蔣云飛

（浙江數(shù)智交院科技股份有限公司，浙江 杭州 310030）

0 引言

裝配式蓋板涵洞具有結(jié)構(gòu)合理、受力穩(wěn)定、質(zhì)量可控、經(jīng)濟(jì)、美觀等多重應(yīng)用優(yōu)勢。工程設(shè)計人員應(yīng)高度重視裝配式蓋板涵洞，做好設(shè)計工作，切實提高設(shè)計水平，以充分發(fā)揮出該類結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

1 標(biāo)準(zhǔn)化裝配式蓋板涵洞通道的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）結(jié)構(gòu)承載性能良好，通行效率與過水效率均較高。

（2）結(jié)構(gòu)的施工方法合理，采用整體現(xiàn)澆法，可根據(jù)現(xiàn)場的地基特點靈活優(yōu)化施工方法，以適應(yīng)不同的施工環(huán)境。

（3）遵循模塊化的設(shè)計原則，便于構(gòu)件制作、安裝，施工的標(biāo)準(zhǔn)化程度較高。

（4）普遍采用薄壁結(jié)構(gòu)，具有輕質(zhì)化的特點，有利于材料的回填與壓實。

2 標(biāo)準(zhǔn)化裝配式蓋板涵洞通道的結(jié)構(gòu)形式及特點

標(biāo)準(zhǔn)化裝配式蓋板集4部分構(gòu)件于一體，具體如圖1所示。此類結(jié)構(gòu)形式有如下特點：

圖1 臺背填土摩擦力示意圖

（1）結(jié)構(gòu)長度可調(diào)，即可根據(jù)需求靈活組合不同長度的節(jié)段，提升施工的靈活性。

（2）各結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的組成合理，包含頂板、底板及兩處側(cè)墻。按照設(shè)計圖紙組裝成型后，先澆下部底板，然后再以鉸接的方式連接上部頂板，結(jié)構(gòu)兼具穩(wěn)定與靈活的雙重特性。

（3）可根據(jù)需求靈活調(diào)節(jié)側(cè)墻高度，以適應(yīng)不同的建筑高度要求，解決了施工限制過多的問題。

（4）頂板、側(cè)墻結(jié)構(gòu)均采取工廠預(yù)制、現(xiàn)場裝配的方法，建立流程化施工模式。一方面，標(biāo)準(zhǔn)化的方法可保證頂板、側(cè)墻的質(zhì)量；另一方面，各道工序緊密銜接，可高效推進(jìn)施工進(jìn)程，提高施工效率。

3 標(biāo)準(zhǔn)化裝配式蓋板涵洞通道的結(jié)構(gòu)計算

（1）考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種工況，在此條件下分別展開計算與驗算，確保橋涵結(jié)構(gòu)的可靠性。

（2）在施工階段，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段側(cè)墻按懸臂壓彎結(jié)構(gòu)計算；結(jié)構(gòu)成型過程中對關(guān)鍵部分進(jìn)行連接處理，即上端與頂板鉸接、下端與基礎(chǔ)底板固結(jié)，將此時構(gòu)成的結(jié)構(gòu)作為上下端簡支的豎梁，由此展開計算。

（3）對于構(gòu)件的尺度、受力條件及斷面配筋，在計算時除考慮基礎(chǔ)的受力要求外，還要兼顧多類條件，如設(shè)計規(guī)范、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，由此確定特定場景下的保護(hù)層厚度、最小配筋率等相關(guān)參數(shù)。

4 標(biāo)準(zhǔn)化裝配式蓋板涵洞通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路及方法

4.1 基本設(shè)計思路

（1）蓋板通道、涵洞按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，此時結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1，設(shè)計安全等級均為一級。

（2）結(jié)構(gòu)所處環(huán)境主要為溫暖或寒冷兩類，現(xiàn)場的土壤、水不會侵蝕結(jié)構(gòu)。對此，在混凝土耐久性設(shè)計中，考慮強(qiáng)度等級至少為C25的混凝土，抗凍等級F250級，最大水灰比為0.55，最小水泥用量為275kg/m3。對于普通鋼筋，為保證防護(hù)效果，保護(hù)層的厚度不小于鋼筋公稱直徑，具體分情況考慮，為箍筋或構(gòu)造筋時不小于20mm，為受力主筋時不小于30mm。部分鋼筋與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)直接接觸地下水，容易受到外部環(huán)境的影響，隨時間的推移可能會出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象，此時箍筋及構(gòu)造筋的保護(hù)層厚度不小于25mm，受力主筋的保護(hù)層厚度不小于35mm，必要時適當(dāng)增加保護(hù)層厚度以保證防護(hù)效果。

（3）蓋板通道側(cè)墻具有偏心受壓的受力特點，為使該部分結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，縱向鋼筋的配筋率不小于0.5%，并遵循對稱配筋的基本原則。

4.2 截面設(shè)計

截面設(shè)計采用多折線設(shè)計法，其具有足夠的靈活性，可根據(jù)需求調(diào)整截面形狀，保證各項截面參數(shù)的合理性，基本應(yīng)用要點為：

