盖板涵

盖板涵

盖板涵是指洞身由盖板、台帽、涵台、基础和伸缩缝等组成的建筑。其填土高度为1～8米，甚至可达12米，施工技术较简单，排洪能力较大。

基本 介绍

中文名：盖板涵外文名：slab culvert组成：盖板、台帽、涵台、基础等填土高度：1～8米

定义

在孔径较大和路堤较高时，盖板涵比拱涵造价高，但施工技术较简单，排洪能力较大，盖板可以集中製造。

施工 流程

盖板涵施工流程放样→基坑开挖→基底夯实→基础及垫层施工→基础钢筋制安装→基础模板安装→基础砼浇筑→涵身钢筋制安→涵身模板安装→涵身砼浇筑→预製，吊装盖板（现浇盖板）→附属工程施工。

1。放样：

按照图纸，进行基础的定位放线，确定中线，边线及标高。

2。基坑开挖：

首先按照安全、技术交底，人工开挖探沟，确认无任何管线后，方可採用挖掘机进行开挖，施工过程中防止超挖和保持边坡坡度正确，深度大于4m的盖板箱涵基坑，边坡用塑胶薄膜覆盖进行防护。机械开挖至接近设计坑底标高或边坡边界，预留300mm厚土层，人工配合开挖。基坑周圈用编织袋装砂子堆积200mm高，基坑施工挖出的土方，堆到基槽边2m以外，高度不应超过1。5m。施工时应加强对边坡和支撑的检查控制，车辆的行走离开坑边。基坑挖好后，对坑底进行抄平、修整。给水栓及排水槽：给水栓系统及站场排水槽，由于开挖深度、宽度小，宜选用行动灵活的小型轮胎式挖掘机进行基坑开挖。挖除的土方堆放于基坑500mm以外，留作回填土用。

外观鉴定标準

（1）涵身直顺，涵底铺砌密实平整。

（2）进出口与上下游沟槽连线顺适，流水畅通，无滞留物。

（3）帽石及一字墙或八字墙平直，无翘曲现象。

一般性探讨

盖板涵构造简单，但是对施工工艺要求比较高。在现场施工中，一座盖板涵施工成败之关键，往往就是一道工序。比如开挖基坑时，在基坑承载力没有达到设计要求的情况下，就进行后续工艺的施工，其结果是：涵洞施工完成了，但涵洞结构因基础下沉而受破坏，或因基础下沉缩减孔径而影响农田排灌。

盖板涵的施工一般有5道工序：开挖基坑、基础施工、台身施工、盖板施工、进出口及涵底处理。

开挖基坑

先进行测量放样，根据设计的基底标高和实测的地面标高，确定基坑开挖深度。基坑开挖以机械开挖为主，人工配合检底，要求开挖后的基坑平面位置尺寸、标高等指标符合设计要求。

基础施工

涵台基础及洞口八字墙基础在天然地基满足设计承载力要求时，基础可直接构筑在岩石地基上，但要在土质地基上铺一定厚度碎砾石垫层并压实。

台身施工

基础硅强度达到2。5 MPa 后，在基础和台身接触部位进行凿毛，用人工凿除水泥浆和松弱层，并用水沖洗乾净，在基础上测量出台身位置，并在台身硷浇筑位置画弹一条墨线后，进行台身模板的安装，沉降缝设定要与基础完全一致。

盖板施工

(l)盖板必须在预製盖板的强度达到设计要求后，方可脱模吊运。

(2 )盖板块件堆放时得採用两点搁置，且不得将上下面倒置。

涵底处理

盖板施工结束后，即可进行进出水口与涵底处理。先放样定出基础位置，用水準仪测出所在位置高程，然后安装帽石或翼墙基础 (翼墙、截水墙、洞口铺砌) 模板。经验收后，进行砼浇筑(砼採用集中拌制)，养生。

在进行盖板涵施工时，首先须对盖板涵的施工工艺有较透彻的了解，同时须保证每道工序符合设计及规範要求，才进行下一道工序的施工。只有这样，才能保证盖板涵的施工质量；而且只有在保证了盖板涵施工质量的前提下，才能真正地达到缩短施工工期的目标。

