本發(fā)明涉及通道結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，具體地指一種門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞及其施工方法。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的箱型涵洞、通道大多采用現(xiàn)場澆筑的施工方法。由于施工工點分散、施工水平參差不齊等原因，造成工程質(zhì)量控制難度較大。此外，現(xiàn)場澆筑的各施工步驟為串行作業(yè)方式，導(dǎo)致所需施工周期較長。

現(xiàn)今的公路、城市道路的交通量極大，涵洞、通道施工必然會影響道路交通。若采用現(xiàn)場澆筑施工方法耗時太長，而已有裝配式涵洞結(jié)構(gòu)上分塊較多、整體性差，其適用范圍較窄。

因此，研制一種通用的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞顯得尤為必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種通用的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞，能夠保證構(gòu)件施工質(zhì)量、有效節(jié)省工期。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞由預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身和現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板澆筑而成，所述預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身由多個預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件沿涵洞的軸線方向拼裝而成，所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件由上方的頂板、兩側(cè)的立墻和自所述立墻的下邊沿向內(nèi)延伸而出的立墻踵板預(yù)制成整體，所述頂板的上表面預(yù)埋有供起吊的吊環(huán)鋼筋，所述立墻的外側(cè)面上開設(shè)有預(yù)留螺栓孔，所述立墻在所述螺栓孔處預(yù)埋有鋼套管，所述立墻踵板內(nèi)預(yù)埋有突出于上表面的螺桿。

作為優(yōu)選方案，所述立墻踵板內(nèi)預(yù)埋有伸于其內(nèi)側(cè)端面的連接鋼筋，所述現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板通過所述連接鋼筋與所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件連接形成整體。

作為優(yōu)選方案，所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件沿涵洞的軸線方向依次包括預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段、多個預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段和預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段，企口凹槽分別設(shè)置在所述預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段的后端和所述預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段的后端，與所述企口凹槽配合的企口榫頭分別設(shè)置在所述預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段的前端和所述預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段的前端。

作為優(yōu)選方案，所述企口凹槽沿所述頂板和兩側(cè)的所述立墻的后邊沿設(shè)置，所述企口榫頭沿所述頂板和兩側(cè)的所述立墻的前邊沿設(shè)置。

作為優(yōu)選方案，所述頂板與所述立墻相交處、所述立墻與所述立墻踵板相交處均設(shè)置有倒角。

本發(fā)明的目的還在于，提供一種通用的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞施工方法，能夠保證構(gòu)件施工質(zhì)量、有效節(jié)省工期。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞的施工方法，包括以下步驟：(a)采用平放臥式預(yù)制所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件；(b)在施工現(xiàn)場進行底基層施工；(c)在所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件的所述預(yù)埋螺栓處固定臨時支撐，在所述預(yù)留螺栓孔處通過螺栓固定臨時開孔鋼板，在兩側(cè)的所述立墻對應(yīng)的所述開孔鋼板之間固定起吊平衡梁；(d)利用所述起吊平衡梁將所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件起吊至運輸車上，并在所述運輸車到達施工現(xiàn)場后利用所述起吊平衡梁將所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件從所述運輸車上卸下；(e)通過對所述起吊平衡梁和所述吊環(huán)鋼筋起吊將所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件從平放臥式翻轉(zhuǎn)至直立狀態(tài)后卸除所述臨時開孔鋼板和所述起吊平衡梁；(f)通過所述吊環(huán)鋼筋將所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件吊裝至指定的位置使相鄰的所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件拼接，吊裝完成后卸除所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件上的所述臨時支撐并切除所述預(yù)埋螺栓的外露部分；(g)重復(fù)步驟(f)直至形成所述預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身；(h)將所述立墻踵板內(nèi)預(yù)埋的伸于內(nèi)側(cè)端面的連接鋼筋與所述現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板內(nèi)相應(yīng)的主筋進行焊接，澆筑混凝土使所述預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身與所述現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板形成整體。

作為優(yōu)選方案，在所述步驟(f)中，相鄰的所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件之間通過所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件后端的企口凹槽與下一所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件前端的企口榫頭配合拼接，相配合所述企口凹槽與所述企口榫頭之間留有2cm的企口縫。

作為優(yōu)選方案，在所述步驟(a)中，預(yù)制所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件包括以下步驟：搭設(shè)所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋骨架；搭設(shè)鋼模板，所述鋼模板在所述吊環(huán)鋼筋、所述連接鋼筋、所述預(yù)埋螺栓和所述預(yù)留螺栓孔處均設(shè)有開口；澆筑混凝土完成預(yù)制。

作為優(yōu)選方案，開挖基坑，對不滿足地基承載力要求的進行地基處理；鋪筑基礎(chǔ)底部的砂礫墊層，壓實后澆筑混凝土基層；檢測所述混凝土基層的高程及平整度，對不滿足要求的部位采用高強度等級的水泥砂漿進行調(diào)平。

