一种装配式波纹钢拱形棚洞结构制造技术

本发明专利技术属于建筑工程结构领域，涉及一种装配式波纹钢拱形棚洞结构。该结构在下部设置内外侧刚性一体的钢筋混凝土基础，在其内外侧设置钢筋混凝土边墙，在外侧钢筋混凝土边墙上设置有外侧钢筋混凝土挡墙，在内外侧钢筋混凝土边墙的上端面装配沿洞轴向带有波纹状的钢板拱形顶棚，钢板拱形顶棚的拱形外侧依此铺设有填料和绿化植草。本发明专利技术的优点为：顶棚强度高、耐腐蚀；适应变形能力强；节约施工工期；降低工程造价；运营维护简便；减少后期维护费用。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式波纹钢拱形棚洞结构
本专利技术属于建筑工程结构领域，涉及一种装配式波纹钢拱形棚洞结构。
技术介绍
传统的沿河傍山棚洞工程结构，通常为钢筋混凝土框架结构，采用混凝土现浇施工工艺，施工过程复杂，施工场地受限，对环境的破坏较严重，工程造价高，施工工期长，施工保通压力大，适应变形能力差，运营维护复杂；传统板式混凝土现浇顶板的承载能力和抗落石冲击能力都较差。
技术实现思路
为改善传统沿河傍山棚洞工程结构建设和运营中存在的不足，本专利技术旨在提供一种施工快速、简便、经济的装配式波纹钢拱形棚洞结构，它可减少钢筋混凝土工程对周围环境的破坏,简化了施工过程，加快了施工速度，提升了工程质量，降低了工程造价。为实现本专利技术上述技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：在下部设置内外侧刚性一体的钢筋混凝土基础，在其内外侧设置钢筋混凝土边墙，在外侧钢筋混凝土边墙上设置有外侧钢筋混凝土挡墙（一方面起到支挡拱形棚顶上部填料的作用，另一方面起到保证拱形顶棚上部覆土厚度的作用），在内外侧钢筋混凝土边墙的上端面装配沿洞轴向带有波纹状的钢板拱形顶棚，钢板拱形顶棚的拱形外侧依此铺设有填料和绿化植草。下部的钢筋混凝土基础是由地下的桩基、条形基础形式的地下连续梁及钢筋混凝土底板相互连接形成刚性体；钢筋混凝土边墙由现浇钢筋混凝土圬工与下部的地下连续梁整体刚性连接；每个单元整体的钢板拱形顶棚为3片以上弧形波纹钢板用螺栓环向搭接而成，沿洞轴向的相邻的每个单元整体的钢板拱形顶棚之间用螺栓搭接且沿洞轴向的搭接缝为错缝拼装（即遵循“间隔布置、错位布置”的原则。）；钢板拱形顶棚的拱脚通过在内外侧钢筋混凝土边墙中预埋的地脚螺栓连接；钢板拱形顶棚的拱形外侧铺设的填料为一层拱形石子混凝土、浆砌片石和粘土隔水层。钢板拱形顶棚的拱脚是通过角钢连接到钢筋混凝土边墙中的地脚螺栓上，且角钢两边上的螺栓孔布置为错位的，即遵循“间隔布置、错位布置”的原则。地脚螺栓在钢筋混凝土边墙中端部有折弯段，且地脚螺栓的折弯段与边墙中的内构造钢筋焊接。钢板拱形顶棚所用的波纹钢板的波高为100mm以上的深波纹板，波纹钢板搭接所用的螺栓为M20～M24规格的高强度螺栓。所述的地脚螺栓的折弯段长度≥10cm。本专利技术具有如下显著效益：一是发挥了波纹钢材料高强度和变形能力，与拱背土体形成相互作用的结构体系，有力改善了棚洞结构受力性能，提升了棚洞结构抗落石冲击的能力，具有显著的质量效益；二是结构施工直接节约工程成本一般为总投入的10%～20%，具有显著的经济效益；三是利用装配式波纹钢工厂集中化生产、现场高效化拼装的工程特性，快速成拱形成棚洞上下互不干涉的施工平行作业线，同等施工组织条件下，节约施工工期20%～30%,具有显著的工程效益；四是简化了施工程序，加快了沿河傍山等狭窄地段棚洞工程的施工速度，减小了施工期间巨大的保通压力，缓解了施工引起的社会矛盾，具有显著的社会效益；五是减少了因棚顶高度不够导致行驶压迫感，增加了结构的可观赏性，实现工程建设与自然环境的和谐统一，具有显著的环境效益；六是利用结构拱形特点，增加洞内净空、降低窗口净高，既满足了洞内建筑限界要求，又保证了洞内通风透光效率，具有显著的功能效益；七是结构后期运营维护简便、经济，仅需细部的特殊加强或替换维护，具有显著的远期效益。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的钢板拱形顶棚展开平面示意图。图3为本专利技术的钢板拱形顶棚的波纹钢板截面图。图4为本专利技术的钢板拱形顶棚与地脚螺栓示意图。图中：1、桩基，2、地下连续梁，3、外侧边墙，4、地脚螺栓，5、钢板拱形顶棚，6、石子混凝土，7、外侧钢筋混凝土挡墙，8、浆砌片石，9、粘土隔水层，10、绿化植草，11、边坡防护锚杆，12、内侧边墙，13、底板，14、角钢。