CN115075155A - 一种装配式涵洞及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装配式涵洞及施工方法，其中，装配式涵洞包括底板、顶板和两个侧墙，顶板由一钢筋骨架浇灌填料成型，顶板通过所墙支撑以位于底板的正上方，两个侧墙分别与顶板的两端连接，两个侧墙之间设有预留空间，底板位于预留空间内，且通过浇筑成型，顶板、侧墙和底板包围形成一通道，顶板和侧墙上均设置有吊环，吊环用于对顶板和/或侧墙进行吊装。通过本申请，不仅有利于缩短施工时长，并且通过在室内预制提前制备好顶板和侧墙，区别于直接在现场进行施工，还有利于减小环境污染，同时，还能缓和天气对施工的影响，使得施工更为顺利，进一步使得施工得到的涵洞质量可靠。

Description

一种装配式涵洞及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种装配式涵洞及施工方法。

背景技术

随着现代社会经济的不断发展，科技水平不断提高，现代交通工具的行驶速度与过去相比提高了很多，机动车的保有量也在急剧增加，因而使得道路交通的拥堵现象日趋严重，为了解决这一问题，许多城市搭建了许多高速公路以保证车辆顺畅通行。

通道是高速公路中的重要小型结构物，其存在点多、面广、大体量、高投入大的特点，随着经济和科技的发展，通道对工程建设和现场管理提出了较高要求。

现有的公路通道包括涵洞，涵洞大多采用现浇工艺，虽应用广泛，但在标准化、工厂化、集约化的绿色公路大背景下，存在很多问题，比如施工周期长，存在环境污染，同时现场浇筑制备涵洞，还极易受天气影响，导致涵洞质量难以控制。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种装配式涵洞及施工方法，以解决上述现有技术中的不足。

本发明提供了一种装配式涵洞，包括底板、顶板和两个侧墙，所述顶板由一钢筋骨架浇灌填料成型，所述顶板通过所述侧墙支撑以位于所述底板的正上方，两个所述侧墙分别与所述顶板的两端连接，两个所述侧墙之间设有预留空间，所述底板位于所述预留空间内，并通过浇筑成型，所述顶板、所述侧墙和所述底板包围形成一通道，所述顶板和所述侧墙上均设置有吊环，所述吊环用于对所述顶板和/或所述侧墙进行吊装。

本发明的有益效果是：通过将顶板和侧墙预先生产后，再将顶板和侧墙进行拼装，并在两个侧墙之间的预留空间内通过浇筑以形成底板，以使底板、顶板以及侧墙包围形成一通道，通过本申请的装配式涵洞，不仅有利于缩短施工时长，并且通过在室内预制提前制备好顶板和侧墙，区别于直接在现场进行施工，还有利于减小环境污染，同时，还能缓和天气对施工的影响，使得施工更为顺利，进一步使得施工得到的涵洞质量可靠。

