箱涵是指以钢筋混凝土箱形管节作为洞身的涵洞。箱涵由一个或多个方形或矩形断面组成,一般由钢筋混凝土或圬工制成,其刚度大、较稳定,具有良好的受力性能。箱涵具有较高的空间利用率,内部空间可以根据要求安排不同车道,且结构形式简单多样,可根据不同的环境和工程体量进行工厂预制。箱涵作为地下结构一种主要的形式,很早就已经应用到管线结构和桥梁结构中,根据工程需要,市政道路箱涵往往设置成斜交形式。传统的斜交箱涵一般出现在下穿铁路、公路的地道桥中,其长度一般较短。随着城市地下空间的不断发展,地块间的地下通道不断增多。由于地块间对于接入位置的不同要求、投资分界面的不同划分,斜交箱涵也更多的出现在了城市地下通道中。
斜交箱涵与普通箱涵相比受力较复杂,除弯矩、剪力、轴力作用外,还有扭矩作用。随着斜交角度的增大,斜交箱涵跨中最大弯矩位置不断往钝角方向偏移,而支座弯矩在钝角侧存在较为明显的应力集中现象。箱涵内部配筋的设计与施工方法直接决定其结构的受力性能和稳定性。钢筋的合理设置是结构传力的关键因素,配筋方式和施工方法的选择直接影响建筑的施工速度与造价。传统的配筋方式多采用斜交扇形布置和垂直布置,由于钝角处的弯矩较大,同时部分分布钢筋也需锚入侧墙内,这种配筋方式会导致跨中配筋过剩、侧墙端部钢筋过密,不利于混凝土浇筑质量和施工成本控制。因此,为了保证斜交箱涵结构的经济、安全,需对其传统配筋方式进行改进。箱涵结构中设置有双层钢筋网片,结构中钢筋众多,钢筋的定位连接显得尤为重要。目前的钢筋定位方法大多为划线、钢筋马镫、垫层和简易绑扎,这些方法存在定位时间长、位置线模糊不清、绑扎不牢容易移位需要二次校正等问题。对于非正交的钢筋安装,目前的安装方法效果更差,并且费时费力。因此,为保证钢筋工程的快速有效进行,需要对钢筋定位安装方法进行改进。
本发明的目的是提供一种斜交异形箱涵的配筋及施工方法,提高了钢筋布置的效率,优化结构整体受力性能。
所述斜交异形箱涵与地裂缝斜交,箱涵包括多个涵洞,包括顶板、底板和侧板,部分侧板开洞并在开洞处设置暗梁;
顶板和底板中设置有顶板底板主受力钢筋,侧板内设置有侧墙受力钢筋,顶板底板主受力钢筋和侧墙受力钢筋均配置有板墙分布钢筋,顶板底板主受力钢筋平行于斜交线斜向布置,侧墙受力钢筋竖向布置,板墙分布钢筋正交布置。
顶板与侧板之间、以及底板与侧板之间的转角处均设置有加腋配筋,加腋配筋包括加腋钢筋和加腋构造钢筋,加腋配筋设置于转角处,加腋构造钢筋配置于加腋钢筋上并平行于顶板布置;
顶板和底板的板墙分布钢筋包括两层,一层配置于顶板底板主受力钢筋并点焊连接,一层配置于洞口上横向钢筋或洞口下横向钢筋绑扎,两层板墙分布钢筋之间通过梅花状布置的拉筋连接。
侧墙内的侧墙受力钢筋包括两层,板墙分布钢筋包括两层,分别配置到侧墙受力钢筋,其中一层点焊连接,另一层绑扎连接,两层板墙分布钢筋之间通过梅花状布置的拉筋连接。
2、所涉及的斜交箱涵配筋布置方式,板和墙受力钢筋和分布筋斜交布置,其中受力钢筋平行于箱涵的斜交线布置,可以很好地解决斜交箱涵钝角处的应力集中问题,配筋设计合理。与传统的配筋方式相比,本文提出的配筋方式可以减少跨中50%配筋,避免了钢筋过于集中不利于混凝土浇筑振捣的难题,可以有效地节省材料成本,提高斜交异形箱涵的经济效益,加快施工进度,提高工程质量。
3、所涉及的斜交箱涵配筋布置方式,受力钢筋、分布钢筋和拉筋布置合理,受力钢筋和上部分布钢筋焊接,上部分布钢筋和下部分布钢筋通过拉筋连接,其他钢筋与受力钢筋或分布筋绑扎搭接,各类钢筋连接紧密,
提高了钢筋骨架的整体性。各类钢筋设计明确,易于辨别,安装过程简单,便于工人快速上手,加快施工进度。在开洞处设置暗梁,暗梁采用双向配箍方式,有效地提高了开洞处侧墙的强度,满足交通需要的同时,也保证了箱涵的安全性。
4、所涉及的斜交箱涵配筋设计及钢筋布置方法适用面广且应用前景较好,能实际应用于地下斜交箱涵的工程设计和施工中。
1—顶板底板主受力钢筋;2—板墙分布钢筋;3—拉筋;4—加腋钢筋;5—加腋构造钢筋;6—侧墙受力钢筋;7—洞口上横向钢筋;8—洞口下横向钢筋;9—端部u型钢筋;10—暗梁受力钢筋;11—暗梁纵向箍筋;12—暗梁横向箍筋。
