CN220619831U - 一种预制装配式复合结构盖板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种预制装配式复合结构盖板，包括UHPC加筋面层、泡沫混凝土柔性层和混凝土内板，泡沫混凝土柔性层上下端面分别连接UHPC加筋面层和混凝土内板，混凝土内板底端用于连接第一涵洞侧板和第二涵洞侧板；本实用新型应用于上埋式涵洞作为涵洞上端的盖板，外层的UHPC加筋面层充当泡沫混凝土柔性层的保护层，有效地阻止土壤水被泡沫混凝土柔性层吸收，泡沫混凝土柔性层能够增加涵顶内土柱的沉降量，使涵顶内土柱沉降量大于涵侧外土柱的沉降量，从而将上埋式涵洞转化为类似沟埋式涵洞的受力情况，从而降低涵洞所受的垂直土压力；以解决现有技术中的装配式涵洞周边土压力过大以及起吊安装重量大、施工难度大、成本高的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及装配式涵洞技术领域，具体讲是指一种预制装配式复合结构盖板。
背景技术
公路工程作为线性系统工程，沿线条件复杂多变，需要用到公路涵洞，用于满足道路具有排水、通道等功能。传统涵洞多采用现浇混凝土或浆砌片石进行砌筑，成品的质量很大程度上取决于施工人员的个人技术水平，漏浆、空洞等质量问题不可避免的出现，严重影响公路构造物的使用功能。近年技术人才稀缺，石匠等技术工人都已经出现了断代。在此背景下，公路涵洞的建造方式应从传统的浆砌片石、现浇混凝土以及分散预制等多种形式统一变为工厂化、集约化、专业化的建造模式转变。
基于以上现状，国内也出现了一些预制盖板涵洞。这种涵洞是基于现浇盖板涵洞设计的，盖板涵洞的盖板、侧板的承载力由周边土压力决定，因此在较高覆土高度下，预制构件截面尺寸较大，结构自重高，不利于现场拼装；材料用量多，导致造价高于现浇盖板涵洞。涵洞承担的土压力大小主要受到覆土高度及埋设方式等因素影响，在涵洞类型和填土高度相同的前提下，不同的埋设方式会产生不同的涵洞-土相互作用效果，从而产生不同方向的附加土压力作用于涵洞。如图1所示为上埋式涵洞，基底以上均为填土，由于刚性涵洞几乎不可压缩，而涵洞两侧的填土压缩性较大，在上部填土荷载的作用下，外土柱的沉降量大于内土柱沉降量，于是外土柱对内土柱将产生向下的剪力，使得涵洞周边的土压力超大；如图2所示为沟埋式涵洞，与上埋式涵洞相反，沟埋式涵洞两侧原状土体为原状土，其辎重压缩早已完成，而新填土柱要产生压缩变形量，因而外土柱产生向上的剪力作用于内土柱上，使得涵顶垂直土压力小于土柱压力，产生土拱效应。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种预制装配式复合结构盖板，以解决现有技术中的装配式涵洞周边土压力过大以及起吊安装重量大、施工难度大、成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种预制装配式复合结构盖板，包括UHPC加筋面层、泡沫混凝土柔性层和混凝土内板，泡沫混凝土柔性层上下端面分别连接UHPC加筋面层和混凝土内板，混凝土内板底端用于连接第一涵洞侧板和第二涵洞侧板。
采用上述结构后，本实用新型一种预制装配式复合结构盖板具有以下优点：本实用新型应用于上埋式涵洞，装配式复合结构盖板应用在涵洞中即作为涵洞上端的盖板，外层的UHPC加筋面层充当泡沫混凝土柔性层的保护层，有效地阻止土壤水被泡沫混凝土柔性层吸收，从而增强了结构的耐久性和承载能力，装配式复合结构盖板的泡沫混凝土柔性层，能够增加涵顶内土柱的沉降量，使涵顶内土柱沉降量大于涵侧外土柱的沉降量，从而将上埋式涵洞转化为类似沟埋式涵洞的受力情况，从而降低涵洞所受的垂直土压力，而泡沫混凝土柔性层在改变周边土压力分布、充分发挥土拱效应的同时，也有助于减少结构截面尺寸，优化结构设计；
