一种装配式盖板涵主体结构及其施工方法
阅读说明：本技术 一种装配式盖板涵主体结构及其施工方法 (Main body structure of assembled slab culvert and construction method thereof ) 是由 刘凯 谌意雄 李敏峰 李球世 张磊 黎强 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种装配式盖板涵主体结构,包括预制底板、预制台身和预制盖板,所述底板内预埋有锚固螺栓,所述台身底部设置有底座骨架钢板、底座侧钢板、加劲钢板和矩形螺纹钢筋,所述底座骨架钢板与锚固螺栓通过双层螺帽连接,所述台身上设置有用于安装吊具的预埋螺栓,所述盖板设置于台身上端的台帽上,所述底座骨架钢板下方设置有粘钢胶层,所述台身底部的临水一侧设置有不锈钢箱盖,所述临水一侧底座骨架钢板和底座侧钢板容置于不锈钢箱盖内。解决了现有盖板涵施工效率低、施工养护质量参差不齐的问题。(The invention discloses an assembled cover plate culvert main body structure which comprises a prefabricated bottom plate, a prefabricated platform body and a prefabricated cover plate, wherein anchor bolts are pre-embedded in the bottom plate, a base framework steel plate, a base side steel plate, a stiffening steel plate and rectangular thread steel bars are arranged at the bottom of the platform body, the base framework steel plate is connected with the anchor bolts through double-layer nuts, the platform body is provided with the pre-embedded bolts for mounting a lifting appliance, the cover plate is arranged on a platform cap at the upper end of the platform body, a steel adhesive layer is arranged below the base framework steel plate, a stainless steel box cover is arranged on the water-contacting side of the bottom of the platform body, and the base framework steel plate and the base side steel plate on the water-contacting side are accommodated in the stainless steel box cover. The problems of low construction efficiency and uneven construction and maintenance quality of the existing plate culvert are solved.)
技术领域
本发明涉及盖板涵施工工艺领域，尤其涉及一种装配式盖板涵主体结构及其施工方法。
背景技术
近年来随着我国公路交通建设进程不断加快，越来越多的公路项目开始进入实施阶段。针对传统现浇盖板涵结构施工对环境影响大、施工周期长、碳排放量高和现场养护质量参差不齐等问题，从技术先进性、适用性、可靠性、安全性和经济性出发，研究适合在我国公路交通建设中采用的装配式盖板涵主体结构设计施工新技术是一项具有经济效益、社会效益和生态效益的创新性工作。传统盖板涵施工方法：1、施工放样，基坑施工；2、平整施工场地，做好临时排水措施；3、摊铺整平砂砾垫层、在预制场预制混凝土盖板；4、分节段绑扎底板钢筋，安装底板混凝土模板，浇筑底板混凝土；5、养护底板混凝土，待混凝土强度达到设计要求后，拆除底板混凝土模板；6、分节段安装台身模板，浇筑台身混凝土，绑扎台帽钢筋，安装台帽模板，浇筑台帽混凝土；7、养护台身和台帽混凝土，待混凝土强度达到设计要求后，拆除台身和台帽混凝土模板；8、现浇施工盖板涵洞口构造物和帽石，9、安装盖板，10、填充沉降缝和盖板缝材料，11、分层回填台后填土和涵顶填土，12、路基成型。目前存在以下几点问题：1、受作业工作面限制，各节段盖板涵的底板和台身结构不能平行施工，现浇盖板涵施工工期长，施工质量保证率低；2、现浇混凝土需洒水养护，积水易浸泡基底土，降低基底地基承载能力；3、现浇盖板涵施工需要临时料场、人工和模板较多，机具使用效率较低，占用的临时场地较多；4、现浇混凝土所需运输车辆较多，便道交通组织较难且易产生环境污染。
