蓋板涵是指洞身由蓋板、台帽、涵台、基礎和伸縮縫等組成的建築。其填土高度為1～8米，甚至可達12米，施工技術較簡單，排洪能力較大。
基本介紹
- 中文名：蓋板涵
- 外文名：slab culvert
- 組成：蓋板、台帽、涵台、基礎等
- 填土高度：1～8米
定義,施工流程,外觀鑑定標準,一般性探討,開挖基坑,基礎施工,台身施工,蓋板施工,涵底處理,填土高度分析,分析受力特點,極限填土高度,應力增量分析,理論推導,參數分析,計算方法分析,
定義
施工流程
蓋板涵施工流程放樣→基坑開挖→基底夯實→基礎及墊層施工→基礎鋼筋制安裝→基礎模板安裝→基礎砼澆築→涵身鋼筋制安→涵身模板安裝→涵身砼澆築→預製，吊裝蓋板（現澆蓋板）→附屬工程施工。
1。放樣：
按照圖紙，進行基礎的定位放線，確定中線，邊線及標高。
2。基坑開挖：
首先按照安全、技術交底，人工開挖探溝，確認無任何管線後，方可採用挖掘機進行開挖，施工過程中防止超挖和保持邊坡坡度正確，深度大於4m的蓋板箱涵基坑，邊坡用塑膠薄膜覆蓋進行防護。機械開挖至接近設計坑底標高或邊坡邊界，預留300mm厚土層，人工配合開挖。基坑周圈用編織袋裝砂子堆積200mm高，基坑施工挖出的土方，堆到基槽邊2m以外，高度不應超過1。5m。施工時應加強對邊坡和支撐的檢查控制，車輛的行走離開坑邊。基坑挖好後，對坑底進行抄平、修整。給水栓及排水槽：給水栓系統及站場排水槽，由於開挖深度、寬度小，宜選用行動靈活的小型輪胎式挖掘機進行基坑開挖。挖除的土方堆放於基坑500mm以外，留作回填土用。
外觀鑑定標準
（1）涵身直順，涵底鋪砌密實平整。
（2）進出口與上下游溝槽連線順適，流水暢通，無滯留物。
（3）帽石及一字牆或八字牆平直，無翹曲現象。
一般性探討
蓋板涵構造簡單， 但是對施工工藝要求比較高。在現場施工中， 一座蓋板涵施 工成敗之關鍵， 往往就是一道工序。比如開挖基坑時 ， 在基坑承載力沒有達到設計要求的情況下，就進行後續工藝的施工， 其結果是 ： 涵洞施工完成 了， 但涵洞結構因基礎下沉而受破壞， 或因基礎下沉縮減孔徑而影響農田排灌。
蓋板涵的施工一般有5道工序： 開挖基坑、基礎施工、台身施工、蓋板施工、進出口及涵底處理 。
開挖基坑
先進行測量放樣， 根據設計的基底標高和實測的地面標高， 確定基坑開挖深度。基坑開挖以機械開挖為主， 人工配合檢底 ， 要求開挖後的基坑平面位置尺寸、標高等指標符合設計要求 。
基礎施工
涵台基礎及洞口八字牆基礎在天然地基滿足設計承載力要求時， 基礎可直接構築在岩石地基上 ， 但要在土質地基上鋪一定厚度碎礫石墊層並壓實。
台身施工
基礎矽強度達到2。5 MPa 後， 在基礎和台身接觸部位進行鑿毛， 用人工鑿除水泥漿和松弱層， 並用水沖洗乾淨， 在基礎上測量出台身位置， 並在台身鹼澆築位置畫彈一條墨線後， 進行台身模板的安裝， 沉降縫設定要與基礎完全一致。
蓋板施工
(l)蓋板必須在預製蓋板的強度達到設計要求後， 方可脫模吊運。
(2 )蓋板塊件堆放時得採用兩點擱置， 且不得將上下面倒置。
涵底處理
蓋板施工結束後 ， 即可進行進出水口與涵底處理。先放樣定出基礎位置 ， 用水準儀測 出所在位置高程， 然後 安裝帽石或翼牆基礎 (翼牆、截水牆、洞口鋪砌) 模板。經驗收後， 進行砼澆築(砼採用集中拌制)， 養生。
在進行蓋板涵施工時 ， 首先須對蓋板涵的施工工藝有較透徹的了解， 同時須保證每道工序符合設計及規範要求， 才進行下一道工序的施工。只有這樣， 才能保證蓋板涵的施工質量 ；而且只有在保證了蓋板涵施 工質量的前提下，才能真正地達到縮短施工工期的目標。
填土高度分析
