標準化裝配式蓋板涵洞通道設計

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，我國的路橋施工技術也在不斷地更新與進步。涵洞作為道路工程重要組成部分之一，其設計使用可靠性對道路工程運營具有重要影響，而裝配式施工技術出現使得蓋板式涵洞通道設計產生一定變化?；诖?，研究中將結合實際案例，分析總結標準化裝配式蓋板涵洞通道設計思路，以此為其他同類工程開展提供必要依據。

關鍵詞：標準化裝配式蓋板涵洞通道通道設計

中圖分類號：U442

DesignofStandardizedPrefabricatedCoverPlateCulvertChannel

LIULijing

GansuJiantongEngineeringDesignConsultingCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730000China

Abstract：Withthecontinuousdevelopmentofthesocialeconomy，China's roadandbridgeconstructiontechnologyisalsoconstantlyupdatingandadvancing.Asoneoftheimportantcomponentsofroadengineering，thereliabilityofculvertsdesignandusehaveasignificantimpactontheoperationofroadengineering.Theemergenceofprefabricatedconstructiontechnologyhasledtocertainchangesinthedesignofcoverplateculvertchannels.Basedonthis，thisstudywillcombinepracticalcasestoanalyzeandsummarizethedesignideasofstandardizedassemblytypecoverplateculvertchannels，inordertoprovidenecessarybasisforothersimilarprojects.

KeyWords：Standardization;Prefabricated;Coverplateculvertchannel;Channeldesign

傳統涵洞設計使用中存在明顯承載力不足、工藝復雜度較高以及質量不可控等問題，甚至存在因設計合理性不足導致涵洞與路基之間出現相互干擾情況。由此有技術人員提出裝配式蓋板涵洞，其具備結構合理、受力穩定等優勢，同時可有效解決質量控制難問題。因此，本文研究中將首先對標準化裝配式蓋板涵洞通道結構形式與特點進行分析，并結合實際案例對其基本設計思路進行梳理總結，以此為其他同類工程提供必要思路與實踐路徑支持。

1標準化裝配式蓋板涵洞通道結構與特點

就技術層面而言，裝配式蓋板涵洞結構設計中巧妙地整合4個構件，實現一體化設計目標，具體如圖1所示，該結構獨特性主要體現在以下幾個方面。

首先，裝配式蓋板涵洞結構呈現出模塊化特點，且長度可調，其具備較強適應性，允許設計人員根據工程實際需要自由組合不同長度的組件，從而極大地提升施工的靈活性和適應性。其次，裝配式蓋板涵洞結構由頂板、底板和兩側墻體構成，各標準構件均有明確功能劃分，組裝程序嚴謹有序。在具體安裝過程中，依照工藝流程要求需先澆筑底板，隨后通過鉸接技術連接頂板，該設計可確保結構穩固性與動態調整能力并存。再次，裝配式蓋板涵洞結構側墻高度可以根據工程實際需求進行靈活調整，有效緩解施工中的高度限制問題。最后，裝配式蓋板涵洞結構施工所需的頂部和側墻等構件均采用工廠預制和現場裝配方式，實際作業中可形成高效且質量可控的流水線施工模式[1]。

2工程概況

案例工程為某地區高速公路建設工程。該項目總里程設計為57.9km，路面采取瀝青結構設計，全線設計為雙向4車道，路基寬度設計為26m，設計時速為100km/h。涵洞通道部分建設于山地丘陵地區，依照當地交通科學研究院所發布的“預制裝配式鋼筋混凝土通道涵洞施工技術和方案”，工程規劃地區適宜開展裝配式蓋板涵洞通道施工，由此技術人員針對工程建設區域實際情況開展工程方案設計。

3裝配式蓋板涵洞通道設計要點

3.1基本設計思路

（1）針對蓋板通道以及涵洞進行設計過程中，技術人員應依照極限承載能力的持久狀態進行設計，結構重要性系數設定為1.1，并且所有設計均按照最高安全等級進行。

（2）結構所處環境可分為溫暖型和寒冷型，土壤及水分不會對結構構成侵蝕威脅。在混凝土耐久性設計方面，建議技術人員所使用混凝土強度最低標準應為C25的混凝土，抗凍性能依照F250級進行設計，同時確保最大水灰比不超過0.55，最小水泥用量設為275kg/m3。在普通鋼筋使用中，箍筋與構造筋的保護層厚度應不低于鋼筋實際直徑，具體為箍筋或構造筋保護層厚度至少達到20mm，受力主筋保護層厚度則需達到30mm[2]。考慮到部分鋼筋直接受地下水影響，可能面臨環境侵蝕，在相應地區開展建設的箍筋和構造筋保護層需強化至25mm以上，受力主筋保護層厚度應控制在35mm以上，必要情況下可進一步加厚以確保充分防護。

（3）蓋板通道側墻在承受偏心壓力時，為確保其結構穩定性，縱向鋼筋配筋率須達到至少0.5%的標準，并且在設計施工中應遵循對稱分布的基本設計原則，以確保均勻受力和結構的整體均衡。

3.2蓋板涵洞施工材料選用

案例工程中，施工技術人員依據《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60—2015）等標準，結合案例工程實際情況，決定選用如表1中所示各項材料。

在混凝土材料選用中，案例工程技術人員依照相關規范設定如下選材標準。

3.2.1水泥材料

采用質量穩定的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，其中堿含量需控制在0.60%以下，熟料中的C3A成分控制在8.0%以下。此外，還需依據《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）的其他標準，非此類水泥不得選用。

3.2.2細骨料

使用純凈硬質的天然中粗河砂，在條件允許情況下，也可選用通過專業生產線生產的機制砂，其細度模數宜維持在2.6～3.2區間范圍內，含泥量控制在2.0%以下，泥塊含量應控制在0.5%以下（針對高性能混凝土），同時須滿足《公路工程集料試驗規程》（JTGE42—2005）的所有技術要求。

