CN217923158U - 一种波纹钢箱涵结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波纹钢箱涵结构，涉及公路涵洞技术领域，解决了传统混凝土箱涵结构混凝土用量大、施工难度大的问题，提高了箱涵结构的承载能力，具体方案如下：包括设置在混凝土箱涵两侧的波纹钢箱涵主体，所述波纹钢箱涵主体、混凝土箱涵均位于基坑内，所述波纹钢箱涵主体的下方、混凝土箱涵的下方均设有垫层，所述波纹钢箱涵主体、混凝土箱涵主体的上方均设有回填区，所述回填区的上方为路面结构层，所述波纹钢箱涵主体与基坑侧壁之间、波纹钢箱涵主体与混凝土箱涵之间均设有混凝土浇筑区，所述混凝土浇筑区位于回填区的下方。

Description

一种波纹钢箱涵结构

技术领域

本实用新型涉及公路涵洞技术领域，尤其是一种波纹钢箱涵结构。

背景技术

箱涵为洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞，箱涵由一个或多个方形或矩形断面组成，一般由钢筋混凝土制成，但混凝土箱涵施工周期长，对地基要求高，正常使用阶段会因自身刚度与基础刚度差异引起不均匀沉降而出现错台跳车的现象，严重时会产生裂缝等。

发明人发现，波纹钢箱涵是一种柔性结构，通过波纹钢和土体的相互作用，能够使得土体和波纹钢共同承受上部荷载，从而提高箱涵本身的承载能力，将波纹钢箱涵与传统混凝土箱涵结合使用可有效解决传统混凝土箱涵所存在的问题，而当波纹钢箱涵结构在城市中应用时，周围回填区域受到限制，其两侧的回填土的施工质量难以保证，会对波纹钢箱涵的承载能力进行一定程度的削弱。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种波纹钢箱涵结构，将波纹钢箱涵主体设置在混凝土箱涵的两侧，并在波纹钢箱涵主体的两侧浇筑混凝土，降低了波纹钢箱涵两侧的回填难度，解决了传统混凝土箱涵结构混凝土用量多、施工难度大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种波纹钢箱涵结构，包括设置在混凝土箱涵两侧的波纹钢箱涵主体，所述波纹钢箱涵主体、混凝土箱涵均位于基坑内，所述波纹钢箱涵主体的下方、混凝土箱涵的下方均设有垫层，所述波纹钢箱涵主体、混凝土箱涵主体的上方均设有回填区，所述回填区的上方为路面结构层，所述波纹钢箱涵主体与基坑侧壁之间、波纹钢箱涵主体与混凝土箱涵之间均设有混凝土浇筑区，所述混凝土浇筑区位于回填区的下方。

作为进一步的实现方式，所述垫层位于基坑底部的上方，垫层由碎石垫层和混凝土垫层构成，所述碎石垫层位于混凝土垫层的下方。

作为进一步的实现方式，所述混凝土垫层由从上向下依次设置的防水保护层、沥青防水层以及素混凝土层构成。

作为进一步的实现方式，所述波纹钢箱涵主体由波纹钢板壳和混凝土基础构成，所述混凝土基础固定设置在垫层上，所述波纹钢板壳固定设置在混凝土基础的顶部。

作为进一步的实现方式，所述波纹钢板壳的底部通过角钢、地脚螺栓与混凝土基础固定连接。

作为进一步的实现方式，所述角钢相对设置在混凝土基础顶部的两侧。

作为进一步的实现方式，所述波纹钢板壳为倒U型结构，其顶部具有向上的凸起，所述波纹钢板壳的两侧沿其竖向固定设有若干剪力连接件，所述波纹钢板壳通过剪力连接件与混凝土浇筑区连接。

作为进一步的实现方式，所述回填区分为第一回填区和第二回填区，所述第一回填区位于第二回填区的下方。

作为进一步的实现方式，所述第一回填区位于波纹钢箱涵主体的上方，混凝土浇筑区位于第一回填区的下方，所述第一回填区的顶部与混凝土箱涵的顶部平齐。

作为进一步的实现方式，所述第二回填区位于混凝土箱涵的上方。

上述本实用新型的有益效果如下：

1)本实用新型将波纹钢箱涵主体设置在混凝土箱涵的两侧，利用波纹钢箱涵主体缓解混凝土箱涵两侧的作用力，提高了混凝土箱涵的承载力，并在波纹钢箱涵主体的两侧浇筑混凝土，降低了波纹钢箱涵两侧的回填难度，解决了波纹钢箱涵两侧回填土回填质量难以保证的问题，也进一步提升了整体的承载能力。

2)本实用新型波纹钢板壳的两侧其竖向固定设有若干剪力连接件，剪力连接件为端部具有弯钩的钢筋，使得波纹钢箱涵主体和混凝土浇筑区形成组合受力，有效增强了波纹钢箱涵主体竖直段在轴向压力作用下的稳定性。

