更耐久的使用性以及更可靠的安全性，沿棚洞轴向方向每三个拱形钢波纹板12处设置一个所述拱形支撑结构13。

具体的，第一对接结构10和第二对接结构11相同，均包括地脚螺栓20、角钢21，螺母22、高强度螺栓23；所述地脚螺栓20预埋浇筑在远山侧扩大基础4和近山侧扩大基础5内，并穿过角钢21水平面后，采用螺母22紧固连接，拱形钢波纹板12和角钢21竖直面之间采用高强度螺栓23锚固，实现拱形钢波纹板12与远山侧扩大基础4和近山侧扩大基础5的固结。

具体的，拱形钢波纹板12与角钢21的连接面处浇筑由混凝土形成的衬砌3。

施工流程具体为：开挖俩基础，打入砂浆锚杆，地脚螺栓20预埋浇筑于扩大基础内并穿过角钢21后用螺母22固定，待结构达到设计强度后，吊装拱形钢波纹板12与角钢21对接，并由高强度螺母23固结，最后整体绑扎衬砌钢筋，并两侧对称浇筑混凝土，最后拱顶混凝土一次浇筑完成。

本实施例采用地脚螺栓20预埋浇筑于扩大基础内并穿过角钢21后用螺母22固定的方式，不但连接结构简单、操作便捷，而且连接可靠，通过吊装拱形钢波纹板12，使其预留的螺栓孔与角钢21竖直面上的螺栓孔对接后，采用高强度螺栓23固定，从而实现拱形钢波纹板12与基础连接的方式，施工方便、定位准确、连接效率高，能够确保钢波纹板受力均匀，有利于钢波纹的拼装和内力的释放，在角钢21与拱形钢波纹板12连接面采用由混凝土浇筑而成的衬砌3，能够避免连接处的部件不易受到外界腐蚀，从而延长结构的使用年限，也增加了连接处稳定性和牢固性，

显然，所述实例仅仅本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，包括底部支撑结构（1）、拱形钢波纹板支护结构（2）、衬砌（3），在底部支撑结构（1）上方架设拱形钢波纹板支护结构（2），衬砌（3）设于拱形钢波纹板支护结构（2）外表面；所述底部支撑结构（1）包括远山侧扩大基础（4）、近山侧扩大基础（5）和横向连梁（14）；所述衬砌（3）包括远山侧扩大基础（4）上的方柱（6）、暗梁（7）、侧边加固体（8）以及近山侧扩大基础（5）上方的环向衬砌（9）；所述拱形钢波纹板支护结构（2）一侧拱脚处通过第一对接结构（10）与远山侧扩大基础（4）相连接，另一侧拱脚处通过第二对接结构（11）与近山侧扩大基础（5）相连接；所述拱形钢波纹板支护结构（2）包括拱形钢波纹板（12）和拱形支撑结构（13），拱形支撑结构（13）紧贴在钢波纹板（12）内侧。

2.如权利要求1所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述远山侧扩大基础（4）和近山侧扩大基础（5）通过横向连梁（14）构成一个整体，底部设置混凝土垫层，通过砂浆锚杆与两基础相连。

3.如权利要求1所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述衬砌（3）为钢筋混凝土结构，衬砌（3）拱顶处混凝土一次浇筑成型。

4.如权利要求1所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述方柱（6）、暗梁（7）、侧边加固体（8）依次呈倾斜设置，所述方柱（6）的体积和配筋率大于环向衬砌（9）。

5.如权利要求1或4所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述侧边加固体（8）侧面墙身及环向衬砌（9）拱顶处通过连接钢筋（15），将棚洞整体与洞身相连构成整体结构。

6.如权利要求1所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述拱形钢波纹板（12）采用热侵镀锌防腐处理。

7.如权利要求1或6所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，相连的所述拱形钢波纹板（12）之间留有搭接孔，通过搭接的方式连接，并通过高强度螺栓进行固结。

8.如权利要求1所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述拱形支撑结构（13）为拱形钢架，结构断面为工字型，拱形支撑结构（13）外侧可以和拱形钢波纹板（12）完全贴合安装，沿棚洞轴向方向每三个拱形钢波纹板（12）处设置一个所述拱形支撑结构（13）。

9.如权利要求1所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述第一对接结构（10）和第二对接结构（11）相同，均包括地脚螺栓（20）、角钢（21），螺母（22）、高强度螺栓（23）；所述地脚螺栓（20）预埋浇筑在远山侧扩大基础（4）和近山侧扩大基础（5）内，并穿过角钢（21）水平面后，采用螺母（22）紧固连接，拱形钢波纹板（12）和角钢（21）竖直面之间采用高强度螺栓（23）锚固，实现拱形钢波纹板（12）与远山侧扩大基础（4）和近山侧扩大基础（5）的固结。

10.如权利要求9所述的一种拱形内衬装配式钢波纹板棚洞，其特征在于，所述拱形钢波纹板（12）与角钢（21）的连接面处浇筑由混凝土形成的衬砌（3）。

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