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箱涵在水利工程中的应用

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《水利建设与管理杂志》2015年第六期

1内力计算及配筋设计

配筋计算按各个控制截面可能产生的最不利内力组合,按照偏心受压构件,以弯矩和轴力设计截面的纵向钢筋,以剪力设计截面的横向钢筋。因顶板所受轴力较小,也可将顶板作为受弯构件考虑。当箱涵跨度较大时,因杆件端部负弯矩较大,为节省材料,一般在杆件端加腋以增加截面高度。

2箱涵施工

2.1基础处理采用人工配合机械开挖,开挖前注意做好排水设施,开挖按变形缝设置跳槽开挖,必要时做好临时支护工作。基地须整平夯实,并做基地承载力检测,若达不到承载力要求,则需换填基础。

2.2底板及侧墙钢筋绑扎在垫层上测量放线并画出钢筋布置大样及立模边线,然后绑扎底板及侧墙钢筋,绑扎侧墙钢筋时在外侧用钢管搭设临时支架以防钢筋笼变形。

2.3内模支撑及内模施工内支撑采用50搭设,纵横向布距不大于1m,竖向布距不大于1.2m,内支撑的横向钢管应与内侧模在横竖带节点处用钢管卡子连接(内外模的横竖带均用双根钢管),起到横向内支撑作用。内模采用1.5m2的大平面模板制作,表面要求光洁无错台,模板接缝加贴密封条。

2.4绑扎顶板钢筋、立外模顶板钢筋,严格按规范及设计要求绑扎,支撑箍筋应适当予以点焊,保证上层钢筋网片不变形。外模采用普通钢模组拼,外模的固定采用16拉杆内外对拉,并以圆木或钢管辅助支顶。

2.5混凝土浇筑混凝土灌注入仓采用吊车配合下料漏斗进行,振捣采用插入式振捣棒。

2.6变形缝处理箱涵涵身每隔10m设一沉降缝(包括基础),缝宽20mm,沉降缝内夹20mm沥青木板,有止水要求的内夹300mm宽的橡胶止水带止水。为保证整个沉降缝竖直且在一个截面上,立模堵头处须立分离式两块模板(夹紧止水带),并与内外模板以螺丝杆连接。

2.7箱涵两侧台背、箱顶填土箱涵施工完毕后,当混凝土强度达到设计强度的70%时,方可进行回填土。回填土要符合质量要求,填土从涵身两侧同时水平分层,对称填筑、夯(压)实。用机械填土时,除按照上述规定办理外,箱涵顶上填土厚度须大于1m时才允许机械通过,且在使用振动压路机碾压时,禁止开动振动源。

3箱涵的清淤

箱涵作为堤防和排水沟时,将河流排水沟变成地下暗河,故箱涵应设检修口或者进口,方便河道清淤。

3.1断面尺寸小的箱涵断面尺寸小的箱涵,是指箱涵尺寸较小,不能满足汽车在其内部行驶。这种箱涵的清淤只能是人工清淤。如果箱涵的长度小于200m,可以通过箱涵的两端进入,箱涵中间不用设置进人口。如果箱涵长度大于200m,箱涵每隔200m设置一处进人口,通过检查井通往地面。河道清淤时,人工清淤,通过检修井将清淤物提到地面。

3.2断面尺寸大的箱涵断面尺寸大的箱涵,是指箱涵的尺寸满足清淤时施工车辆进入的要求。如果箱涵的长度小于200m时,可以通过箱涵的两端进入,箱涵中间不用设置清淤口。如果箱涵长度大于200m,箱涵应每隔200m设置一处清淤口。箱涵的进口形式与地下车库进口相似,通过引道箱涵进入主箱涵。断面尺寸大的箱涵,设计时应注意设置满足施工车辆调头的空间。单孔箱涵没有设置施工车辆调头的空间,施工车辆在箱涵中无法调头;双孔以上箱涵在设备调头处可以将箱涵的中墩取消,满足施工设备的调头要求。

3.3箱涵作为小桥涵由于小桥涵比较短,一般为几米至几十米,故不存在清淤难的问题。下图所示为混凝土箱涵断面。

4箱涵的优缺点

4.1优点

4.1.1结构形式好箱涵为两端固结结构,相对于盖板的简支结构,结构尺寸小,承载能力强,箱涵上可以满足行车要求。箱涵上可以覆土,使堤防或者排水沟变成地下河,节约城市建设用地。

4.1.2基础条件好箱涵基础为扩大基础,基础承载面积大,对地基条件要求不是特别严格,可以提高地基的承载力。

4.2缺点

4.2.1遇超标准洪水
箱涵作为堤防时,在汛期遇超标准洪水、箱涵满流时无法宣泄更多的洪水,将造成人员和财产的损失。

4.2.2箱涵进口容易堵塞箱涵进口在汛期时一旦被树干等杂物堵塞,没有得到及时清理,将无法下泄洪水,使箱涵失去作用。山区型河流和来水迅猛的河流一般不建议修建箱涵。

4.2.3清淤不方便如果箱涵比较长,即使箱涵设置了检修清淤口,但是由于箱涵断面不是特别大,箱涵清淤检修时,清淤施工车辆无法作业,缺少施工作业面。如果箱涵长时间没有清淤,特别是对于排放生活污水的箱涵,容易产生甲烷等有毒气体,将会造成施工人员有毒气体中毒等伤害。

5结语

箱涵一般建议作为小桥涵设计使用,作为堤防和排水沟使用时应注意遇到超标准洪水时的应对措施,以及箱涵进口和箱涵检修清淤的设计。

作者:林治鑫 吴有坤 单位:本溪市水利电力勘测设计研究院

水利建设与管理杂志责任编辑:杨雪    阅读:人次