专利CN201910344851.0公开了一种盖板涵施工工艺，其主要公开了带有安装尺寸的施工工艺，采用现浇筑的方法进行施工，根据施工地点的变化，其不具有参考意义。现有装配式的盖板涵，如专利CN201710063597.8公开了U形装配式钢筋混凝土盖板涵洞及其施工方法，采用预制和现浇筑结合的方法，其底板采用现浇，其没有考虑到现浇砼和预制砼之间会因收缩不同而产生裂缝的情况，继而出现运营期间底板渗水现象，其预制盖板在截面突变处易受剪力作用产生剪断破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式盖板涵主体结构，以解决现有盖板涵施工效率低、施工养护质量参差不齐的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种装配式盖板涵主体结构，包括预制底板、预制台身和预制盖板，所述底板内预埋有锚固螺栓，所述台身底部设置有底座骨架钢板、底座侧钢板、加劲钢板和矩形螺纹钢筋，所述底座骨架钢板与锚固螺栓通过双层螺帽连接，所述台身上设置有用于安装吊具的预埋螺栓，所述盖板设置于台身上端的台帽上，所述底座骨架钢板下方设置有粘钢胶层，所述台身底部的临水一侧设置有不锈钢箱盖，所述临水一侧底座骨架钢板和底座侧钢板容置于不锈钢箱盖内。
基于上述装配式盖板涵主体结构，本发明公开了一种装配式盖板涵主体结构的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备，根据设计图纸和现场实际地形、地质情况，判断盖板涵的进出口标高和设计尺寸是否满足实际需求，准备装配式盖板涵需要的材料和设备，确定好材料堆积、预制和吊装场地，硬化相应的运输便道；
S2、根据设计图纸的分段要求将盖板涵结构分块，施工路基时，预制场同步预制盖板涵，进行预拼装后，编号存放；
S3、施工放样，基坑施工，平整施工场地，做好临时排水措施；
S4、摊铺整平砂砾垫层；
S5、将预制底板运至施工现场，按编号安装预制底板，压实处理底板侧回填材料，预留沉降缝后，在底板预埋钢板上焊接台身安装导向架，安装台身临时支撑；
S6、将预制台身运至施工现场，安装盖板涵台身悬挑结构和吊点，按编号将台身结构吊装在台身临时支撑上，在台身悬挑结构下布置三维千斤顶临时支撑，安装三维千斤顶；
S7、三维千斤顶竖向顶升，平面精调预制台身位置，当台身底座底钢板的螺栓孔与底板预埋锚固螺栓对准后，喷涂高强粘钢胶，利用台身临时支撑的自重，从单侧移出台身临时支撑时抹匀高强粘钢胶，竖向缓慢回缩三维千斤顶，安装锚固螺栓垫板、双层螺帽和保护插销，拆除台身安装导向架、三维千斤顶和三维千斤顶临时支撑；
S8、绕底板预埋螺栓垫片四周喷涂聚氨酯发泡胶后，安装锚固螺栓的不锈钢保护罩，临水侧底座骨架钢板上焊接防冲刷不锈钢箱盖，空隙喷涂聚氨酯发泡胶密封；
S9、循环施工盖板涵底板和台身，安装预制盖板；
S10、施工盖板涵洞口构造物和帽石；
S11、填充沉降缝和盖板缝材料；
S12、分层回填台后填土和涵顶填土；
S13、路基成型。
优选的，所述高强粘钢胶的厚度为3-5mm，初凝时间大于1小时。该装配式施工方法相比现浇筑具有以下优点：
1、预制台身内仅需配置少量防开裂钢筋，充分利用混凝土的抗压性能；
2、台身与底板间钢板连接处涂抹高强粘钢胶，减少钢板间的渗水通道，避免运营期间盖板涵渗水；
3、无需在施工现场浇筑混凝土，避免预制砼与现浇砼间因龄期差异产生收缩裂缝渗水；
4、台身和底板预制构件自身稳定性好，抗倾覆能力强。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、工厂化预制盖板涵底板、台身和盖板，施工质量保证率高的同时，培养出一批产业化工人，改善了施工人员的工作环境，为智能化绿色建筑生产奠定了基础；
2、在铺筑路基的同时，预制盖板涵主要构件，缩短施工工期；
3、预制构件养护工作在预制场内完成，养护条件好，养护用水少且能循环使用，施工现场无需洒水养护，对涵底地基承载能力影响较小；
4、仅需预留预制结构吊装位置，施工便道交通组织简单且不易产生环境污染；
5、施工现场无需现浇混凝土，最大程度利用施工现场既有吊装设备和运输设备，提高整个项目的经济效益；