优选的，所述钢筋骨架通过多根钢筋于绑扎台架上绑扎成型，所述钢筋骨架于浇筑模架上进行浇筑以形成所述顶板。

优选的，所述侧墙通过铰缝与所述顶板连接，所述铰缝采用水泥砂浆填塞以形成填塞层。

优选的，所述填充层上涂覆有弹性不透水材料。

优选的，所述底板的下方自下而上层叠设置有砂砾垫层和混凝土垫层，所述砂砾垫层的厚度不低于第一预设厚度，所述混凝土垫层的厚度为第二预设厚度。

本发明还提供了一种装配式涵洞的施工方法，采用了上述所述的装配式涵洞，包括以下步骤：

预制顶板和两个侧墙；

将所述顶板和两个所述侧墙运输至施工现场；

将所述顶板和两个所述侧墙进行装配；

依次完成拼缝防水施工、洞口段浇筑以及涵背回填处理；

对两个相对所述侧墙之间的预留空间布设底板钢筋，在所述底板钢筋上浇筑混凝土以形成底板，以完成装配式涵洞施工作业。

优选的，将所述顶板和两个所述侧墙进行装配的步骤具体包括：

将所述顶板和两个所述侧墙进行装配的步骤具体包括：

将两个所述侧墙相对放置于指定位置，并对两个所述侧墙的位置和相对距离进行复核；

当两个所述侧墙的位置或相对距离不符合指定要求时，则对两个所述侧墙进行对应调整；

当两个所述侧墙的位置和相对距离均符合所述指定要求时，则将所述顶板吊装至所述侧墙上方，以使所述顶板通过铰缝与所述侧墙装配连接。

优选的，所述拼缝防水施工处理具体包括：

通过水泥砂浆对所述铰缝进行填塞以形成填塞层；

对所述填塞层涂覆弹性不透水材料，以对所述铰缝处进行防水。

优选的，将所述顶板和两个所述侧墙进行装配之后，所述方法还包括：

将多个所述顶板、所述侧墙和所述底板形成的通道根据预设拼装方式进行拼装，以形成目标涵洞；

所述洞口段浇筑处理包括：

对两两相邻的所述通道的接缝通过浇筑水泥砂浆进行填塞。

优选的，将所述顶板和两个所述侧墙运输至施工现场的步骤之前，所述施工方法还包括：

开挖基槽，在所述基槽内铺筑砂砾垫层、混凝土垫层和截水墙以形成地基；

对所述地基进行地基处理。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的装配式涵洞的第一形态下的截面示意图；

图2为本发明第一实施例提供的装配式涵洞的第二形态下的截面示意图；

图3为本发明第三实施例提供的装配式涵洞的施工方法的流程图。

主要元件符号说明：

顶板	10	底板	30
				侧墙	20	铰缝	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的装配式涵洞，用于物工点多和离散性大的高速公路涵洞结构、以及雨季较多、对路基填筑影响较大的环境，包括预构件。

其中：预构件为处于预制场内预先制备得到的，可在场内进行批量生产，预构件包括顶板10和两个侧墙20，顶板10由一钢筋骨架浇灌填料成型，顶板10通过侧墙20支撑以位于底板30的正上方，两个侧墙20分别与顶板10的两端连接，两个侧墙20之间设有预留空间，装配式涵洞还包括底板30，底板30位于预留空间内，且通过现场浇筑成型，顶板10、侧墙20和底板30包围形成一通道，顶板10和侧墙20上均设置有吊环，吊环用于对顶板10/侧墙20进行吊装。

需要说明的是，顶板10、侧墙20和底板30包围形成的通道为装配式涵洞的一个阶段，装配式涵洞包括阶段，即装配式涵洞包括多个通道，且根据预设拼装结构将多个通道进行拼装以形成装配式涵洞。

可以理解的，通过预制、拼装来得到装配式涵洞，不仅施工质量得到了***保证，同时预构件具有通用性和互换性，并且将通道型号、结构实行标准化以及模块化，也能适应不同涵位的设计要求，除此之外，该装配式涵洞具有较强的机动性：构件种类少，易于公路运输，并可反复装拆使用；多用性：不仅使用于单跨小跨度的通道，也可以推广到多跨等中等跨度的小桥，同时也可以用于地下洞室结构，经济性很好，规模化应用中可显著缩短工期，降低成本；储备性，可作为应急器材，按要求养护，快速供应。

以安徽徐明高速的实际应用为背景，对所有设计到预制通道的共12个标段采用置换对比的方式，分析新型装配式涵洞在规模化预制和应用方面产生的经济效益，如表1所示。

结构	预制(元/m)	现浇(元/m)	节约造价	总造价节约(万元)
					管型通道	5906.2	6827.9	13％	808.69
箱型通道	9025.2	9810.0	8％	350.20
					合计	/	/	/	1158.89

在本实施例中，顶板10、底板30和侧墙20包围形成的通道开口呈拱形状，用于包围形成通道的顶板10为弧面环状结构，侧墙20为括弧状结构，底板30为平面板状结构。需要说明的是，在其他实施例中，如图2所示，通道的开口可以呈箱体状，其中，用于包围形成通道的顶板10为凹型结构，其中顶板10的凹面朝向底板30，两个侧墙20均为倒T型结构。