3)本实用新型波纹钢板壳与混凝土基础之间通过角钢和地脚螺栓进行连接，大大提高了波纹钢板壳与混凝土基础的连接强度，且角钢相对设置在混凝土基础顶部的两侧，能够有效限制波纹钢板壳的位置。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种波纹钢箱涵结构的整体结构示意图(仅显示混凝土箱涵的一侧)；

图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的波纹钢箱涵主体的结构示意图；

图3是本实用新型根据一个或多个实施方式的波纹钢箱涵与混凝土基础的连接示意图；

图4是本实用新型根据一个或多个实施方式的混凝土垫层的结构示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、基坑；2、垫层；201、碎石垫层；202、混凝土垫层； 2021、防水保护层；2022、沥青防水层；2023、素混凝土层；3、波纹钢箱涵主体；301、波纹钢板壳；302、混凝土基础；303、剪力连接件；304、角钢；305、地脚螺栓；4、混凝土浇筑区；5、回填区； 501、第一回填区；502、第二回填区；6、路面结构层；7、混凝土箱涵。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所介绍的，波纹钢箱涵是一种柔性结构，通过波纹钢和土体的相互作用，能够使得土体和波纹钢共同承受上部荷载，从而提高箱涵本身的承载能力，将波纹钢箱涵与传统混凝土箱涵结合使用可有效解决传统混凝土箱涵所存在的问题，而当波纹钢箱涵结构在城市中应用时，周围回填区域受到限制，其两侧的回填土的施工质量难以保证，会对波纹钢箱涵的承载能力进行一定程度的削弱，为解决上述问题，本实用新型提供了一种波纹钢箱涵结构。

实施例1

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，提出了一种波纹钢箱涵结构，包括，基坑1、垫层2、波纹钢箱涵主体3、混凝土浇筑区4、回填区5以及路面结构层6。

其中，基坑1为后续的施工提供工作面，垫层2位于基坑1底部的上方，可对基坑1的底部进行找平，垫层2由碎石垫层201和混凝土垫层202两部分组成。

碎石垫层201是由级配良好且未风化得到的砾石或是碎石铺设而成，碎石垫层201位于混凝土垫层202的下方，可对混凝土垫层202进行支撑，避免混凝土垫层202出现受力塌陷的现象。

需要注意的是，碎石垫层202的砾石或碎石的最大粒径以及细粒含量等方面需保证其满足相关的规范要求，具体的这里不做过多的赘述。

如图4所示，混凝土垫层202由防水保护层2021、沥青防水层2022 以及素混凝土层2023组成，其中，素混凝土层2023位于最下方，素混凝土层2023的上方为沥青防水层2022，沥青防水层2022的上方为防水保护层2021，从而构成三层结构的混凝土垫层202；

其中，素混凝土层2023的作用是对沥青防水层2022的支撑，以避免沥青防水层2022塌陷导致防水失效；沥青防水层2022起到防水的作用，避免渗透到波纹钢箱涵主体3的内部；防水保护层2021可对沥青防水层2022起到保护的作用，避免在波纹钢箱涵主体3的施工过程中沥青防水层2022被磨坏或是撞坏，防水保护层2021可以由防水混凝土浇筑而成。

波纹钢箱涵主体3固定设置在混凝土垫层202的上方，波纹钢箱涵主体3由波纹钢板壳301和混凝土基础302两部分组成，波纹钢板壳301 为预制结构，以提高施工效率，波纹钢板壳301位于混凝土基础302 的上方，混凝土基础302固定设置在混凝土垫层202的上方。

具体的，波纹钢板壳301为倒U型结构，其顶部具有向上的凸起，混凝土基础302的竖向截面为U型，混凝土基础302由钢筋笼以及混凝土构成，钢筋笼绑扎在混凝土垫层202的上方，钢筋笼的顶部通过焊接的方式固定连接有若干角钢304，角钢304相对设置在混凝土基础 302顶部的两侧，主要作用是限制波纹钢板壳301的位置。

如图3所示，波纹钢板壳301的底部及其底部的侧边通过焊接的方式与角钢304固定连接，同时波纹钢板壳301的底部还通过地脚螺栓 305与混凝土基础302连接，通过角钢304连接以及地脚螺栓305连接两种方式的共同作用，大大提高了波纹钢板壳301与混凝土基础302的连接强度。

波纹钢板壳301为预制结构，由若干波纹钢板片拼装而成，能够有效的提高波纹钢板壳301的施工速度，波纹钢板壳301的两侧沿其竖向固定设有若干剪力连接件303，剪力连接件303为端部具有弯钩的钢筋，使得波纹钢箱涵主体3和混凝土浇筑区4形成组合受力，有效增强波纹钢箱涵竖直段在轴向压力作用下的稳定性，避免了波纹钢箱涵主体3的受力损坏。

