[发明专利]一种分级受力的钢混组合式波纹管涵结构及施工方法

说明书

本发明提供了一种分级受力的钢混组合波纹管涵结构及施工方法，所述钢混组合波纹管涵包括内层钢模板和外层钢波纹管，所述外层钢波纹管与内层钢模板通过两侧环形布置的剪力钉或高强螺栓连接，中间通过钢筋桁架焊接，后续填充聚丙烯纤维混凝土。该结构施工时先柔后刚，施工时重量轻，安装快，成型后整体刚度大，变形小，兼顾了钢波纹管和普通混凝土管涵的优点，并且采用分级受力技术、充分发挥各材料性能优势、消除各自病害，造价合理。

技术领域

本发明涉及一种新型波纹管涵结构技术领域，特别涉及一种分级受力的钢混组合波纹管涵结构及施工方法。

背景技术

目前在市政、公路、铁路及水利工程中，常采用的装配式钢筋混凝土结构涵洞和通道，具有结构刚度大、后期养护简单等优点，但其对构件预制、施工作业、吊具器械等要求高、具有安装质量难以控制、构件易产生裂缝、造价高等难以消除的缺点。钢波纹管涵洞或通道作为一种近年来发展的新型涵洞结构，主要由钢、铝等材料组成，由完整节段拼装成整体或者由瓦片状分块板拼接成节段进而各节段拼装成整体，具有适应变形能力强，重量轻、安装方便、对地基承载力要求较低等优点。但钢波纹管作为一种柔性结构，施工对周围填土密实度要求高，具有施工回填质量难以控制、结构变形大，承载能力低、整体性能差等缺点，使得道路损坏情况常有发生。为有效克服上述涵洞结构受力变形大，易产生裂缝等病害，提高涵洞的承载能力，降低工程造价，充分发挥钢和混凝土的优势作用，有必要发明一种新型涵洞结构及其施工方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种分级受力的钢混组合波纹管涵结构及施工方法，该结构施工时先柔后刚，施工时重量轻，安装快，成型后整体刚度大，变形小，兼顾了钢波纹管和普通混凝土管涵的优点，并且采用分级受力技术、充分发挥各材料性能优势、消除各自病害，造价合理。

为实现上述目的，本发明采用如下方式实现：

一种分级受力的钢混组合波纹管涵结构，所述钢混组合波纹管涵包括内层钢模板和外层钢波纹管，所述外层钢波纹管与内层钢模板通过两侧环形布置的剪力钉或高强螺栓连接，中间通过钢筋桁架焊接，后续填充聚丙烯纤维混凝土。

本发明的进一步技术：

优选的，所述钢筋桁架以钢筋为上弦、下弦及腹杆，通过电阻点焊连接而成，钢筋桁架主受力方向为沿波纹管环向，其所述钢筋为光圆或带肋钢筋。

优选的，所述外层钢波纹管的条纹走向为以管体外侧凸点为波峰，以管体内侧凸点为波谷，所述波峰和波谷之间形成的褶皱条纹的延伸方向。

优选的，所述外层钢波纹管由多块弧形瓦片状板沿环向首尾相连搭接拼装组合而成，相互连环搭接时采用错位搭接，所述弧形瓦片状钢波形板四周预留搭接拼装用预留孔，预留孔内通过螺栓或铆钉连接。

优选的，所述钢混组合波纹管涵的施工方法：

对于高填土施工时，在预定位置或工厂预先将钢筋桁架焊接到钢模板上，然后在所述外层钢波纹管内安装预制好的钢筋桁架与钢模板的组合体，两者通过两侧环形布置的剪力钉或高强螺栓连接，中间通过钢筋桁架焊接，形成钢组合体，然后在预定施工位置将钢组合体节段组合安装为管涵整体后，周边填土密实，待路基回填至设计标高、且变形初步稳定后，浇筑聚丙烯纤维混凝土密实腔体，形成混凝土填充层，养护成型后施工路面结构层，形成钢混组合式波纹管涵结构；

对于低填土施工时，在预定位置或工厂预先将钢筋桁架焊接到钢模板上，然后在所述外层钢波纹管内安装预制好的钢筋桁架与钢模板的组合体，两者通过两侧环形布置的剪力钉或高强螺栓连接，中间通过钢筋桁架焊接，形成钢组合体，再浇筑聚丙烯纤维混凝土密实腔体，形成混凝土填充层，养护成型后形成钢混组合式波纹管涵节段，然后在预定施工位置将钢混组合体节段组合安装为管涵整体后，周边填土密实，路基回填至设计标高，施工路面结构。