（1）以內(nèi)輪廓線為準(zhǔn)，準(zhǔn)確布設(shè)截面輪廓基線；

（2）參數(shù)控制方面重點考慮截面的標(biāo)準(zhǔn)寬和標(biāo)準(zhǔn)高；

（3）定形參數(shù)重點考慮3項，即底板凈寬、側(cè)墻底寬、側(cè)墻倒角寬；

（4）截面內(nèi)輪廓線考慮連續(xù)折線的形式。

4.3 節(jié)段設(shè)計

（1）節(jié)段的縱向標(biāo)準(zhǔn)長度考慮1m和2.5m兩種情況，較為特殊的是1m長的節(jié)段，條件允許時盡可能將其設(shè)置在高處。

（2）按照先低后高的順序依次將各節(jié)段安裝到位；對于最低處采用1m長節(jié)段的情況，有必要采取防傾倒措施，保證節(jié)段的穩(wěn)定性。

（3）蓋板通道、涵洞節(jié)段間設(shè)置承插口。

（4）嚴(yán)格控制沉降縫的間距，要求該值不超過7.5m，具體視施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件靈活調(diào)整，必要時用1m或2.5m長的節(jié)段予以調(diào)整。

（5）節(jié)段接縫、沉降縫與蓋板通道、涵洞的縱坡線垂直。

（6）縱坡較大時，為保證首個節(jié)段的穩(wěn)定性，采取縱向、橫向支護(hù)措施，以免因支撐力度不足而失穩(wěn)。

4.4 構(gòu)件設(shè)計

（1）蓋板通道節(jié)段集多部分于一體，具體包含頂板、底板、兩側(cè)墻。

（2）為發(fā)揮出鋼筋的受力作用，將主鋼筋、分布鋼筋及架立鋼筋3部分均設(shè)為穩(wěn)定性較好的鋼筋骨架。

（3）以HPB300鋼筋為原材料制作預(yù)制構(gòu)件吊環(huán)，成型后應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值不超過50MPa。

4.5 連接措施

（1）結(jié)構(gòu)下部施工時，用現(xiàn)澆混凝土底板連接；明式通道頂板縱向間為鉸縫鋼筋連接；各類暗式通道的頂板，用密封膠黏結(jié)。

（2）施工現(xiàn)場的地基土質(zhì)有明顯變化時，有必要設(shè)節(jié)段沉降縫，填挖交界部位也應(yīng)設(shè)置。無論何處的沉降縫均要貫穿整個斷面，但設(shè)置在巖石地基上的蓋板通道、涵洞較特殊，此處無需設(shè)置沉降縫。若設(shè)置沉降縫后出現(xiàn)滲漏問題，應(yīng)用雙組分聚硫密封膠、瀝青麻絮填塞，保證沉降縫的嚴(yán)密性。

4.6 洞口設(shè)計

（1）洞口部分優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，必要時以現(xiàn)澆的方式施工成型。

（2）洞口為擋墻結(jié)構(gòu)時，設(shè)混凝土一字墻，厚度不小于40cm。

（3）過水洞口施工過程中設(shè)不小于2%的縱坡（沿水流方向）。

（4）蓋板通道、涵洞處的縱坡超過5%時，應(yīng)充分考慮施工現(xiàn)場地形、地質(zhì)等基礎(chǔ)條件，按陡坡涵洞設(shè)計；為削弱水的沖刷作用，在進(jìn)出水口處設(shè)消能設(shè)施，較為可行的設(shè)施有急流槽、跌水井。

4.7 防漏設(shè)計

綜合考慮結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場的水文條件等，選擇合適的防漏方法，挑選優(yōu)質(zhì)的防漏材料。結(jié)構(gòu)沉降縫的防滲漏處理可選用SBS改性瀝青防水卷材；而對于蓋板通道、涵洞接縫部分，可在側(cè)墻外覆蓋SBS改性瀝青防水卷材，頂板處施工C30抗?jié)B混凝土，厚度按10cm進(jìn)行控制。沉降縫處側(cè)墻、頂板外側(cè)兩部分均可覆蓋SBS改性瀝青防水卷材。

4.8 基礎(chǔ)設(shè)計

（1）結(jié)構(gòu)底板作為寬扁基礎(chǔ)使用，在基礎(chǔ)和地基間設(shè)砂礫層（要求此材料具有良好的透水性，顆粒的粒度盡可能保持均勻，厚度在30～50cm內(nèi)）和C25混凝土墊層（厚度為15cm）。除此之外，在施工墊層時，順路線方向每邊應(yīng)比結(jié)構(gòu)寬50cm，以充分發(fā)揮墊層的支墊作用。

（2）路基邊坡為擋墻時，墊層兩端設(shè)C25混凝土卡墻，設(shè)計深度按“底板厚度+15cm”控制，厚度取50cm。施工卡墻時，要求該結(jié)構(gòu)與底板上緣平齊并與墊層同寬。

（3）洞口部分施工時，一字墻與管節(jié)鑿毛連接；若設(shè)置八字墻，則要求基礎(chǔ)前端與截水墻平齊。

5 結(jié)語

綜上，為保證標(biāo)準(zhǔn)化裝配式蓋板涵洞通道的施工質(zhì)量，需根據(jù)工程規(guī)范組織設(shè)計，合理應(yīng)用施工技術(shù)，注重對結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸等細(xì)部的優(yōu)化，得到優(yōu)質(zhì)的設(shè)計方案，作為施工的指導(dǎo)。