阅读说明：本技术 一种装配式uhpc复合槽型板涵洞结构 (Assembled UHPC composite trough plate culvert structure ) 是由 段晓伟 胡晓斌 艾杰 白龙 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：一种装配式UHPC复合槽型板涵洞结构,包括：基础垫层及现浇基础,所述现浇基础底面预设防水层,基础顶面设UHPC抹面,所述现浇基础两侧均浇筑涵台,所述涵台顶端简支连接盖板；所述盖板及涵台形成拼装涵节,通过现浇基础连接成为整体,所述涵节之间设蝶形橡胶止水带,止水带外侧裹沥青油毛毡。该结构设计合理,施工简便,造价较低,采用工厂化预制、现场拼装,能有效保证施工质量,缩短建设工期。(An assembled UHPC composite trough plate culvert structure, comprising: the foundation comprises a foundation cushion layer and a cast-in-place foundation, wherein a waterproof layer is preset on the bottom surface of the cast-in-place foundation, a UHPC (ultra high performance concrete) surface is arranged on the top surface of the foundation, culvert platforms are poured on two sides of the cast-in-place foundation, and the top ends of the culvert platforms are simply supported and connected with a cover plate; the cover plate and the culvert platform form spliced culvert sections which are connected into a whole through a cast-in-place foundation, a butterfly rubber waterstop is arranged between the culvert sections, and asphalt felt is wrapped outside the waterstop. The structure has reasonable design, simple construction and lower cost, adopts factory prefabrication and field assembly, can effectively ensure the construction quality and shorten the construction period.)

一种装配式UHPC复合槽型板涵洞结构

技术领域

本发明涉及涵洞建设技术领域，特别涉及一种装配式UHPC复合槽型板涵洞结构。

背景技术

在高速公路桥涵结构中，涵洞具有数量大，分布广的特点，是一种具有排水、通道等功能的小型构造物。其建设进度及施工质量关系整条公路的施工周期及质量。

目前，公路新建、改建及接长的涵洞通常采用现浇形式施工，工点分散，施工条件不统一，导致结构施工工艺不易控制，现浇、养护过程中结构质量很难保障；另外，野外施工受天气、地形、混凝土龄期、材料运输等影响，施工进度缓慢。因此采用标准化设计、工厂预制、现场拼装技术可保证结构本身质量，提升施工进度，降低环境污染。

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设计的，盖板、涵台尺寸完全不同，标准化程度低，实际上是简单的将野外施工工艺搬进工厂。另外其截面尺寸较大，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。

传统盖板涵洞的盖板、涵台均为矩形截面，而混凝土受弯构件的极限承载力由梁高决定，因此给定填土高度下每延米的截面尺寸基本固定，矩形截面条件下材料用量很难大幅降低。但结构受力时除截面顶底受拉区、受压区外，其余截面参与受力很小，材料利用效率低。多余的材料增大了结构自重，提高了结构造价。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种装配式UHPC复合槽型板涵洞结构，该结构设计合理，施工简便，造价较低，采用工厂化预制、现场拼装，能有效保证施工质量，缩短建设工期。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种装配式UHPC复合槽型板涵洞结构，包括：基础垫层及现浇基础，所述现浇基础底面预设防水层及基础UHPC抹面，所述现浇基础两侧均浇筑涵台，所述涵台顶端简支连接盖板；

所述盖板及涵台形成拼装涵节，通过现浇基础连接成为整体，所述涵节之间设蝶形橡胶止水带，止水带外侧裹沥青油毛毡。

优选地，所述现浇基础与涵台通过预埋钢筋连接。

优选地，所述涵台与盖板通过剪力销及榫卯连接机构连接盖板，所述涵台底端设有基础垫层。

优选地，所述盖板、涵台、榫卯连接机构、现浇基础组成涵洞。

优选地，所述盖板、涵台均采用UHPC复合槽型板，且中部设有涵节接缝，UHPC复合槽型板由UHPC材料和起临时保护作用的填充材料组成，所述填充材料两侧均涂抹界面剂，所述UHPC复合槽型板分为底板和主肋两部分，使用时底板朝下主肋朝上。

优选地，所述榫卯连接机构包括：盖板端头及涵台顶部开槽、二者相互嵌套，为盖板、涵台提供竖向、水平向边界约束，为涵台顶部提供水平向边界约束；涵台上设剪力销插入盖板预留孔，作为盖板水平方向加强边界条件。