填土高度分析

如何在旧路改造中利用原有盖板涵，通过对其上填土高度的分析，以结构反算为分析思路，运用二分法、图表法，初步提出了盖板涵上极限填土高度，并用工程可靠度理论进行了论证。

在进行补强设计时，儘可能地考虑利用原有小桥涵，这样既可以简化设计，又可以节省建设资金。如在路面补强设计中，为满足纵坡要求，在原明涵盖板上增加填土；直接升高侧墙等方案都是最经济、最方便的。通过对旧路盖板涵上填土高度分析，以结构反算为分析思路，运用二分法、图表法等分析方法，以正交盖板涵为例，阐述如何利用结构反算来解决填土高度问题。

分析受力特点

随着板上填土高度的增大，可变荷载对结构的影响逐渐变小，当填土达到一定高度时，可变荷载对结构的影响不再明显，可等代为均布荷载。而不同的结构形式，其受力特性也不一致，计算内力时需要採用不同的力学模型。整体式与装配式；简支与连续；线支承与点支承以及不同的横截面形状，都会导致不同的计算方法，计算结果也不一样。

现有的板涵大部分是装配式的。在板上填土高度很大而板的跨径又较小的情况下，作用在板上的车轮压力扩散分布到几个板上，此时可按单向板受力进行结构内力分析。进行内力计算时，用“折算宽度”法进行计算。但其呈现出的一定程度各向异性及部分尺寸有所变异。

1)忽略板各部分尺寸及配筋不同的影响，将板视为正交各向同性板，採用板的总体尺寸。

( 2)忽略细微的刚度变化，认为板横截面刚度均匀一致。

( 3)忽略装配作用，认为符合薄板理论的假定要求。

极限填土高度

当结构的形式确定后，结构的抵抗弯矩就基本确定了。轮载按最不利的位置布置后，动载也就定了。随着填土高度的增加，恆载与动载的比值也在变化，荷载组合后的数值非线性增加。极限填土高度的求解需要不断地试算，为了更快地求解需要用到结构反算。结构反算就是要从已知荷载和结构形式入手，分析出内力、变形，再进行结构计算，分析出未知结构的内力、变形，再推算出其他结构受力特性。对于正交盖板涵，要先从已知填土高度、容重来计算结构内力，从抵抗弯矩、抗剪、挠度、施工应力等控制条件综合考虑，验算出正交盖板的极限填土高度。

应力增量分析

构建了顶板底部直线布置体外预应力筋加固盖板涵的计算模型，利用盖板涵载入变形前后的几何关係，探讨体外预应力筋应力增量与梁体挠度及混凝土压应变的关係，推导出了铁路运营阶段体外预应力加固盖板涵体外筋应力增量的表达式。可用该式计算在三分点荷载、均布荷载和集中荷载作用下用跨中挠度及混凝土压应变表达的体外筋应力增量。

理论推导

根据盖板涵的力学特点，在推导过程中做以下假设： ①在弹性工作状态下，体外预应力筋引起的二次效应忽略不计； ②盖板涵受弯后，截面应变符合平截面假定，不考虑受拉区混凝土的作用； ③锚固区长度等于顶板的计算跨径。

参数分析

根据室内试验加固方式，主要从以下两个方面来考虑对铁路运营阶段体外预应力盖板涵应力增量的影响： ①施加的有效预应力； ②荷载形式。这些因素在推导的统一公式中均有明确反映。

计算方法分析

通过体外预应力公式推导解决了铁路运营阶段盖板涵体外预应力加固的计算方法，并对影响盖板涵体外预应力加固效果的两种参数进行了分析，得到以下结论：

1)推导了铁路运营阶段在盖板涵底布置直线体外预应力筋加固时，预应力筋应力增量的统一表达式，公式适用于不同荷载形式。通过计算结果，验证了计算结果具有足够的精度，能满足实际盖板涵体外预应力加固的工程要求。

2) 提高体外预应力钢筋有效预应力对减小体外筋应力增量作用明显，同时可提高截面刚度、强度。实际工程中可根据减载要求，选择相应有效应力，避免有效应力过大引起梁体上拱，导致行车不安全。

3) 盖板涵既有梁在不同荷载作用下，体外预应力筋应力增量不同，集中点荷载比三分点荷载引起的应力增量要大很多，在检算体外预应力加固过程中必须要考虑集中荷载作用下的不利影响。

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