采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构及其施工方法_2

文档序号:9883221阅读:来源:国知局
施工时均包括以下步骤:
[0019]步骤201、在涵洞基础上将多个单片波纹钢板依次拼接成钢板拱壳单元,相邻两个单片波纹钢板相互搭接,且在其搭接部位采用第一连接件将两个单片波纹钢板相连接;
[0020]步骤202、重复步骤201直至完成多个钢板拱壳单元的组装,并使多个所述钢板拱壳单元沿过水结构的水流方向依次搭接连接,且在其搭接部位采用第二连接件将两个钢板拱壳单元相连接;
[0021]步骤三、填充体施工:在过水结构的进水侧和出水侧均设置模板,在所述模板、两侧路基和过水结构围成的空间内浇筑泡沫混凝土以形成填充体;
[0022 ]步骤四、路面施工:在填充体上铺设路面。
[0023]上述的施工方法,其特征在于:步骤201中,多个所述单片波纹钢板依次拼接成呈圆形或椭圆形的钢板拱壳单元。
[0024]上述的施工方法,其特征在于:所述涵洞基础包括涵洞左基础和涵洞右基础;多个所述单片波纹钢板依次拼接成呈拱形的钢板拱壳单元,所述钢板拱壳单元的一端固定在所述涵洞左基础上,所述钢板拱壳单元的另一端固定在所述涵洞右基础上。
[0025]上述的施工方法,其特征在于:所述涵洞基础包括涵洞左基础和涵洞右基础;多个所述单片波纹钢板依次拼接成呈箱形的钢板拱壳单元,所述钢板拱壳单元的一端固定在所述涵洞左基础上,所述钢板拱壳单元的另一端固定在所述涵洞右基础上。
[0026]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0027]1、本发明涵洞结构将泡沫混凝土和波纹钢板有效的结合,充分发挥了波纹钢板与泡沫混凝土各自的力学优势。由于泡沫混凝土的模量较普通混凝土低,在泡沫混凝土内部布设钢筋网,泡沫混凝土则呈现较高的抗弯强度和适度的柔韧性,所以,泡沫混凝土与波纹钢板的组合构件,既具有一定的刚度,又能够较好地适应地基变形能力,从而弥补了单纯使用波纹钢板柔性过大的不足,并具有优良抗震性能。由于泡沫混凝土具有较低的密度,而波纹钢板与泡沫混凝土组成的拱式结构将受力构件单位重量的承载能力发挥到极限。由于结构自重轻,对地基承载力要求低,可以有效解决涵洞不均匀沉降和涵洞塌腰问题。对于覆土波纹钢板涵洞,如果填土和压实工艺不当,钢板拱壳则会产生较大的变形,甚至发生屈曲破坏。因此,在设计中,钢板(最小)厚度的确定,通常要考虑填土的机械压实和施工荷载对拱壳稳定性的不利影响。在钢板拱壳周围浇筑一定厚度的泡沫混凝土,并且在混凝土达到设计强度后,使钢板拱壳与周围的泡沫混凝土共同承受车辆荷载作用,则钢板拱壳的承载能力将大为提升。另外,设计中钢板厚度的确定,通常也会同时考虑结构服役期间锈蚀的安全储备。而泡沫混凝土可以对波纹钢板拱壳外壁起到较好的锈蚀防护作用。基于上述考虑,在周围填筑泡沫混凝土的钢板拱壳可以适当地减薄钢板的设计厚度。如果设计中不减薄波纹钢板的厚度,结构的安全性及耐久性(使用寿命)储备则会得到大幅度提升。另外,该涵洞结构放宽了涵洞钢板拱壳顶部最小填土厚度的限制和多孔涵洞钢板拱壳之间最小间距的限制,扩大了波纹钢板涵洞的应用范围。
[0028]2、本发明涵洞结构通过在第一连接件上设置第一锚接弯钩,在第二连接件上设置第二锚接弯钩,利用第一锚接弯钩和第二锚接弯钩的锚固作用,能够有效提高过水结构与填充体的粘结性能,实现两者的协同工作。
[0029]3、本发明涵洞结构通过在涵洞基础的下部布设第一加强钢筋网,从而能够形成筏板结构,增强该涵洞结构的整体性,较为适用于具有多孔过水结构的涵洞结构中。
[0030]4、本发明涵洞结构通过在过水结构的侧壁上设置拱肋,能够有效的增强过水结构侧壁的刚度。