本实用新型应用于装配式涵洞中时改变了涵洞周边土压力的分布模式，泡沫混凝土柔性层形成的柔性夹芯层使得涵洞周边的土压力大为的减小，继而减少了预制盖板涵洞构件的尺寸，降低了起吊安装的重量以及施工难度，采用工厂化预制和现场拼装的方式，不仅能够有效保证施工质量，还可以显著缩短建设工期，提高工程进度，工作量大大降低，并且造价相对较低，实现了工厂预制混凝土构件的工地快速连接，推动了桥梁工业化建造技术的发展。
作为改进，混凝土内板底端左右两侧均设有安装槽并使得混凝土内板在竖直平面内的截面形状为倒凸字形，安装槽用于供第一涵洞侧板上端和第二涵洞侧板上端伸入且安装槽顶端面用于与第一涵洞侧板上端和第二涵洞侧板上端连接；采用此种结构，具有与结构简单、安装方便的优点。
作为改进，UHPC加筋面层厚度10-20mm，泡沫混凝土柔性层厚度50-70mm；采用此种结构，UHPC加筋面层若过厚会影响泡沫混凝土柔性层变形，过薄则无法有效阻止土壤水被泡沫混凝土柔性层吸收，而泡沫混凝土柔性层厚度取50-70mm是在确保强度的同时保证泡沫混凝土柔性层能够变形。
作为改进，UHPC加筋面层厚度20mm，泡沫混凝土柔性层厚度70mm。
附图说明
图1为现有技术中上埋式涵洞的涵-土相互作用示意图。
图2为现有技术中沟埋式涵洞的涵-土相互作用示意图。
图3为采用本实用新型后涵洞的涵-土相互作用示意图。
图4为本实用新型中整体的结构示意图。
图5为使用本实用新型的装配式涵洞整体的结构示意图。
图6为使用本实用新型的装配式涵洞中的水平段与现浇底板之间的连接结构示意图。
附图标记：1、预制UHPC夹芯复合盖板；2、第一预制侧板；3、第二预制侧板；4、现浇底板；5、UHPC加筋面层；6、泡沫混凝土柔性层；7、混凝土内板；8、安装槽；9、第一U型钢筋；10、第二U型钢筋；11、延伸部；12、土基层；13、混凝土垫层；14、竖直段；15、水平段。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种预制装配式复合结构盖板作详细说明。
如图4所示，一种预制装配式复合结构盖板，包括UHPC加筋面层5、泡沫混凝土柔性层6和混凝土内板7，泡沫混凝土柔性层6上下端面分别连接UHPC加筋面层5和混凝土内板7，混凝土内板7底端用于连接第一涵洞侧板和第二涵洞侧板；混凝土内板7底端左右两侧均设有安装槽8并使得混凝土内板7在竖直平面内的截面形状为倒凸字形，并且本实用新型整体亦呈倒凸字形，安装槽8用于供第一涵洞侧板上端和第二涵洞侧板上端伸入且安装槽8顶端面用于与第一涵洞侧板上端和第二涵洞侧板上端连接；其中UHPC加筋面层5厚度10-20mm，泡沫混凝土柔性层6厚度50-70mm，本实施例中的UHPC加筋面层5厚度20mm，泡沫混凝土柔性层6厚度70mm。
本实用新型应用于上埋式涵洞，装配式复合结构盖板应用在涵洞中即作为涵洞上端的盖板，外层的UHPC加筋面层5充当泡沫混凝土柔性层6的保护层，有效地阻止土壤水被泡沫混凝土柔性层6吸收，从而增强了结构的耐久性和承载能力，泡沫混凝土柔性层6能够增加涵顶内土柱的沉降量，如图3所示，使涵顶内土柱沉降量大于涵侧外土柱的沉降量，从而将上埋式涵洞转化为类似沟埋式涵洞的受力情况，从而降低涵洞所受的垂直土压力，而泡沫混凝土柔性层6在改变周边土压力分布、充分发挥土拱效应的同时，也有助于减少结构截面尺寸，优化结构设计；本实用新型应用于装配式涵洞中时改变了涵洞周边土压力的分布模式，泡沫混凝土柔性层6形成的柔性夹芯层使得涵洞周边的土压力大为的减小，继而减少了预制盖板涵洞构件的尺寸，降低了起吊安装的重量以及施工难度，采用工厂化预制和现场拼装的方式，不仅能够有效保证施工质量，还可以显著缩短建设工期，提高工程进度，工作量大大降低，并且造价相对较低，实现了工厂预制混凝土构件的工地快速连接，推动了桥梁工业化建造技术的发展。