如何在舊路改造中利用原有蓋板涵，通過對其上填土高度的分析，以結構反算為分析思路，運用二分法、圖表法，初步提出了蓋板涵上極限填土高度，並用工程可靠度理論進行了論證。
在進行補強設計時 ，儘可能地考慮利用原有小橋涵 ，這樣既可以簡化設計，又可以節省建設資金。如在路面補強設計中，為滿足縱坡要求，在原明涵蓋板上增加填土 ；直接升高側牆等方案都是最經濟、最方便的。通過對舊路蓋板涵上填土高度分析 ，以結構反算為分析思路 ，運用二分法、圖表法等分析方法 ，以正交蓋板涵為例 ，闡述如何利用結構反算來解決填土高度問題。
分析受力特點
隨著板上填土高度的增大，可變荷載對結構的影響逐漸變小，當填土達到一定高度時，可變荷載對結構的影響不再明顯，可等代為均布荷載。而不同的結構形式 ，其受力特性也不一致 ，計算內力時需要採用不同的力學模型。整體式與裝配式 ；簡支與連續 ；線支承與點支承以及不同的橫截面形狀 ，都會導致不同的計算方法 ，計算結果也不一樣。
現有的板涵大部分是裝配式的。在板上填土高度很大而板的跨徑又較小的情況下，作用在板上的車輪壓力擴散分布到幾個板上，此時可按單向板受力進行結構內力分析。進行內力計算時，用“折算寬度”法進行計算。但其呈現出的一定程度各向異性及部分尺寸有所變異。
1)忽略板各部分尺寸及配筋不同的影響 ，將板視為正交各向同性板 ，採用板的總體尺寸。
( 2)忽略細微的剛度變化 ，認為板橫截面剛度均勻一致。
( 3)忽略裝配作用，認為符合薄板理論的假定要求。
極限填土高度
當結構的形式確定後 ，結構的抵抗彎矩就基本確定了。輪載按最不利的位置布置後 ，動載也就定了。隨著填土高度的增加，恆載與動載的比值也在變化，荷載組合後的數值非線性增加。極限填土高度的求解需要不斷地試算，為了更快地求解需要用到結構反算。結構反算就是要從已知荷載和結構形式入手，分析出內力、變形，再進行結構計算 ，分析出未知結構的內力、變形，再推算出其他結構受力特性。對於正交蓋板涵 ，要先從已知填土高度、容重來計算結構內力，從抵抗彎矩、抗剪、撓度、施工應力等控制條件綜合考慮 ，驗算出正交蓋板的極限填土高度。
應力增量分析
構建了頂板底部直線布置體外預應力筋加固蓋板涵的計算模型，利用蓋板涵載入變形前後的幾何關係，探討體外預應力筋應力增量與梁體撓度及混凝土壓應變的關係，推導出了鐵路運營階段體外預應力加固蓋板涵體外筋應力增量的表達式。可用該式計算在三分點荷載、均布荷載和集中荷載作用下用跨中撓度及混凝土壓應變表達的體外筋應力增量。
理論推導
根據蓋板涵的力學特點，在推導過程中做以下假設： ①在彈性工作狀態下，體外預應力筋引起的二次效應忽略不計； ②蓋板涵受彎後，截面應變符合平截面假定，不考慮受拉區混凝土的作用； ③錨固區長度等於頂板的計算跨徑。
參數分析
根據室內試驗加固方式，主要從以下兩個方面來考慮對鐵路運營階段體外預應力蓋板涵應力增量的影響： ①施加的有效預應力； ②荷載形式。這些因素在推導的統一公式中均有明確反映。
計算方法分析
通過體外預應力公式推導解決了鐵路運營階段蓋板涵體外預應力加固的計算方法，並對影響蓋板涵體外預應力加固效果的兩種參數進行了分析，得到以下結論：
1)推導了鐵路運營階段在蓋板涵底布置直線體外預應力筋加固時，預應力筋應力增量的統一表達式，公式適用於不同荷載形式。通過計算結果，驗證了計算結果具有足夠的精度，能滿足實際蓋板涵體外預應力加固的工程要求。
2) 提高體外預應力鋼筋有效預應力對減小體外筋應力增量作用明顯，同時可提高截面剛度、強度。實際工程中可根據減載要求，選擇相應有效應力，避免有效應力過大引起梁體上拱，導致行車不安全。
3) 蓋板涵既有梁在不同荷載作用下，體外預應力筋應力增量不同，集中點荷載比三分點荷載引起的應力增量要大很多，在檢算體外預應力加固過程中必須要考慮集中荷載作用下的不利影響。