6、采用装配式主体结构进一步有利于盖板涵流水施工，提高施工效率。
附图说明
图1为本发明装配式盖板涵主体结构整体结构示意图；
图2为本发明装配式盖板涵主体结构俯视结构示意图；
图3为本发明装配式盖板涵主体结构不锈钢箱盖结构示意图；
图4为本发明装配式盖板涵主体结构底座骨架轴测示意图；
图5为本发明装配式盖板涵主体结构施工示意图之一；
图6为本发明装配式盖板涵主体结构施工示意图之二；
图7为本发明装配式盖板涵主体结构施工示意图之三；
图8为本发明装配式盖板涵主体结构施工示意图之四；
图9为本发明装配式盖板涵主体结构施工示意图之五；
图10为本发明装配式盖板涵主体结构施工示意图之六。
附图标记：1、底板；2、台身；3、盖板；4、锚固螺栓；5、底座骨架钢板；6、底座侧钢板；7、加劲钢板；8、双层螺帽；9、不锈钢保护罩；10、不锈钢箱盖；11、预埋钢板；12、安装导向架；13、台身预埋螺栓；14、回填材料；151、台身临时支撑；152、千斤顶临时支撑；16、台身悬挑结构；17、台身吊点；18、三维千斤顶；19、矩形螺纹钢筋。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1至图4所示，本实施例的装配式盖板涵主体结构，包括预制底板1、预制台身2和预制盖板3，底板1内预埋有锚固螺栓4，台身2底部设置有底座骨架钢板5、底座侧钢板6、加劲钢板7和矩形螺纹钢筋19，底座骨架钢板5与锚固螺栓4通过双层螺帽8连接，台身2上设置有用于安装吊具的台身预埋螺栓13，盖板3设置于台身2上端的台帽上，底座骨架钢板5下方设置有粘钢胶层，台身2底部的临水一侧设置有不锈钢箱盖10，临水一侧底座骨架钢板5和底座侧钢板6容置于不锈钢箱盖10内。矩形螺旋钢筋是用来锚固底座钢板和在台身吊装时提供抗拉力，防止吊装时砼开裂，矩形螺旋钢筋是和钢板底座在一起提前做好的，是个整体构件。
实施例2
部分步骤均为常规手段，此处不赘述，以下为本发明的主要步骤。
如图5所示，安装盖板涵底板1，压实处理底板1一侧的回填材料14，安装台身临时支撑151，焊接台身安装导向架12；台身临时支撑151为圆形加劲钢板焊制，高度约13cm，自重不超过25千克，顶板边设置穿孔耳板，通过螺栓将双层临时支撑竖向固定。如此便于对台身临时支撑151进行搬运和安装。
如图6和图7所示，安装千斤顶临时支撑152，竖向间用螺栓固定，再安装三维千斤顶18，三维千斤顶18竖向顶紧台身悬挑结构16，验证台身2同步精调的稳定安全性后，平面精调台身2位置，当台身2座底钢板5的螺栓孔与底板1中预埋锚固螺栓4对准后，喷涂高强粘钢胶，从单侧移出台身临时支撑15时，利用台身临时支撑151的自重，即可抹匀高强粘钢胶；
如图8所示，缓慢竖向回缩三维千斤顶18，台身2安装到位后，将锚固螺栓4安装上双层螺帽8，插上保护插销，拆除台身安装导向架12；在锚固螺栓杆中提前穿孔，螺帽上好后，插入不锈钢保护插销。防止松动。
如图9和图10所示，拆除盖板涵台身悬挑结构16，拆除三维千斤顶18，拆除千斤顶临时支撑152，绕底板预埋螺栓垫片四周喷涂聚氨酯发泡胶后安装不锈钢保护罩9，临水侧底座骨架钢板上焊接防冲刷不锈钢箱盖10，空隙喷涂聚氨酯发泡胶密封；
循环施工盖板涵的底板和台身后，安装盖板涵预制盖板，再将台身预埋螺栓13的两侧外露螺杆安装防护橡胶套，用沥青麻絮填充沉降缝和盖板缝，完成装配式盖板涵主体结构安装。即得到图1所示的结构。
该施工方法具有以下优点：
1、工厂化预制盖板涵底板、台身和盖板，施工质量保证率高的同时，培养出一批产业化工人，改善了施工人员的工作环境，为智能化绿色建筑生产奠定了基础；
2、在铺筑路基的同时，预制盖板涵主要构件，缩短施工工期；
3、预制构件养护工作在预制场内完成，养护条件好，养护用水少且能循环使用，施工现场无需洒水养护，对涵底地基承载能力影响较小；
4、仅需预留预制结构吊装位置，施工便道交通组织简单且不易产生环境污染；
5、施工现场无需现浇混凝土，最大程度利用施工现场既有吊装设备和运输设备，提高整个项目的经济效益；
6、采用装配式主体结构进一步有利于盖板涵流水施工，提高施工效率。相比于现有技术中的装配式和现浇注结合的方式具有以下优点：
1、预制台身内仅需配置少量防开裂钢筋，充分利用混凝土的抗压性能；
2、台身与底板间钢板连接处涂抹高强粘钢胶，减少钢板间的渗水通道，避免使用期间盖板涵渗水；
3、无需在施工现场浇筑混凝土，避免预制砼与现浇砼间的龄期收缩裂纹渗水；
4、台身和底板预制构件自身稳定性好，抗倾覆能力强。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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