下面进一步描述采用了本实用新型的装配式涵洞，如图5和图6所示，包括预制UHPC夹芯复合盖板1、第一预制侧板2、第二预制侧板3和现浇底板4，其中，预制UHPC夹芯复合盖板1即本实用新型，第一预制侧板2和第二预制侧板3分别为第一涵洞侧板和第二涵洞侧板；第一预制侧板2和第二预制侧板3分别连接在现浇底板4左右两端，第一预制侧板2上端和第二预制侧板3上端均连接预制UHPC夹芯复合盖板1。
如图5所示，第一预制侧板2上端和第二预制侧板3上端分别伸入两侧的安装槽8内并与安装槽8顶端面连接，第一预制侧板2内侧端面和第二预制侧板3内侧端面分别与左右两侧的安装槽8侧壁相连，第一预制侧板2外侧端面和第二预制侧板3外侧端面分别与预制UHPC夹芯复合盖板1左右端面齐平，此外，第一预制侧板2的前后端面和第二预制侧板3的前后端面也同样分别与预制UHPC夹芯复合盖板1的前后端面齐平。
如图5所示，第一预制侧板2和第二预制侧板3均包括竖直段14和水平段15，水平段15连接在竖直段14下端的内侧壁上且第一预制侧板2的水平段15和第二预制侧板3的水平段15相向设置，两段水平段15分别连接现浇底板4左右两端；如图6所示，水平段15与现浇底板4之间通过若干第一U型钢筋9和若干第二U型钢筋10连接，第一U型钢筋9的封闭端连接在水平段15内，第一U型钢筋9的开口端连接在现浇底板4内，第二U型钢筋10的封闭端连接在现浇底板4内，第二U型钢筋10的开口端连接在水平段15内，第一U型钢筋9和第二U型钢筋10交错分布。此外，第一预制侧板2外侧端面和第二预制侧板3端面均设有延伸部11，延伸部11下端与第一预制侧板2下端面、第二预制侧板3下端面齐平，在不考虑延伸部11的情况下，第一预制侧板2和第二预制侧板3均呈L型，而延伸部11均自第一预制侧板2和第二预制侧板3的偏下端处起向下设置。
如图5所示，本实用新型还包括设置在土基层12上的混凝土垫层13，第一预制侧板2下端面、第二预制侧板3下端面和现浇底板4底端均连接混凝土垫层13上端面，其中，延伸部11和水平段15的下端面同样连接在混凝土垫层13上端面上。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述一种实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种预制装配式复合结构盖板，其特征在于，包括UHPC加筋面层(5)、泡沫混凝土柔性层(6)和混凝土内板(7)，所述泡沫混凝土柔性层(6)上下端面分别连接所述UHPC加筋面层(5)和所述混凝土内板(7)，所述混凝土内板(7)底端用于连接第一涵洞侧板和第二涵洞侧板。
2.根据权利要求1所述的一种预制装配式复合结构盖板，其特征在于，所述混凝土内板(7)底端左右两侧均设有安装槽(8)并使得所述混凝土内板(7)在竖直平面内的截面形状为倒凸字形，所述安装槽(8)用于供第一涵洞侧板上端和第二涵洞侧板上端伸入且所述安装槽(8)顶端面用于与第一涵洞侧板上端和第二涵洞侧板上端连接。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的一种预制装配式复合结构盖板，其特征在于，所述UHPC加筋面层(5)厚度10-20mm，所述泡沫混凝土柔性层(6)厚度50-70mm。
4.根据权利要求3所述的一种预制装配式复合结构盖板，其特征在于，所述UHPC加筋面层(5)厚度20mm，所述泡沫混凝土柔性层(6)厚度70mm。
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