其中洞口又可分为端墙、翼墙、截水墙、缘石,主要作用是保证涵洞基础和两侧路基免受冲刷,使水流顺流顺畅。
作为管涵的主要组成部分,管身通常由钢筋混凝土制作而成。管身多采用预制安装的方式,其预制长度通常有0.5m和1.0m两类;管径有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m、1.50m、2.00m六种。管身的壁厚随管径大小和填土高度而异。
盖板是涵洞的承重结构部分,可分为石盖板或钢筋混凝土盖板。跨径在2m以下,并且石料丰富时,可采用石盖板。当跨径大于2m或在石料贫乏地区时,宜采用钢筋混凝土盖板。
这些部位多采用浆砌块、片石构成,砂浆强度等级可为M2.5或M5.0。一般情况下,基础厚度60cm,铺底厚度30cm。
一般沿洞身方向每隔3~6m设置一道沉降缝,具体位置需结合地质的变化情况及路堤的高度而定;同时在涵洞与急流槽、端墙、翼墙等结构分段处也应设置沉降缝,以免洞口的沉降影响洞身。沉降缝应当贯穿整个断面(包括基础),缝宽约2~3cm。1.1.3 箱涵箱涵作为整体闭合式钢筋混凝土框架结构,具有良好的整体性和抗震性,在软土地基及高等级公路上应用广泛。主要组成部分有钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等。
由钢筋混凝土构成,洞口断面一般为长方形或正方形。箱涵常用的跨径有200cm、250cm、300cm、400cm、500cm等,壁厚一般为22~35cm。
在涵身靠洞口侧的两端修建的钢筋混凝土薄壁结构,与洞身连成一个整体。壁厚一般为31~41cm。翼墙主要用于洞身与进出口锥坡的连接,起支挡路基填土的作用。
箱涵基础一般为双层结构。上层为混凝土结构,厚10cm;下层为砂砾垫层,厚度为40~70cm。
②护拱 主要作用是保护拱圈,防止荷载的冲击。通常用石灰砂浆或水泥砂浆砌片石构成,护拱高度一般为矢高的一半。
④沉降缝及排水设施 沉降缝的设置方法与盖板涵相同。排水设施设于拱背及台背,其作用主要是排除路基的渗水,使拱圈免受水的浸蚀,确保路基稳定。
主要由进口段、水平段和出口段三部分组成。进口段主要由进水口沟渠、沉淀池、进水井等部分组成;水平段是倒虹吸管的主体,由基础、管身、接缝等部分组成;出口段主要由出水井及出水沟渠组成。
洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。洞口建筑一般由进水口、出水口和沟床加固三部分组成。其作用是平顺连接涵洞与河道,使水流进出顺畅,还起着保护路基边坡免受水流冲刷的作用。
公路工程中的管涵多为钢筋混凝土圆管涵,一般采用在工厂预制管节,然后运往现场安装的施工方法。其施工工艺一般为:管节预制、管节运输和管涵的安装等。
圆管涵管节预制时可采用振动制管器法、离心法、悬辊法、立式制管法等。成品圆管涵的尺寸应满足设计要求,管节的端面与其轴线应满足相应的角度关系,管节的端面和管壁内侧等部位应平滑、直顺,管节的强度应符合设计要求。
地基土为岩石时,管节下可采用无圬工基础,管节下清除风化层或挖除软土层后,填筑0.4m厚的砂垫层;出入口两端的端墙、翼墙下,在岩石层上用C15混凝土作基础,其深度应埋置在风化层以下0.15~0.25m,并且最小等于管壁厚加5cm。当风化层过深时,可改采用片石圬工基础,最深不大于1m。管节下为硬岩时,可用混凝土抹成与管节密贴的垫层。
管节下应采用0.5m厚的圬工基础,出入口两端的端墙、翼墙基础埋置深度为1.0~1.5m;当地下水的冻结深度较浅时,埋深应不少于冻结深度;当冻结深度大于1.5m时,可在圬工基础下用卵石和砂换填至冻结深度。