作為優(yōu)選方案，所述施工方法還包括以下步驟：

(i)將所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件上的所述螺栓孔內(nèi)采用水泥砂漿進行填充密實；

(j)相配合的所述企口凹槽與所述企口榫頭之間的所述企口縫中鋪設(shè)一圈橡膠密封條，在所述企口縫內(nèi)填充瀝青麻絮，在企口縫旁1m內(nèi)的所述預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件的外壁上鋪設(shè)防水卷材，在涵洞內(nèi)側(cè)所述企口縫處抹填水泥砂漿。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞及其施工方法中，門形鋼筋混凝土構(gòu)件采用工廠集中預(yù)制，構(gòu)件施工質(zhì)量能夠保證；預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場吊裝拼接，施工操作簡易，施工速度快；門式箱型的分塊少，整體性好，受力合理；對地基承載力要求不高，適用性廣泛；可有效的節(jié)省工期，提高經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明的優(yōu)選實施例的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞安裝完成后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞的預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中的預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段豎直起吊時結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖3中的預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段側(cè)向起吊前輔助配件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖3中的預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段側(cè)向起吊時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各部件標(biāo)號如下：預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2、預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3(其中，預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1、預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2、預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3)、頂板4、立墻5、立墻踵板6、企口凹槽7、企口榫頭8、連接鋼筋9、螺栓孔10、鋼套管11、預(yù)埋螺栓12、吊環(huán)鋼筋13、h型鋼臨時支撐14、臨時開孔鋼板15、起吊平衡梁16、砂礫墊層17、混凝土基層18。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞包括預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1和現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2，預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1由若干預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3沿軸向拼裝而成。

請結(jié)合參閱圖2，預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3根據(jù)位置不同其結(jié)構(gòu)稍有差異，可分為預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1、預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2和預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3。預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1位于預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1的一端的洞口處，預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3位于預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1的另一端的洞口處，預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1、多個預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2、預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3沿軸向拼裝成預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1。

具體而言，預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1的后端設(shè)置有企口凹槽7，預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2的前端和后端分別設(shè)置有企口榫頭8和企口凹槽7，預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3的前端設(shè)置有企口榫頭8。預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1通過預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3端部的企口凹槽7和企口榫頭8對接拼裝而成。

更確切地說，預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1的企口凹槽7與預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2的企口榫頭8對接，預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2的企口凹槽7與下一預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2的企口榫頭8對接，最后的預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2的企口凹槽7與預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3的企口榫頭8對接，如此順序拼裝成預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1。由于預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1、預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2和預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3的區(qū)別僅在于企口凹槽7和企口榫頭8，因此下文僅以預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2為例對預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3進行說明。

請結(jié)合參閱圖3和圖4，預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2由頂部的頂板4、兩側(cè)的立墻5和自立墻5的下邊沿向涵洞內(nèi)延伸而出的立墻踵板6預(yù)制而成整體。頂板4和立墻5相交處、立墻5和立墻踵板6相交處均設(shè)置用于滿足受力要求的倒角。

頂板4上表面預(yù)埋有2排共8根吊環(huán)鋼筋13，吊環(huán)鋼筋13供預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3起吊之用。即，頂板4上設(shè)置4個吊點位置，每一個吊點位置并排設(shè)置兩根所述吊環(huán)鋼筋。

每一側(cè)的立墻5的外側(cè)面上設(shè)置兩排用于預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3水平起吊并翻轉(zhuǎn)的螺栓孔10，螺栓孔10位置處的立墻5內(nèi)預(yù)埋有防止螺栓孔10周邊的局部混凝土被壓碎的鋼套管11。

立墻踵板6內(nèi)預(yù)埋有兩排外伸于其內(nèi)側(cè)端面的連接鋼筋9，現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2通過連接鋼筋9與預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3連接形成整體。立墻踵板6內(nèi)預(yù)埋有突出于其上表面的螺桿12，供運輸過程中固定h型鋼臨時支撐14。預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3在吊裝運輸過程中設(shè)置有h型鋼臨時支撐14，防止構(gòu)件發(fā)生側(cè)向位移和失穩(wěn)造成破損。預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3吊裝就位后拆除h型鋼臨時支撐14，以重復(fù)用于后續(xù)構(gòu)件的吊裝運輸。

請結(jié)合參閱圖5和圖6，預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3在水平起吊時，其立墻5外側(cè)螺栓孔10處通過螺栓固定兩塊開孔鋼板15，兩側(cè)立墻開孔鋼板15之間固定帶有吊環(huán)的起吊平衡梁16，通過起吊平衡梁16起吊構(gòu)件。

預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1和預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3的結(jié)構(gòu)與預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2的上述結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別僅在于企口凹槽7和企口榫頭8，因此，預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1和預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3的結(jié)構(gòu)不再做贅述。