在本实施例中，钢筋骨架通过多根钢筋于绑扎台架上绑扎成型，钢筋骨架于浇筑模架上进行浇筑以形成顶板10。同理，侧墙20的制备方式具体为，

在本实施例中，所述侧墙20通过铰缝40与所述顶板10连接，铰缝40采用水泥砂浆填塞以形成填塞层，填塞层上涂覆有弹性不透水材料，以实现对铰缝40处的防水作用。

在本实施例中，底板30的正下方自下而上层叠设置有砂砾垫层和混凝土垫层，砂砾垫层的厚度不低于第一预设厚度，混凝土垫层的厚度为第二预设厚度，需要说明的是，第一预设厚度为40cm，第二预设厚度为10cm。

在本实施例中，当填料厚度大于等于0.5m或结构净跨径小于5m时，装配式涵洞的结构按小桥或管涵设计，按持久状况承载能力极限状态设计时的设计安全等级为三级，结构重要性系数区0.9；

当填料厚度小于0.5m且结构净跨径大于等于5m时，结构按小桥或重要小桥设计，按持久状况承载能力极限状态设计时的设计安全等级为三级或二级，结构重要系数去0.9或1.0。

在本实施例中，装配式涵洞适用的环境条件按为温暖或严寒地区，接触的水或土无侵蚀性，用于浇筑的混凝土的耐久性基本要求为最大水灰比为0.55，最小水泥用量275kg/m³，最低混凝土强度等级为C25级，最大氯离子含量为0.30％，混凝土抗冻等级为F250级，针对对过水结构混凝土抗渗等级为W8级，针对通道结构混凝土抗渗等级为W4级，普通钢筋的最小混凝土保护层厚度不小于钢筋公称直径，且对受力主筋不小于30mm，对箍筋及构造钢筋不小于20nm。

在具体实施时，通过将顶板10和侧墙20预先生产后，再将顶板10和侧墙20进行拼装，并在两个侧墙20之间的预留空间内通过浇筑以形成底板30，以使底板30、顶板10以及侧墙20包围形成一通道，通过本申请的装配式涵洞，不仅有利于缩短施工时长，并且通过在室内预制提前制备好顶板10和侧墙20，区别于直接在现场进行施工，还有利于减小环境污染，同时，还能缓和天气对施工的影响，使得施工更为顺利，进一步使得施工得到的涵洞质量可靠。

需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的装配式涵洞只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的装配式涵洞实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。

本发明第二实施例还提供了一种装配式涵洞的制备***，用于制备第一实施例中的装配式涵洞的预构件，预构件包括顶板10和两个侧墙20，制备***包括钢筋加工区、钢筋存放区、钢筋绑扎区、混凝土浇筑区、构件养护存放区和检验区。

在本实施例中，钢筋加工区用于通过据切机并根据预设尺寸对钢筋原材进行锯切，再对锯切后的钢筋原材进行数控弯曲以制得钢筋半成品；

钢筋存放区用于根据预设存放方式对钢筋加工区制备得到的钢筋半成品进行存放，其中，钢筋存放区包括多种类型的钢筋存放台架，钢筋存放台架根据钢筋半成品设计制备，用于专门存放钢筋半成品，则预设存放方式具体为，通过钢筋存放架对钢筋半成品进行存放；

钢筋绑扎区用于对钢筋骨架利用绑扎台架进行绑扎成型，可以理解的，钢筋骨架由多根钢筋组成，该绑扎台架与底面铆接牢固，以防止绑扎台架移位，绑扎台架上刻有定型卡槽，以有效确保钢筋的绑扎定位精度，避免钢筋骨架中的某一钢筋出现错位问题，需要说明的是，绑扎台架包括操作平台和可移动式爬梯，以方便工作人员操作；

混凝土浇筑区用于通过定型钢模对钢筋骨架进行浇筑以形成预构件，可以理解的，定型钢模为整体式，定型钢模包括支垫横梁、铰接支撑杆和成型模板，支垫横梁位于成型模板的正下方，支垫横梁通过地脚螺栓与底面铆接牢固，成型模板通过铰接支撑杆支撑以位于支垫横梁的正上方，铰接支撑杆的两端分别与支垫横梁和成型模板铰接，以方便加固和脱模，成型模板的一侧呈弧面状，成型模板呈弧面状的一侧侧壁用于承载钢筋骨架，成型模板与弧面相对的侧壁上设置由高频振动器，用于振捣密实；