3.2.3粗骨料

應選用堅固耐用的碎石或卵石作為原料，空隙率需保持在40%以下，壓碎指數需低于20%。粗骨料母巖的抗壓強度需至少達到混凝土設計強度的1.5倍，含泥量和泥塊含量分別控制在1.0%和0.5%以內，針片狀顆粒含量則控制在10%以下[3]。顆粒尺寸范圍應控制在5～20mm區間范圍內，且需保證連續級配，最大粒徑不得超過25mm，且不應大于鋼筋最小間距的3/4。其他技術要求應遵照《公路工程集料試驗規程》（JTGE42—2005）標準進行選用。

在施工階段，所選用骨料需預先進行嚴格的堿活性測試，優先選用非活性骨料，絕對禁止使用可能引發堿-碳酸鹽反應或膨脹率超過0.20%的堿-硅酸活性骨料。若骨料堿-硅酸反應膨脹率介于0.10%～0.20%區間范圍內，混凝土總堿含量需嚴格控制在3.0kg/m3以下，并確保已通過堿-骨料反應抑制措施有效性檢驗。

3.2.4粉煤灰

在混凝土礦物摻合料方面，應優先選用性能穩定的粉煤灰，其氯離子含量需保持在0.02%以下，且其所有特性需符合《用于水泥和混泥土中的粉煤灰》（GB/T1596—2017）中I級粉煤灰的標準要求。

3.3蓋板涵洞通道截面設計思路

工程案例中，技術人員結合工程實際情況以及工藝要求，在截面設計中采用多變折線設計理念，該思路具備較強靈活性，能夠隨需調整結構形態，確保所有尺寸參數均衡合理。具體設計中需注意的關鍵環節在于：（1）以內輪廓線為基礎，對截面基本布局進行精心界定；（2）在參數調控方面，重點對標準寬度和高度平衡性進行考量；（3）在確定形式參數時需關注底板凈寬度、側墻底寬度以及側墻倒角寬度3個要素；（4）在截面內輪廓設計中優先考慮連續折線組合形式。

3.4蓋板涵洞通道節段設計思路

案例工程中，技術人員結合工藝要求，基于如下思路對節段進行設計：（1）節段常規縱向長度主要包括1m和2.5m兩種規格，對于長度為1m的部分，在條件許可情況下應盡量安排在地勢較高位置；（2）在具體設計中應遵循逐級提升原則，依次安置各分段，尤其是最低點設計，必要情況下應采取防傾覆保護措施，以確保節段穩定性；（3）蓋板通道和涵洞節段之間應采用嵌套接口連接；（4）具體設計中應對沉降縫間距進行嚴格把控，通常要求不超過7.5m，但需根據現場地質狀況進行靈活調整，結合工程實際對1m或2.5m分段進行微調；（5）確保分段接縫、沉降縫與蓋板通道和涵洞的縱向坡度保持垂直[4]；（6）在陡峭縱坡地段進行設計時，為保障首段穩固性，應采取有效縱向和橫向支撐措施，以防止因支撐力量不足導致節段不穩定。

3.5蓋板涵洞通道構件設計思路

（1）蓋板通道構件單元集成多個組件，其較為主要的部分包括上部蓋板、底部和兩側墻體等。（2）為切實保障鋼筋有效應力傳輸，案例工程中，技術人員采用主鋼筋、分布筋和支撐筋的三元結構設計，進而構建出穩固的骨架系統。（3）利用高強度HPB300級鋼筋，制作預制構件吊環，該構件制造完成后的應力承受上限設定為50MPa以下。

3.6蓋板涵洞通道防漏設計思路

在構建過程中，案例工程技術人員對結構布局和周邊環境因素進行綜合考量，并以此為基礎選擇高效的防漏技術和材料。針對結構中沉降縫，技術人員采用SBS改性瀝青防水卷材進行雙重防護，以確保防水效果。尤其是在蓋板通道和涵洞接口部分，可在側墻外部采用相應材料進行加固，而頂部則應施以10cm厚的C40抗滲混凝土，形成堅固的防滲層。沉降縫兩側側墻及頂板邊緣同樣覆蓋SBS改性瀝青防水卷材，確保無遺漏[5]。

3.7蓋板涵洞通道基礎設計思路

（1）案例工程中，技術人員綜合工藝與工程要求，設定結構底板作為寬扁基礎使用，基礎與地基之間需設置具備良好透水性的砂礫層，其顆粒大小均勻，厚度維持在30～50cm區間范圍內。同時還需鋪設15cm厚的C25混凝土墊層，以增強結構穩定性。在墊層施工過程中，需沿線路方向每側拓寬50cm，以便更好地支撐結構底部。

（2）當路基邊坡被設計為擋墻情況下，墊層兩端須設置C25混凝土卡墻，具體深度應參照“底板厚度加15cm”原則進行設計，具體尺寸應設定為50cm。在工程具體施工過程中，卡墻應與底板頂部平齊且寬度與墊層一致，以提升連接穩固性。

（3）在洞口部分施工過程中，一字墻應與管節鑿毛緊密對接，并通過精細打磨以確保密封性。若采用八字墻設計，則基礎前端需與截水墻高度保持一致，以形成嚴密的防水體系[6-7]。

4結語

綜上所述，標準化裝配式蓋板涵洞通道結構可有效解決傳統涵洞通道設計施工中存在的問題，具備較強推廣價值。本文所研究工程最終建設成效良好，工期短且建設質量有保障，因此其他工程在進行中，可參照案例工程截面、節段等部分設計思路，進而確保工程建設實際質量。

參考文獻

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