② 在捣固夯实的天然土表层或矿砂垫层上,修筑截面为圆弧状的管座,其深度等于管壁的厚度。③ 在圆弧管座上铺设垫层的防水层,然后安装管节,管节间接缝宜留lcm宽。
④ 在管节的下侧再用天然土或砂砾垫层材料作培填料,并捣实至设计高程(如图所示),再将防水层向上包裹管节,防水层外再铺设粘质土,并保证其与管节密贴。在严寒地区这部分特别填土必须填筑不冻胀土料。
沟底纵坡很陡时,为防止涵洞基础和管节向下滑移,每段长度一般为3~5m,台阶高差一般不超过相邻涵节最小壁厚的3/4。如破度较大可按2~3m分段或加大台阶高度,但不应大于0.34m,且台阶处的净空高度不小于1.0m此时在低处的涵顶上应设挡墙,以掩盖可能产生的缝隙。无圬工基础的陡坡管涵,只可采用管节斜置的办法,斜置的坡度不得大于5%。
管节安装应从下游开始,使接头面向上游;每节涵管应紧贴在垫层或基座上,使涵管受力均匀;所有管节应准确地按设计坡度敷设。如管壁厚度不一致,应使内壁齐平。在敷设过程中,要保持管内清洁,无多余的砂浆及杂物。
管节安装可根据地形及设备条件,采用滚动安装法、滚木安装法、压绳下管法、龙门架安装法和吊车安装法等。
②管座接头采用对头拼接,接缝不应大于1cm,并用沥青麻絮或具有弹性的不透水材料填塞。③管节沉降必须与基础沉降一致。沉降缝宽一般为2~3cm,采用沥青麻絮或具有弹性的不透水材料填塞。
④各管节应顺流水坡度安装平顺,当管壁的厚度不一致时,应调整高度使内壁齐平,将管节垫稳坐实,清除管道内部的遗留泥土等杂物。
箱涵又称矩形涵,它与盖板涵的区别是盖板涵的台身与盖板是分开浇筑的(台身也可以采用砌石圬工),构成的是简支结构。而箱涵则是上顶板、下底板与左、右两侧的墙身是连续浇筑的,构成了刚性结构。
现场浇筑应连续进行,尽量避免施工缝,当涵身较长时,可沿涵长方向分段进行,每段应连续一次浇筑完成,施工缝应设在涵身沉降缝处。
②构件运输:构件必须达到设计强度后,经过检查质量和大小符合要求,才能进行搬运。搬运时应注意吊点或支撑点的设置,务必使构件在搬运过程中保持平衡、受力合理,确保搬运过程中的安全。
防止水分侵入混凝土内,使钢筋锈蚀,缩短结构寿命。北方严寒地区的无筋混凝土结构需要设置防水层,防止侵入混凝土内的水分冻胀造成结构破坏。
①各式钢筋混凝土涵洞(不包括圆管涵)的洞身及端墙在基础以上被土掩埋的部分,须涂以热沥青两道每道厚1~1.5mm,不另抹砂浆。
②混凝土及石砌涵洞的洞身、端墙和翼墙的被土掩埋部分,只需将圬工表面凿平,无凹入存水部分,可不设防水层。但北方严寒地区的混凝土结构仍需设防水层。
③钢筋混凝土盖板明涵的盖板部分表面可先涂抹热沥青两次,再于其上设2cm厚的防水水泥砂浆或4~6cm厚的防水混凝土。其上可按照设计铺设路面。
目的:避免结构物因荷载或地基承载力不均匀而发生不均匀沉陷,产生不规则的多处裂缝,而使结构物破坏 。
设置部位:涵洞洞身、洞身与端墙、翼墙、进出水口急流槽交接处必须设置沉降缝,但无圬工基础的圆管涵仅于交接处设置沉降缝,洞身范围不设。
①平原区的涵洞出入口的沟床应整理顺直,与上、下系统(天沟、路基边沟、排水沟、取土坑等)连接应圆顺、稳固,保证流水顺畅,避免损害路堤、村舍、农田、道路等。
②山岭和丘陵区的涵洞纵坡超过5%时,除进行上述整理外,还应对沟床使用干砌或浆砌片石铺砌,当翼墙以外沟床的坡度较大时,也应进行铺砌防护。
②填土路堤在涵洞每侧不小于两倍孔径的宽度及高出洞顶1m范围内,应采用透水性良好的材料、改良土或非膨胀性素土由涵洞的两侧对称水平分层回填,仔细夯实,达到规定的压实度要求。
③使用机械填筑涵洞缺口时,须待涵洞圬工强度达到容许强度,才可在涵身的两侧及涵顶运用人工或小型机具对称夯填,高出涵顶至少0.5m,然后再用机械填筑。
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