波纹钢箱涵主体3的两侧为混凝土浇筑区4，即，波纹钢箱涵主体 3与基坑1侧壁之间、波纹钢箱涵主体3与混凝土箱涵7之间为混凝土浇筑区4，可有效解决在施工空间受限时，波纹钢箱涵主体3两侧回填土难以施工(空间受限时无法进行压实等操作)、质量难以保证的问题，大大提高了波纹钢箱涵主体3的承载能力。

波纹钢箱涵主体3位于混凝土箱涵7的两侧，主要用于缓解混凝土箱涵7两侧的压力、剪力、冲击力等，避免混凝土箱涵7两侧受力后因混凝土箱涵7刚度与垫层2刚度差异引起的不均匀沉降，有效避免了错台跳车的现象，提高了路面的平整度和行车舒适度，减小了公路的养护工作量。

需要注意的是，波纹钢箱涵主体3两侧的混凝土浇筑区4需要在混凝土箱涵7施工完成后进行浇筑，以便于确定混凝土浇筑区4的浇筑高度，避免混凝土的浪费，降低使用成本。

其中，混凝土箱涵2的底部垫层2结构与波纹钢箱涵主体3底部垫层2的结构相同，同样是由碎石垫层201和混凝土垫层202构成。

波纹钢箱涵主体3的顶部设有回填区5，回填区5分为第一回填区 501和第二回填区502，其中，第一回填区501位于第二回填区502的下方，第一回填区501主要用于对波纹钢箱涵主体3与混凝土箱涵7的顶部进行找平，第一回填区504位于混凝土浇筑区4的上方，第二回填区 502可对波纹钢箱涵主体3和混凝土箱涵7顶部进一步的找平，同时保证波纹钢箱涵主体3、混凝土箱涵7整体的稳定性，其中，第一回填区 501为碎石回填，第二回填区502为土方回填。

第二回填区502的顶部为路面结构层6，主要用于路面道路的硬化，以方便后续的行车使用。

具体的施工过程为：

对波纹钢箱涵主体3进行施工前，需要对波纹钢箱涵主体3位置进行开挖测量放样，采用机械开挖的方式进行基坑1的开挖；

对基坑1进行处理，包括基坑1底部土体进行平整、夯实等处理，基坑坑壁土体进行支护处理等，然后在基坑底部进行施工放样；

在基坑上方铺设一定厚度的碎石垫层201，铺设完成后对碎石垫层201进行平整的压实，并在其上进行放线，在碎石垫层201上方施工设定厚度的混凝土垫层202，并进行养护；

在混凝土垫层202上方绑扎钢筋笼，搭设模板，进行浇筑混凝土基础302，并对其进行养护；

在混凝土基础302上拼装波纹钢板壳301，通过角钢304和地脚螺栓305与混凝土基础302进行连接；

波纹钢箱涵主体3施工完成后，先进行混凝土浇筑区4的施工，在其施工时需要一侧的混凝土箱涵7施工完成，混凝土浇筑区4施工完成后需要对其进行养护；

在混凝土浇筑区4完成后进行回填区5施工，并在回填区5的上方施工路面结构层6。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，包括设置在混凝土箱涵两侧的波纹钢箱涵主体，所述波纹钢箱涵主体、混凝土箱涵均位于基坑内，所述波纹钢箱涵主体的下方、混凝土箱涵的下方均设有垫层，所述波纹钢箱涵主体、混凝土箱涵主体的上方均设有回填区，所述回填区的上方为路面结构层，所述波纹钢箱涵主体与基坑侧壁之间、波纹钢箱涵主体与混凝土箱涵之间均设有混凝土浇筑区，所述混凝土浇筑区位于回填区的下方。

2.根据权利要求1所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述垫层位于基坑底部的上方，垫层由碎石垫层和混凝土垫层构成，所述碎石垫层位于混凝土垫层的下方。

3.根据权利要求2所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述混凝土垫层由从上向下依次设置的防水保护层、沥青防水层以及素混凝土层构成。

4.根据权利要求1所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述波纹钢箱涵主体由波纹钢板壳和混凝土基础构成，所述混凝土基础固定设置在垫层上，所述波纹钢板壳固定设置在混凝土基础的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述波纹钢板壳的底部通过角钢、地脚螺栓与混凝土基础固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述角钢相对设置在混凝土基础顶部的两侧。

7.根据权利要求4所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述波纹钢板壳为倒U型结构，其顶部具有向上的凸起，所述波纹钢板壳的两侧沿其竖向固定设有若干剪力连接件，所述波纹钢板壳通过剪力连接件与混凝土浇筑区连接。

8.根据权利要求1所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述回填区分为第一回填区和第二回填区，所述第一回填区位于第二回填区的下方。

9.根据权利要求8所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述第一回填区位于波纹钢箱涵主体的上方，混凝土浇筑区位于第一回填区的下方，所述第一回填区的顶部与混凝土箱涵的顶部平齐。

10.根据权利要求8所述的一种波纹钢箱涵结构，其特征在于，所述第二回填区位于混凝土箱涵的上方。

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