在預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3(預(yù)制門形構(gòu)件前節(jié)段3.1、預(yù)制門形構(gòu)件中節(jié)段3.2和預(yù)制門形構(gòu)件后節(jié)段3.3)中，企口凹槽7為沿頂部的頂板4和兩側(cè)的立墻5的三個方向設(shè)置，同樣企口榫頭8也是沿頂部的頂板4和兩側(cè)的立墻5的三個方向設(shè)置。如此，預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3在拼裝過程中，既可以按照從上往下的方式吊裝拼接，也可以按照從后往前的方式吊裝拼接。

請結(jié)合參閱圖4至圖6，本發(fā)明的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞的施工方法如下：

(1)集中預(yù)制所需的預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3。

預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3方式采用平放臥式預(yù)制。首先，搭設(shè)預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3內(nèi)鋼筋骨架；然后，根據(jù)設(shè)計圖紙搭設(shè)鋼模板，模板在所述吊環(huán)鋼筋13、連接鋼筋9、預(yù)埋螺栓12和預(yù)留螺栓孔10處均需做相應(yīng)的開孔措施；最后，澆筑混凝土完成預(yù)制。

(2)在施工現(xiàn)場進行涵洞底基層施工。

首先，進行基坑開挖，對不滿足地基承載力要求的進行地基處理；然后，鋪筑基礎(chǔ)底部的砂礫墊層17，壓實后澆筑混凝土基層18；最后，檢測混凝土基層18的高程及平整度，對不滿足要求的部位采用高強度等級的水泥砂漿進行調(diào)平。

(3)在預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3上安裝輔助件。

首先，在所述預(yù)埋螺栓12處固定h型鋼臨時支撐14，所述預(yù)留螺栓孔10處通過螺栓固定臨時開孔鋼板15；然后，在兩側(cè)立墻對應(yīng)的開孔鋼板15之間固定起吊平衡梁16。

(4)運輸預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3。

首先，在預(yù)制場內(nèi)通過起吊平衡梁16將預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3水平起吊至平放于運輸車上，并在運輸車上設(shè)置相應(yīng)輔助設(shè)施固定預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3；然后，通過運輸車將預(yù)制構(gòu)件運輸至施工現(xiàn)場，再通過起吊平衡梁16將預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3從運輸車上卸下平放于施工現(xiàn)場指定位置。

(5)翻轉(zhuǎn)預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3。

首先，通過起吊平衡梁16上的吊環(huán)和頂板4上的吊環(huán)鋼筋13將預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3從平放臥式翻轉(zhuǎn)至直立狀態(tài)；最后，卸除臨時開孔鋼板15和起吊平衡梁16。

(6)吊裝預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3。

首先，通過吊環(huán)鋼筋13將預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3吊至指定的位置，相鄰的預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3之間留2cm的企口縫；然后，檢測預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3的定位，并對不滿足要求的進行調(diào)整；最后，卸除預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3上的h型鋼臨時支撐14，并切除預(yù)埋螺栓12的外露部分。

(7)重復(fù)步驟(6)直至形成所述預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1。

(8)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2施工。

首先，搭設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2內(nèi)的鋼筋骨架；然后，將預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3上的預(yù)留連接鋼筋9與現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2內(nèi)相應(yīng)的主筋進行焊接；最后，澆筑混凝土使預(yù)制門式鋼筋混凝土涵身1與現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板2形成整體。

(9)處理預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3上的螺栓孔10。

將預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3上的螺栓孔10內(nèi)采用水泥砂漿進行填充、密實。

(10)對預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3間的企口縫進行防水處理。

單個預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件3吊裝就位后，在其端部的企口凹槽7與企口榫頭8拼接的縫隙中鋪設(shè)一圈橡膠密封條。待箱型涵洞拼裝完成后，在企口縫內(nèi)填充瀝青麻絮，并在箱型涵洞的外側(cè)企口縫附近1m范圍內(nèi)鋪設(shè)防水卷材，在箱型涵洞內(nèi)側(cè)企口縫處進行水泥砂漿抹填。

(11)涵洞回填土施工。

待箱型涵洞拼裝完成、防水設(shè)施鋪設(shè)完畢及砂漿強度達到設(shè)計強度的90％后，進行涵洞回填土的施工。

(12)門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞內(nèi)部的鋪砌和附屬設(shè)施的安裝。

本發(fā)明的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞具有結(jié)構(gòu)新穎、施工速度快、適用性廣且可降低工程成本等特點，適用于公路、城市道路下方的涵洞、通道等結(jié)構(gòu)物，同時也可應(yīng)用于地基承載力較低的軟土地基路段。

與現(xiàn)有的箱型涵洞相比，本發(fā)明的門形裝配式鋼筋混凝土箱型涵洞及其施工方法優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是門形鋼筋混凝土構(gòu)件采用工廠集中預(yù)制，構(gòu)件施工質(zhì)量能夠保證；二是預(yù)制門形鋼筋混凝土構(gòu)件預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場吊裝拼接，施工操作簡易，施工速度快；三是門式箱型的分塊少，整體性好，受力合理；四是對地基承載力要求不高，適用性廣泛；五是可有效的節(jié)省工期，提高經(jīng)濟效益。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。