具体实施方式如图所示，本专利技术公开的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，在下部设置内外侧刚性成一体的钢筋混凝土基础，在其内外侧设置钢筋混凝土边墙，在外侧钢筋混凝土边墙上设置有外侧钢筋混凝土挡墙7，在内外侧钢筋混凝土边墙的上端面装配沿洞轴向带有波纹状的钢板拱形顶棚5，钢板拱形顶棚5的拱形外侧依此铺设有填料和绿化植草。下部的钢筋混凝土基础是由地下的桩基1、条形基础形式的地下连续梁2及钢筋混凝土底板13相互连接形成刚性体。钢筋混凝土外侧边墙3和内侧边墙12由现浇钢筋混凝土圬工与下部的地下连续梁2整体刚性连接；每个单元整体的钢板拱形顶棚5为3片以上弧形波纹钢板用螺栓环向搭接而成，沿洞轴向的相邻的每个单元整体的钢板拱形顶棚5之间用螺栓搭接且沿洞轴向的搭接缝为错缝拼装，即遵循“间隔布置、错位布置”的原则。钢板拱形顶棚5的拱脚通过在外侧边墙3和内侧边墙12中预埋的地脚螺栓4连接。钢板拱形顶棚5的拱形外侧铺设的填料为一层拱形小石子混凝土6、浆砌片石8和粘土隔水层9。钢板拱形顶棚5的拱脚是通过角钢14连接到钢筋混凝土边墙中的地脚螺栓4上，且角钢14两边上的螺栓孔布置为错位的，即遵循“间隔布置、错位布置”的原则。地脚螺栓4在钢筋混凝土边墙中端部有折弯段，且地脚螺栓的折弯段与边墙中的内构造钢筋焊接，地脚螺栓4的折弯段长度≥10cm。钢板拱形顶棚5所用的波纹钢板的波高为100mm以上，波纹钢板搭接所用的螺栓为M20～M24规格的螺栓。下面以双车道二级公路棚洞（建筑限界为9.0m×5.0m）为例，具体的施工工艺如下：1、下部钢筋混凝土基础与底板施工：在边坡防护工程施工完毕后，施作棚洞结构下部基础（包括桩基、扩大基础、条形基础等基础形式），并分幅施工钢筋混凝土底板，保证道路通行。2、两侧钢筋混凝土边墙施工：装配式波纹钢拱形棚洞结构，两侧边墙的高度较传统钢筋混凝土降低2m左右，混凝土圬工量明显减少。3、外侧上部钢筋混凝土挡墙施工：外侧下部边墙施工时，在波纹钢拱脚基地标高以上20cm预留施工缝，外侧上部钢筋混凝土挡墙施工对齐原施工缝。4、上部装配式波纹钢拱形顶棚预拼装：在施工场地旁，预拼装环向波纹钢拱形顶棚，确保拼装规格尺寸满足安装要求。5、上部装配式波纹钢拱形顶棚吊装：运用6t规格的单臂梁吊车，将预拼装的一条环向波纹钢拱形顶棚起吊至力墙顶面以上的安装位置，快速拧紧螺栓，稳固顶棚。相邻两条环向拱形顶棚采用搭接方式。6顶棚背后小石子混凝土施工：顶棚安装完毕后，即可立即组织浇筑小石子混凝土。7、回填施工、植草绿化：小石子混凝土施工完毕后，回填上部土体及隔水粘土层，并之草绿化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：在下部设置内外侧刚性成一体的钢筋混凝土基础，在其内外侧设置钢筋混凝土边墙，在外侧钢筋混凝土边墙上设置有外侧钢筋混凝土挡墙，在内外侧钢筋混凝土边墙的上端面装配沿洞轴向带有波纹状的钢板拱形顶棚，钢板拱形顶棚的拱形外侧依此铺设有填料和绿化植草。

【技术特征摘要】
1.一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：在下部设置内外侧刚性成一体的钢筋混凝土基础，在其内外侧设置钢筋混凝土边墙，在外侧钢筋混凝土边墙上设置有外侧钢筋混凝土挡墙，在内外侧钢筋混凝土边墙的上端面装配沿洞轴向带有波纹状的钢板拱形顶棚，钢板拱形顶棚的拱形外侧依此铺设有填料和绿化植草。2.根据权利要求1所述的装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：下部的钢筋混凝土基础是由地下的桩基、条形基础形式的地下连续梁及钢筋混凝土底板相互连接形成刚性体；钢筋混凝土边墙由现浇钢筋混凝土圬工与下部的地下连续梁整体刚性连接；每个单元整体的钢板拱形顶棚为3片以上弧形波纹钢板用螺栓环向搭接而成，沿洞轴向的相邻的每个单元整体的钢板拱形顶棚之间用螺栓搭接且沿洞轴向的搭接缝为错缝拼装；钢板拱形顶棚的拱脚通过在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹤，许劲松，李文辉，严恒，李莉，杨明坤，把春红，
申请(专利权)人：云南公投建设集团设计研究院有限公司，云南公建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53