构件养护区用于在混凝土浇筑区中成型的预构件仍处于成型模板上时进行喷淋养护，以及用于在预构件脱模后，吊装至构件存放台架进行二次养生，构建存放台架的中部预先由自动喷淋头，当预构件位于构件存放台架时，自动喷淋头位于预构件的底部，以使自动喷淋头对预构件的底部进行喷淋养护，预构件的顶部则通过喷淋台车进行喷淋养护，需要说明的是，自动喷淋头采用雾化色设计，并采用湿度和时间双重控制，且对用于防止构件存放台架的每个区域独立控制，以确保养护质量和养护的及时性；

检验区用于对制备得到的顶板10和两个侧墙20进行试拼以进行检验，以此避免现场安装误差，提高拼装效率。

在本实施例中，通过将顶板10和侧墙20在预制场集中预制、存放，现场拼装时，预先通过测量定位，利用汽车吊进行吊装，辅以牵引定位，需要说明的是，拼装结束进行底板30预留部位钢筋绑扎及混凝土浇筑施工。各构件连接处利用高粘稠水泥砂浆和止水带止水，防水层施工完毕对涵背进行分层填筑。

在具体实施例时，通过设置钢筋加工区、钢筋存放区、钢筋绑扎区、混凝土浇筑区、构件养护存放区和检验区，形成工厂化作业流水线；在工艺、设备方面进行了优化和创新，设置装配式涵洞专用钢筋绑扎台架、全方位吊装台架、定型钢膜，并且引进了混凝土自动化养护***设备，实现了标准化、工厂化、集成化、规模化，达到了提高工程质量、加快工程进度、降低工程投资、提高劳动效率的目标。

请参阅图3，所示为本发明第三实施例中的装配式涵洞的施工方法，采用了第一实施例中的装配式涵洞，所述施工方法包括以下步骤：

步骤S101，预制顶板10和两个侧墙20；

步骤S102，将所述顶板10和两个所述侧墙20运输至施工现场；

步骤S103，将所述顶板10和两个所述侧墙20进行装配；

步骤S104，装配完成后，依次完成拼缝防水施工、洞口段浇筑以及涵背回填处理；

步骤S105，对两个相对所述侧墙20之间的预留空间布设底板钢筋，在所述底板钢筋上浇筑混凝土以形成底板30，以完成装配式涵洞施工作业。

在具体实施时，通过将顶板10和侧墙20预先生产后，再将顶板10和侧墙20进行拼装，并在两个侧墙20之间的预留空间内通过浇筑以形成底板30，以使底板30、顶板10以及侧墙20包围形成一通道，通过本申请的装配式涵洞，不仅有利于缩短施工时长，并且通过在室内预制提前制备好顶板10和侧墙20，区别于直接在现场进行施工，还有利于减小环境污染，同时，还能缓和天气对施工的影响，使得施工更为顺利，进一步使得施工得到的涵洞质量可靠。

在本实施例中，将所述顶板10和两个所述侧墙20进行装配的步骤具体包括：

将所述顶板10和两个所述侧墙20进行装配的步骤具体包括：

将两个所述侧墙20相对放置于指定位置，并对两个所述侧墙20的位置和相对距离进行复核；

当两个所述侧墙20的位置或相对距离不符合指定要求时，则对两个所述侧墙20进行对应调整；

当两个所述侧墙20的位置和相对距离均符合所述指定要求时，则将所述顶板10吊装至所述侧墙20上方，以使所述顶板10通过铰缝40与所述侧墙20装配连接。

在本实施例中，所述拼缝防水施工处理具体包括：

通过水泥砂浆对所述铰缝40进行填塞以形成填塞层；

对所述填塞层涂覆弹性不透水材料，以对所述铰缝40处进行防水。

在本实施例中，所述顶板10、所述侧墙20和所述底板30形成一通道。

在本实施例中，将所述顶板10和两个所述侧墙20进行装配之后，所述施工方法还包括：

将多个所述顶板10、所述侧墙20和所述底板30形成的通道根据预设拼装结构进行拼装，以形成目标涵洞；

所述洞口段浇筑处理包括：

对两两相邻的所述通道的接缝通过浇筑水泥砂浆进行填塞。

在本实施例中，将所述顶板10和两个所述侧墙20运输至施工现场的步骤之前，所述施工方法还包括：

开挖基槽，在所述基槽内铺筑砂砾垫层、混凝土垫层和截水墙以形成地基；

对所述地基进行地基处理。

其中，用于形成地基的砂砾垫层、混凝土垫层等需使用良好的砂、土质材料，且制备得到的地基的承载力容许值不小于200kPa，当地基为软弱地基、岩石地基、不均匀地基等的任一种时，则需要进行地基处理。

