U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞及其施工方法与流程

本发明涉及涵洞、通道结构工程领域，具体地指一种U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞及其施工方法。

背景技术：

目前，现有的盖板涵洞大多采用的是立墙和基础现场浇筑、盖板集中预制的方式进行施工。

这种盖板涵洞的局限性主要体现在两个方面：一是现场浇筑工程质量控制难度大，所需施工周期较长；二是已有的预制盖板涵结构形式欠佳，适用范围较窄，不具备通用性。

在现今道路新建或改造过程中尽量减少对交通的影响的要求下，装配式涵洞的需求越来越多，因此研制一种合适、通用的装配式钢筋混凝土盖板涵结构很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种通用的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞，能够保证构件施工质量、有效节省工期。

为实现上述目的，本发明所设计的装配式钢筋混凝土盖板涵洞由预制钢筋混凝土盖板、预制钢筋混凝土侧墙及现浇钢筋混凝土底板分别从上方、两侧及下方绕涵洞轴线围合而成，两侧的所述预制钢筋混凝土侧墙关于涵洞轴线左右对称，所述预制钢筋混凝土盖板包括多个沿涵洞轴线方向顺序贴合的预制钢筋混凝土盖板节段，每一侧的所述预制钢筋混凝土侧墙包括多个沿涵洞轴线方向顺序贴合的预制钢筋混凝土侧墙节段，所述预制钢筋混凝土侧墙节段由立墙节段、立墙踵板节段及立墙趾板节段预制成一体，所述立墙踵板节段、所述立墙趾板节段自所述立墙节段的下端分别沿横向向内、向外延伸而成，所述立墙踵板节段及所述立墙趾板节段内预埋有多根横向布置的连接钢筋，所述连接钢筋自所述立墙踵板节段的纵向端面向外伸出，所述现浇钢筋混凝土底板内设置有多根两端分别与两侧的所述连接钢筋焊接连接的钢筋，所述现浇钢筋混凝土底板沿涵洞轴线方向顺次连接两侧相对的所述立墙踵板节段。

作为优选方案，所述预制钢筋混凝土盖板节段的横向断面为上端宽、下端窄的两个矩形组合成的阶梯，所述立墙节段的宽度与所述预制钢筋混凝土盖板节段的两侧的所述阶梯的阶梯面的宽度相等。

作为优选方案，所述预制钢筋混凝土盖板节段的顶部距离两外侧边缘四分之一宽度处设置有用于起吊装配的吊环钢筋。

作为优选方案，所述立墙趾板节段的横向断面为梯形，所述立墙趾板节段的上端面斜向上连接所述立墙趾板节段的外侧上边缘与所述立墙节段的外侧壁。

作为优选方案，所述立墙踵板节段的横向断面为矩形，所述立墙踵板节段的厚度与所述现浇钢筋混凝土底板的厚度相等。

作为优选方案，每对相对的所述预制钢筋混凝土侧墙节段上方横向盖压有多个所述预制钢筋混凝土盖板节段，每一所述预制钢筋混凝土侧墙节段的节段长等于多个所述预制钢筋混凝土盖板节段的节段长。

作为优选方案，每一所述预制钢筋混凝土侧墙节段上方搁置三个所述预制钢筋混凝土盖板节段，所述预制钢筋混凝土盖板节段的节段长为1m，所述预制钢筋混凝土侧墙节段的节段长为3m。

本发明的目的还在于，提供一种通用的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞施工方法，能够保证构件施工质量、有效节省工期。