本发明涉及一种斜交异形箱涵的配筋及施工方法,所述斜交异形箱涵与地裂缝斜交,箱涵包括多个涵洞,包括顶板、底板和侧板,部分侧板开洞并在开洞处设置暗梁;顶板和底板中设置有顶板底板主受力钢筋1,侧板内设置有侧墙受力钢筋6,顶板底板主受力钢筋1和侧墙受力钢筋6均配置有板墙分布钢筋2,顶板底板主受力钢筋1平行于斜交线斜向布置,侧墙受力钢筋6竖向布置,板墙分布钢筋2正交布置。
顶板和底板的板墙分布钢筋2包括两层,一层配置于顶板底板主受力钢筋1并点焊连接,一层配置于洞口上横向钢筋7或洞口下横向钢筋8绑扎,两层板墙分布钢筋2之间通过梅花状布置的拉筋3连接。侧墙内的侧墙受力钢筋6包括两层,板墙分布钢筋2包括两层,分别配置到侧墙受力钢筋6,其中一层点焊连接,另一层绑扎连接,两层板墙分布钢筋2之间通过梅花状布置的拉筋3连接。受力钢筋直径为φ20mm~φ28mm,间距80~120mm,分布钢筋直径为φ16mm~φ28mm,间距80~150mm,拉筋直径为φ6~10mm,间距300~500mm。
顶板与侧板之间、以及底板与侧板之间的转角处均设置有加腋配筋,加腋配筋包括加腋钢筋4和加腋构造钢筋5,加腋配筋设置于转角处,加腋构造钢筋5配置于加腋钢筋4上并平行于顶板布置。加腋钢筋4直径为φ16~30mm,间距80~120mm。加腋构造钢筋5设置3~9根,直径为φ10~18mm。加腋钢筋4两端分别锚固在板和侧墙内,锚固长度200~300mm。
暗梁内设置有暗梁受力钢筋10,直径为φ6mm~φ18mm。暗梁受力钢筋10上配置有暗梁纵向箍筋11和暗梁横向箍筋12,直径为φ6mm~φ18mm,间距为100mm~300mm。
箱涵洞口上、下设置了加强洞口的洞口上横向钢筋7和洞口下横向钢筋8。两侧涵洞的洞口上横向钢筋7高于中部涵洞的洞口上横向钢筋7,直径为φ20mm~φ30mm,间距300~500mm。洞口下横向钢筋8一体布置,直径φ20mm~φ30mm,间距300~500mm。洞口上横向钢筋7和洞口下横向钢筋8锚固在侧墙内,锚固长度100~200mm。
箱涵横向两端端部布置有端部u型钢筋9,直径为φ22mm~φ28mm,间距300~500mm。
所述异形箱涵顶部穿过一斜向地裂缝,异形箱涵是斜交23°的下部异形箱涵。下部箱涵的异形部分为四边形,侧墙有大面积开洞。
本实施例中,板主受力钢筋和分布筋夹角为67°斜向布置,板主受力钢筋直径为φ25mm、侧墙主受力钢筋直径为φ28mm,间距均为100mm,分布钢筋直径为φ20mm,间距150mm,拉筋直径为φ10mm,间距450mm。
本实施例中,侧墙转角处的加腋钢筋4直径为φ25mm,间距为100mm,侧墙转角处的加腋钢筋4两端锚固在板和侧墙内,锚固长度300mm。侧墙转角处的加腋钢筋4在其垂直方向上设置9根构造钢筋5,直径为φ18mm。
本实施例中,箱涵暗梁配有纵、横两个方向箍筋直径分别为φ18mm和φ10mm,间距分别为100mm和300mm。
由上述内容可知,如图2,板和侧墙受力钢筋和分布筋焊接连接,分布筋由拉筋连接,洞口上下横向钢筋锚固在侧墙内,转角加腋钢筋锚固在板和侧墙内,分布筋与加腋钢筋焊接连接。因此钢筋骨架连为一体,斜交异形箱涵板墙可形成一个紧密连接的整体。
由上述内容可知,如图2,箱涵洞口上、下设置了加强洞口的横向钢筋,洞口上部横向钢筋根据洞口数量布置,两侧横向钢筋高于中部横向钢筋,直径为φ26mm,间距300mm。洞口下部横向钢筋一体布置,直径φ28mm,间距400mm。洞口横向钢筋锚固在侧墙内,锚固长度200mm。
本实施案例中,钢筋骨架安装固定方法,是将板和墙受力钢筋与上层分布筋通过点焊连接,下层分布筋通过拉筋与上层分布筋相连,其他钢筋在与受力钢筋和分布筋搭接绑扎连为一体。
本发明的内容不限于实施例所列举,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。
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