需要说明的是，地基处理一般为采用强夯、冲击式压路机压实或者以优质填充材料置换等方法，具体地，软弱地基应以不小于50cm的优质砂石或砾石置换后，夯实，岩石地基应在开挖后以30cm的优质砂石及砾石进行置换后夯实，不均匀地基应在开挖后以30-50cm的优质砂石及砾石置换后夯实。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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。

Claims (10)

1.一种装配式涵洞，其特征在于，包括底板、顶板和两个侧墙，所述顶板由一钢筋骨架浇灌填料成型，所述顶板通过所述侧墙支撑以位于所述底板的正上方，两个所述侧墙分别与所述顶板的两端连接，两个所述侧墙之间设有预留空间，所述底板位于所述预留空间内，并通过浇筑成型，所述顶板、所述侧墙和所述底板包围形成一通道，所述顶板和所述侧墙上均设置有吊环，所述吊环用于对所述顶板和/或所述侧墙进行吊装。

2.根据权利要求1所述的装配式涵洞，其特征在于，所述钢筋骨架通过多根钢筋于绑扎台架上绑扎成型，所述钢筋骨架于浇筑模架上进行浇筑以形成所述顶板。

3.根据权利要求1所述的装配式涵洞，其特征在于，所述侧墙通过铰缝与所述顶板连接，所述铰缝采用水泥砂浆填塞以形成填塞层。

4.根据权利要求3所述的装配式涵洞，其特征在于，所述填充层上涂覆有弹性不透水材料。

5.根据权利要求1所述的装配式涵洞，其特征在于，所述底板的下方自下而上层叠设置有砂砾垫层和混凝土垫层，所述砂砾垫层的厚度不低于第一预设厚度，所述混凝土垫层的厚度为第二预设厚度。

6.一种装配式涵洞的施工方法，其特征在于，采用了权利要求1至5任一项所述的装配式涵洞，包括以下步骤：

预制顶板和两个侧墙；

将所述顶板和两个所述侧墙运输至施工现场；

将所述顶板和两个所述侧墙进行装配；

依次完成拼缝防水施工、洞口段浇筑以及涵背回填处理；

对两个相对所述侧墙之间的预留空间布设底板钢筋，在所述底板钢筋上浇筑混凝土以形成底板，以完成装配式涵洞施工作业。

7.根据权利要求6所述的装配式涵洞的施工方法，其特征在于，将所述顶板和两个所述侧墙进行装配的步骤具体包括：

将两个所述侧墙相对放置于指定位置，并对两个所述侧墙的位置和相对距离进行复核；

当两个所述侧墙的位置或相对距离不符合指定要求时，则对两个所述侧墙进行对应调整；

当两个所述侧墙的位置和相对距离均符合所述指定要求时，则将所述顶板吊装至所述侧墙上方，以使所述顶板通过铰缝与所述侧墙装配连接。

8.根据权利要求7所述的装配式涵洞的施工方法，其特征在于，所述拼缝防水施工处理具体包括：

通过水泥砂浆对所述铰缝进行填塞以形成填塞层；

对所述填塞层涂覆弹性不透水材料，以对所述铰缝处进行防水。

9.根据权利要求6所述的装配式涵洞的施工方法，其特征在于，将所述顶板和两个所述侧墙进行装配之后，所述方法还包括：

将多个所述顶板、所述侧墙和所述底板形成的通道根据预设拼装方式进行拼装，以形成目标涵洞；

所述洞口段浇筑处理包括：

对两两相邻的所述通道的接缝通过浇筑水泥砂浆进行填塞。

10.根据权利要求6所述的装配式涵洞的施工方法，其特征在于，将所述顶板和两个所述侧墙运输至施工现场的步骤之前，所述施工方法还包括：

开挖基槽，在所述基槽内铺筑砂砾垫层、混凝土垫层和截水墙以形成地基；

对所述地基进行地基处理。

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