优选地，所述盖板与盖板之间、盖板与涵台之间的接缝下部采用砂浆填塞、上部采用沥青麻絮填塞。

本发明的有益效果为：

1、工程化预制，施工质量容易保障。本发明的主要受力构件盖板、涵台均采用工厂化预制，结构整体质量容易保障。

2、结构设计合理、材料利用效率高。分析得知传统涵洞结构的矩形截面除顶底受拉区、受压区外、截面其余部分参与受力很小。提出的复合UHPC槽形板结构将传统涵洞的盖板、涵台矩形截面中应力较小的部分全部去除，大大减小了截面面积主要材料用量为传统涵洞的1/10，增大了截面应力，材料利用效率显著提高。由于截面尺寸较小，槽间填充泡沫混凝土等轻质材料，作为结构拼装过程中的保护。

3、材料用量节省、造价较低。本发明的盖板、涵台挖除了普通涵洞矩形截面应力较小部分，材料用量大大较小。

4、盖板、涵台尺寸减小后，截面应力增大，传统混凝土不能满足强度要求，因此需采用超高强度的UHPC。此材料本身具有耐腐蚀的特性，配合基础防水层及抹面层，使得该结构可以在强冻融、强腐蚀等恶劣环境条件下使用。

附图说明

图1为本发明的结构涵洞断面示意图；

图2为本发明的结构基础俯视图；

图3为本发明的涵台基础连接钢筋示意图；

图4为本发明的涵洞立面布置图，涵低纵坡采用台阶形式；

图5为本发明的UHPC复合槽型板断面图；

图6为本发明盖板、涵台榫卯连接机构示意图；

图7为本发明UHPC复合槽型板底板生产示意图；

附图标记对照表：

1-盖板、2-涵台、2.1-涵节、3-现浇基础、4-基础UHPC抹面、5-防水层、6-预埋钢筋、7-剪力销、8-榫卯连接机构、9-主肋、10-底板、11-填充材料、12-UHPC材料、13-界面剂、14-涵节接缝、15-基础垫层。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图7所示，一种装配式UHPC复合槽型板涵洞结构，包括：基础垫层15及现浇基础3，所述现浇基础3底面预设防水层5及基础UHPC抹面4，所述现浇基础3两侧均浇筑涵台2，所述涵台2顶端简支连接盖板1；

所述盖板1及涵台2形成拼装涵节2.1，通过现浇基础3连接成为整体，所述涵节之间设蝶形橡胶止水带，止水带外侧裹沥青油毛毡。

所述现浇基础3与涵台2通过预埋钢筋6连接。

所述涵台2与盖板1通过剪力销7及榫卯连接机构8连接盖板1，所述涵台2底端设有基础垫层15。

所述盖板1、涵台2、榫卯连接机构8、现浇基础3组成涵洞。

所述盖板1、涵台2均采用UHPC复合槽型板，且中部设有涵节接缝14，UHPC复合槽型板由UHPC材料12和起临时保护作用的填充材料11组成，所述填充材料11两侧均涂抹界面剂13，所述UHPC复合槽型板分为底板10和主肋9两部分，使用时底板10朝下主肋9朝上。

所述榫卯连接机构8包括：盖板1端头及涵台2顶部开槽、二者相互嵌套，为盖板1、涵台2提供竖向、水平向边界约束，为涵台顶部提供水平向边界约束；涵台2上设剪力销7插入盖板预留孔，作为盖板水平方向加强边界条件。

所述盖板与盖板之间、盖板与涵台之间的接缝下部采用砂浆填塞、上部采用沥青麻絮填塞。

1、工厂预制：

盖板、涵台均为板件结构，采用长线台法预制，养护完成后切割成所需跨径的板件。其预制流程均为：模板组装→涂抹脱模剂→钢筋绑扎→纵向预应力钢筋张拉→浇筑混凝土→振动台振动→蒸汽养护→纵向预应力钢筋放张→板件切割→拆模、标记→吊运至存放区→出厂。

具体地，在模板上绑扎拱肋钢筋，纵向预应力钢筋定位并张拉，浇筑混凝土，待混凝土强度达到70％之后放张，脱模养护。同时进行预制基础的现场实施。

具体地，本涵跨径为1、23、4m，填土厚度0.5到3m，涵板厚度均为5cm。

2、现场拼装：

将盖板1、涵台2运送至现场后，进行现场拼装。

(1)涵台、盖板安装：将涵台2吊装至预先处理完成的水稳垫层上(涵台底部截面及预埋钢筋共同提供临时支撑)，安装盖板1，结构通过榫卯连接机构8形成临时平衡系统。

(2)基础现浇：在涵台预埋钢筋6上绑扎基础钢筋，浇筑混凝土并抹面，之后进入基础混凝土养护。养护的同时进行下一节段的组装，以此类推。

(3)接缝处理：待全部涵洞拼装完成，全部基础浇筑养护完毕之后，进行接缝处理。在盖板与涵台的接缝中填塞沥青麻絮，在涵节之间首先填塞沥青麻絮，然后外裹两道沥青油毛毡，确保涵节处不漏水。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。