[0031]5、本发明施工方法采用泡沫混凝土作为填充材料以形成填充体,取消了涵洞顶部填料压实环节,有效解决了涵洞顶部及两侧砂砾等传统回填材料难以压实的问题,消除了压实过程对涵洞侧壁和稳定性产生的不利影响。
[0032]下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例1的涵洞结构的结构示意图。
[0034]图2为本发明实施例1的涵洞结构上相邻两个单片波纹钢板的连接关系示意图。
[0035]图3为本发明实施例1的涵洞结构上相邻两个钢板拱壳单元的连接关系示意图。
[0036]图4为本发明实施例1涵洞结构的施工方法的方法流程图。
[0037]图5本发明实施例2的涵洞结构的结构示意图。
[0038]图6本发明实施例3的涵洞结构的结构示意图。
[0039]图7本发明实施例4的涵洞结构的结构示意图。
[0040]附图标记说明:
[0041]I 一涵洞基础;2—路面;3—填充体;
[0042]4一过水结构;4_1一钢板拱壳单兀; 4-1-1一单片波纹钢板;
[0043]5一连接钢筋网;6—涵洞帽石;7—路基;
[0044]8—涵洞翼墙;9 一涵洞端墙;10—第一连接件;
[0045]10-1—第一锚固段;10-2—第一螺纹连接段;10-3—第一锚接弯钩;
[0046]10-4 一第一内螺母;10_5 一第一外螺母; 10_6 一第一锁紧螺母;
[0047]11—第一加强钢筋网;12—第二加强钢筋网; 13—拱肋;
[0048]14—第二连接件;14-1 一第二锚固段; 14-2—第二螺纹连接段;
[0049]14-3一第二销接弯钩; 14_4一第二内螺母; 14_5—第二外螺母;
[0050]15—泡沫混凝土基础;16—路基填土。
【具体实施方式】
[0051 ] 实施例1
[0052]如图1所示的一种采用泡沫混凝土和波纹钢板的多孔涵洞结构,包括涵洞基础1、由波纹钢板组装而成的多个过水结构4、位于所述过水结构4上方和两侧的填充体3以及位于所述填充体3上方的路面2;所述过水结构4包括沿其水流方向布设的多个钢板拱壳单元4-1,多个钢板拱壳单元4-1依次搭接连接,所述钢板拱壳单元4-1由多个单片波纹钢板4-1-1依次搭接连接,相邻两个所述单片波纹钢板4-1-1通过穿过其搭接部的第一连接件10相连接,相邻两个所述钢板拱壳单元4-1通过穿过其搭接部的第二连接件14相连接。
[0053]本实施例中,将泡沫混凝土和波纹钢板用于涵洞结构中,充分发挥了波纹钢板与泡沫混凝土各自的力学优势。由于泡沫混凝土的模量较普通混凝土低,于是将泡沫混凝土和波纹钢板结合使用,泡沫混凝土则呈现较高的抗弯强度和适度的柔韧性,所以,泡沫混凝土与波纹钢板的组合构件,既具有一定的刚度,又能够较好地适应地基变形能力,从而弥补了单纯使用波纹钢板柔性过大的不足,并具有优良抗震性能。另外,由于泡沫混凝土具有较低的密度,而波纹钢板与泡沫混凝土组成的结构将受力构件单位重量的承载能力发挥到极限。由于结构自重轻,对地基承载力要求低,可以有效解决过水结构不均匀沉降和过水结构塌腰问题。并且利用波纹钢板和由泡沫混凝土制成的填充体共同承受车辆荷载作用,则涵洞结构的承载能力将大为提升。
[0054]本实施例适用于对地基承载力较高,并且路基填筑高度不大的工况。
[0055]本实施例中,所述泡沫混凝土配合比为:在配制设计强度为1.0MPa的泡沫混凝土时,每立方材料用量,水泥、添加材料(粉煤灰和细砂)、水和气泡群分别为:325kg、325kg、200kg、568.2L,湿容重为8.78kN/m3。其中,水泥为P042.50。在配制设计强度为1.5MPa的泡沫混凝土时,每立方材料用量,水泥、添加材
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