预制大型混凝土箱涵的开发

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1、第4O卷第6期建筑技术开发Vo1．40，No．62013年6月BuildingTechniqueDevelopmentJun．2013预制大型混凝土箱涵的开发朱航征编译在道路和小型河道等项工程施工中，对于内部续表空间宽5m以上的大型箱涵(矩形涵洞)，须根据道现浇混凝土全预制半预制路和河道条件，在施工现场多为图1所示斜角箱涵。(上下两分结构)(本文所介绍)箱涵的用途，如为道路是为下通道进行设置，如为小全部现场施现制与现浇结施工工，特别是质全部为预制，型河道则兼作道桥使用。作为箱涵的施工方法大致量、精度必须注采用PC钢筋张合。现场作

2、业简有三类：现浇混凝土；全预制混凝土；预制混凝土与性拉连接，施工速化：侧板、顶板为预意，工期而受气制，便于选择运输现浇混凝土相结合的半预制方式。表1为这三类箱候影响度快起重机械涵的特征。如何选择使用，须根据跨长、工期、经济工程性和施工性等因素进行考虑确定，如跨度在5m以1．001．211．09费用上的斜角作为条件，一般都从经济性观点出发，多采工期{l_000．540．62用现浇混凝土箱涵。这是因为，如采用全预制，现有模板结合现场斜角有必要进行改造，为缩短工期，改{以内邵空l司觅度8000mill×四部空间高度4000mm，斜交角

3、=75。，活荷载T一25，被覆土层1．0m，延长20m为条件，以现浇混造模板的费用加大了工程成本。此外，采用预应力凝土箱涵为1．00进行不同结构特征的比较。钢筋连接预制构件，同样增加了工程成本也是重要另一方面，如从缩短工期、施工性和质量稳定性原因。观点出发，采用斜交角大型箱涵有望实现预制化。鉴于以上情况，开发了一种工期短、经济性和施工性都较好的具有环形接头构造的预制混凝土斜交角大型箱涵，简称FA箱涵结构。1预制混凝土斜交角大型箱涵构造FA箱涵的构造见图2。图2中的相关尺寸为后述静载试验的是尺试件。图2所示为一刚架箱构，顶板、侧板

4、和底板为其三部分，顶板与侧板为预制，底板为现浇混凝土，实为半预制方式，环形筋见图1斜角箱涵形状突出斜交角预制板下部(如图3所示)，与斜交角预表1不同箱涵结构的特征制侧板上部(图4左图)。环形筋与桃脚突出筋突全预制半预制出在侧板上侧，而底板则突出于横向。现浇混凝土(上下两分结构)(本文所介绍)顶板与侧板的连接是在拐角部位现浇混凝土，通过图5所示拐角部位的环形接头，使顶板与侧板断面jlI’r”一一．．．u。l形成一体。侧板与底板由侧板突出的主筋与底板主筋在现场形成搭接构造，通过底板浇筑混凝土形成一体。由于整体性提高，在后述的箱涵足尺

5、试件结构一般为整体上下两个结顶板交角、接缝中，在拐角部位，侧板与底板的接缝面，使用了环现浇钢筋混凝构，通过预应力和底板混凝土现浇形式氧系接缝连接剂。此外，顶板作为一种预应力与土结构钢筋连接成一体成整体钢筋混凝土混合结构，简称PRC结构，配置的钢筋76第6期朱航征：预制大型混凝土箱涵的开发第40卷表2拐角部位试件示意有关顶板顶端的荷载一变位关系如图9所示。No．123在裂缝发生的120kN以后其变位量有所差异，但在类别整体型整体型环形接头型线形区内则未见有差异。斜交角90。75。75。现浇筑，，斜视图图9顶板顶端的荷载一变位关系有

6、关荷载一应变关系，在标准值内和线形区内，No．1～No．3试件均未见有较大差异。作为一项研究例证，有关侧板挑脚起始钢筋的荷载一应变关系如图l0所示。图l0中发生裂缝后的应变，只有环图7载荷方法示意图8载荷试验状况形接头型(No．3)比其它试件小。可以这样推断，这2．2评价方法是由于环形接头测定部位的钢筋为搭接接头，钢筋静载试验的试件如表2所示，通过获得的变位为2倍以上配置所致。和应变等数据对比进行验证，说明环形接头构造试件(No．3)与整体型试件(No．2)具有同等的性能。此外，通过直角试件(No．1)与斜交角试件(No．2)的

7、试验结果的比较，还对斜交角的影响进行了研究。关于直角型试件(No．1)事先并进行过计算，并设定了以下载荷阶段：1)发生裂缝时的荷载：无筋条件下经有限元方法(FEM)分析结果，侧板中央发生裂缝的荷载为80kN。图1O侧板外侧挑脚起点钢筋的荷载一应变关系2)设计荷载：据前述设计条件的土压与活荷根据以上结果，拐角部位的环形接头构造的适载，设计计算(刚架计算)时，顶板刚性区端部弯矩荷载为102kN，称为设计荷载。应性是有效的，环形接头与整体性能同等，具有相同的断面力。此外，斜交角为75。时，斜交角的影响几3)破坏荷载：钢筋屈服时的荷载为

8、295kN，弯曲破坏位置为侧板中央，据此称为破坏荷载。乎不存在。2．3实验结果与研究3足尺试件的性能确认试验据试件No．1～No．3的试验状况，各试件的差足过试件制成后进行了装配施工实验，随后又异并不大，在设计荷载下均未发生裂缝。发生裂缝进行了静载试验。本节为其