为实现上述目的，本发明所设计的装配式钢筋混凝土盖板涵洞的施工方法，包括以下步骤：(a)在工厂内采用平放方式预制所述预制钢筋混凝土盖板节段，采用侧卧方式预制所述预制钢筋混凝土侧墙节段；(b)在施工现场进行底基层施工；(c)通过所述立墙、所述立墙踵板节段和所述立墙趾板节段侧面的所述吊环钢筋将所述预制钢筋混凝土侧墙节段起吊至运输车上，并在所述运输车到达施工现场后采用同样的起吊方式将所述预制钢筋混凝土侧墙节段从所述运输车上卸下；(d)在施工现场通过所述立墙顶部和侧面的所述吊环钢筋将所述预制钢筋混凝土侧墙节段从侧卧方式翻转为直立方式，并通过所述立墙顶部的所述吊环钢筋将所述预制钢筋混凝土侧墙节段起吊至施工现场指定存放位置；(e)通过所述预制钢筋混凝土盖板节段顶部的所述吊环钢筋将所述预制钢筋混凝土盖板节段起吊至运输车上，在所述运输车到达施工现场后采用同样的起吊方式将所述预制钢筋混凝土盖板节段从所述运输车上卸下，并起吊至施工现场指定存放位置；(f)通过所述立墙顶部的所述吊环钢筋将所述预制钢筋混凝土侧墙节段起吊至指定的安装位置与相邻的所述预制钢筋混凝土侧墙节段拼接，并切除所述立墙、所述立墙踵板节段和所述立墙趾板节段侧面的所述吊环钢筋；(g)检测所述预制钢筋混凝土侧墙节段的安装定位状态，对不满足要求的进行调整；(h)重复步骤(f)和步骤(g)直至形成所述预制钢筋混凝土侧墙；(i)在所述预制钢筋混凝土侧墙顶部铺垫两层油毛毡；(j)通过所述预制钢筋混凝土盖板节段顶部的所述吊环钢筋将所述预制钢筋混凝土盖板节段起吊至指定的安装位置与相邻的所述预制钢筋混凝土盖板节段拼接；(k)重复所述步骤(j)直至形成所述预制钢筋混凝土盖板；(l)将所述立墙踵板节段内预埋的伸于内侧端面的连接钢筋与所述现浇钢筋混凝土底板内相应的主筋进行焊接，浇筑混凝土使所述预制钢筋混凝土侧墙与所述现浇钢筋混凝土底板形成整体；(m)在相邻两所述预制钢筋混凝土盖板节段之间、相邻两所述预制钢筋混凝土侧墙节段之间、以及所述预制钢筋混凝土盖板节段与所述预制钢筋混凝土侧墙节段之间的施工缝内填充密封材料，所述施工缝的外侧涵洞外表面以所述施工缝为中心铺设防水卷材；(n)在所述预制钢筋混凝土盖板和所述预制钢筋混凝土侧墙外表面均匀涂抹热沥青；(o)采用透水性材料进行涵背回填并压实。

作为优选方案，在所述步骤(m)中，所述施工缝内填充沥青麻絮，填充深度为缝深的2/3，所述施工缝外侧涵洞外表面以所述施工缝为中心铺设宽1m的SBS弹性体改性沥青防水卷材，所述施工缝两侧各50cm宽；在所述步骤(n)中，所述预制钢筋混凝土盖板和所述预制钢筋混凝土侧墙外表面均匀涂抹三层热沥青，每层热沥青的厚度为1～1.5mm。

作为优选方案，在所述步骤(b)中，底基层施工包括两边均比结构宽50cm的40cm厚的砂砾垫层施工和位于所述砂砾垫层之上的15cm厚的混凝土基层施工。

作为优选方案，在所述步骤(e)中，所述预制钢筋混凝土盖板节段采用多层堆叠的方式运输，上下层所述预制钢筋混凝土盖板节段之间采用设置在吊环钢筋对应的盖板下缘处的方木衬垫。

作为优选方案，在所述步骤(j)中，所述预制钢筋混凝土盖板节段安装于两侧对称的所述预制钢筋混凝土侧墙节段顶部，且所述预制钢筋混凝土盖板节段端部面正好与所述预制钢筋混凝土侧墙节段外侧壁面齐平。

作为优选方案，在所述步骤(o)中，涵背回填材料采用粒径不小于2mm且不大于5cm、质量不小于50％的开山石渣或强度不小于30MPa的碎石，回填时与其相邻路基同时分层填筑。

本发明的有益效果是：本发明的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞及其施工方法采用集中化制作预制钢筋混凝土盖板节段及预制钢筋混凝土侧墙节段，预制构件的施工质量能够得到保证，预制构件现场吊装拼接，操作简易、施工速度快，可有效的节省工期、提高经济效益。

附图说明

图1为采用本发明的优选实施例的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞的结构示意图。

图2为图1中的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞的断面结构示意图。

图3为图1中的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞的预制构件装配后的结构示意图。

图4为图1中的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞的预制钢筋混凝土盖板节段的结构示意图。

图5为图1中的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞的预制钢筋混凝土侧墙节段的结构示意图。

图中各部件标号如下：预制钢筋混凝土盖板节段1、预制钢筋混凝土侧墙节段2、现浇钢筋混凝土底板3、立墙节段4、立墙踵板节段5、立墙趾板节段6、吊环钢筋7、连接钢筋8、混凝土基层9、砂砾垫层10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1和图2，本发明的优选实施例的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞由预制钢筋混凝土盖板、预制钢筋混凝土侧墙及现浇钢筋混凝土底板3从分别从上方、两侧及下方绕涵洞轴线围合而成，两侧的预制钢筋混凝土侧墙关于涵洞轴线左右对称。预制钢筋混凝土盖板包括多个沿涵洞轴线方向顺序贴合的预制钢筋混凝土盖板节段1。每一侧的预制钢筋混凝土侧墙包括多个沿涵洞轴线方向顺序贴合的预制钢筋混凝土侧墙节段2。多个预制钢筋混凝土侧墙节段2沿涵洞轴线方向顺次相对对称设置在涵洞的轴线两侧，每对相对的预制钢筋混凝土侧墙节段2上方横向盖压有多个预制钢筋混凝土盖板节段1，现浇钢筋混凝土底板3沿涵洞轴线方向顺次连接相对的预制钢筋混凝土侧墙节段2的下端。

预制钢筋混凝土盖板节段1的节段长(沿涵洞轴线方向的长度)为1m，横向断面为上端宽、下端窄的两个矩形组合成的阶梯，其中间比两端厚，改善了结构受力，优化了结构尺寸。

请结合参阅图3和图4，预制钢筋混凝土侧墙节段2上方搁置多个(图中为三个)预制钢筋混凝土盖板节段1。即，预制钢筋混凝土侧墙节段2的节段长等于三个预制钢筋混凝土盖板节段1的节段长。当预制钢筋混凝土盖板节段1的节段长(沿涵洞轴线方向的长度)为1m时，预制钢筋混凝土侧墙节段2的节段长为3m。预制钢筋混凝土侧墙节段2上端的宽度与预制钢筋混凝土盖板节段1两侧阶梯的阶梯面边缘的宽度相等，当预制钢筋混凝土盖板节段1盖压在预制钢筋混凝土侧墙节段2上端时，其两侧的端面正好与预制钢筋混凝土侧墙节段2的侧壁平齐。

预制钢筋混凝土盖板节段1顶部距离两外侧边缘四分之一宽度处设置有吊环钢筋7，两根吊环钢筋7供预制钢筋混凝土盖板节段1运输和安装时起吊用。

请结合参阅图3和图5，预制钢筋混凝土侧墙节段2由立墙节段4、立墙踵板节段5及立墙趾板节段6预制成一体，立墙踵板节段5、立墙趾板节段6自立墙节段4的下端分别沿横向向涵洞内、向涵洞外延伸而成。立墙趾板节段6的横向断面为梯形，即立墙趾板节段6的上端面斜向连接立墙趾板节段6的外侧上边缘与立墙节段4的外侧壁，可有效地减小立墙节段4的整体尺寸，优化结构受力，增强预制钢筋混凝土侧墙节段2的稳定性。立墙踵板节段5的横向断面为矩形，其厚度与现浇钢筋混凝土底板3的厚度相等。预制钢筋混凝土侧墙节段2的立墙踵板节段5及立墙趾板节段6内预埋有多根横向布置的连接钢筋8，连接钢筋8自立墙踵板节段5的纵向端面向外伸出。

为了便于预制钢筋混凝土侧墙节段2的起吊和装配，预制钢筋混凝土侧墙节段2的立墙节段4顶部和一侧、立墙踵板节段5和立墙趾板节段6的一侧均设置有吊环钢筋7，单个节段安装就位后需将吊环钢筋7切除。

现浇钢筋混凝土底板3与预制钢筋混凝土侧墙节段2之间通过连接钢筋8进行连接。现浇钢筋混凝土底板3中的钢筋的两端分别与两侧的立墙踵板节段5的连接钢筋8焊接。现浇钢筋混凝土底板3沿涵洞轴向浇筑连接，并顺次连接相对的预制钢筋混凝土侧墙节段2的立墙踵板节段5。现浇钢筋混凝土底板3的厚度与立墙踵板节段5的厚度相等。

本发明的优选实施例的U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞施工方法包括以下步骤：

(a)在工厂内采用平放方式预制预制钢筋混凝土盖板节段1，采用侧卧方式预制预制钢筋混凝土侧墙节段2。

预制钢筋混凝土盖板节段1采用平放方式预制，预制钢筋混凝土侧墙节段2采用侧卧方式预制。首先，搭设预制钢筋混凝土盖板节段1或预制钢筋混凝土侧墙节段2内钢筋骨架；然后，根据设计图纸搭设相应钢模板，模板在所述吊环钢筋7和连接钢筋8处均需做相应的开孔措施；最后，浇筑混凝土完成预制。

(b)施工现场进行底基层施工。

在步骤(b)中，底基层施工包括两边均比结构宽50cm的40cm厚的砂砾垫层10施工和位于砂砾垫层10之上的15cm厚的混凝土基层9施工。首先，进行基坑开挖，对不满足地基承载力要求的进行地基处理；然后，分层铺筑并压实两边均比结构宽50cm的40cm厚的砂砾垫层10，最后在砂砾垫层10之上浇筑15cm厚的混凝土基层9。

(c)通过立墙4、立墙踵板节段5和立墙趾板节段6侧面的吊环钢筋7将预制钢筋混凝土侧墙节段2起吊至运输车上，并在所述运输车到达施工现场后采用同样的起吊方式将预制钢筋混凝土侧墙节段2从所述运输车上卸下。

(d)在施工现场，通过立墙4顶部和侧面的吊环钢筋7将预制钢筋混凝土侧墙节段2从侧卧方式翻转为直立方式，并通过立墙4顶部的吊环钢筋7将预制钢筋混凝土侧墙节段2起吊至施工现场指定存放位置。

(e)通过预制钢筋混凝土盖板节段1顶部的所述吊环钢筋7将预制钢筋混凝土盖板节段1起吊至运输车上，在运输车到达施工现场后采用同样的起吊方式将预制钢筋混凝土盖板节段1从运输车上卸下，并起吊至施工现场指定存放位置。

在步骤(e)中，首先，通过预制钢筋混凝土盖板节段1顶部的吊环钢筋7将预制钢筋混凝土盖板节段1起吊至运输车上，多个预制钢筋混凝土盖板节段1分层堆砌运输，上下层预制钢筋混凝土盖板节段之间采用设置在吊环钢筋对应的盖板下缘处的方木衬垫；然后，在所述运输车到达施工现场后采用同样的起吊方式将所述预制钢筋混凝土盖板节段1从运输车上卸下，并起吊至施工现场指定存放位置。

(f)通过立墙4顶部的吊环钢筋7将预制钢筋混凝土侧墙节段2起吊至指定的安装位置与相邻的预制钢筋混凝土侧墙节段2拼接，并切除立墙4、立墙踵板节段5和立墙趾板节段6侧面的吊环钢筋7。

(g)检测预制钢筋混凝土侧墙节段2的安装定位状态，对不满足要求的进行调整。

(h)重复步骤(f)和步骤(g)直至形成所述预制钢筋混凝土侧墙。

(i)在所述预制钢筋混凝土侧墙顶部铺垫两层油毛毡。

(j)通过预制钢筋混凝土盖板节段1顶部的吊环钢筋7将预制钢筋混凝土盖板节段1起吊至指定的安装位置与相邻的预制钢筋混凝土盖板节段1拼接。

在步骤(j)中，预制钢筋混凝土盖板节段1安装于两侧对称的预制钢筋混凝土侧墙节段2顶部，且预制钢筋混凝土盖板节段1端部面正好与预制钢筋混凝土侧墙节段2外侧壁面齐平。

(k)重复步骤(j)直至形成所述预制钢筋混凝土盖板；

(l)将立墙踵板节段5内预埋的伸于内侧端面的连接钢筋8与现浇钢筋混凝土底板3内相应的主筋进行焊接，浇筑混凝土使预制钢筋混凝土侧墙与现浇钢筋混凝土底板3形成整体。

(m)在相邻两预制钢筋混凝土盖板节段1之间、相邻两预制钢筋混凝土侧墙节段2之间、以及预制钢筋混凝土盖板节段1与预制钢筋混凝土侧墙节段2之间的施工缝进行防水处理。

在步骤(m)中，施工缝内填充沥青麻絮，填充深度为缝深的2/3，施工缝外侧涵洞外表面以施工缝为中心铺设宽1m的SBS弹性体改性沥青防水卷材，缝两侧各50cm宽。

(n)在预制钢筋混凝土盖板和预制钢筋混凝土侧墙外表面均匀涂抹三层热沥青，每层厚度为1～1.5mm，充分保障所述装配式钢筋混凝土盖板涵洞的防水效果。

(o)采用透水性材料进行涵洞的涵背回填并压实。

在所述步骤(o)中，涵背回填材料采用粒径不小于2mm且不大于5cm、质量不小于50％的开山石渣或强度不小于30MPa的碎石，回填时与其相邻路基同时分层填筑。涵洞结构边缘100cm范围内采用小型机械压实，100cm范围外采用重型机械碾压，以保障回填土的压实度。

与现有的盖板涵洞相比，本发明的装配式钢筋混凝土盖板涵洞优点主要体现在以下几个方面：一是盖板及侧墙采用集中预制，预制构件的施工质量能够得到保证；二是预制构件尺寸较小，运输和吊装方便；三是预制钢筋混凝土侧墙与现浇钢筋混凝土底板之间设置有连接钢筋连接，连接可靠、整体性好；四是预制构件现场吊装拼接，操作简易、施工速度快，可有效的节省工期、提高经济效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。