标准化装配式盖板涵洞通道设计

摘要：随着社会经济的不断发展，我国的路桥施工技术也在不断地更新与进步。涵洞作为道路工程重要组成部分之一，其设计使用可靠性对道路工程运营具有重要影响，而装配式施工技术出现使得盖板式涵洞通道设计产生一定变化。基于此，研究中将结合实际案例，分析总结标准化装配式盖板涵洞通道设计思路，以此为其他同类工程开展提供必要依据。

关键词：标准化装配式盖板涵洞通道通道设计

中图分类号：U442

DesignofStandardizedPrefabricatedCoverPlateCulvertChannel

LIULijing

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

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

KeyWords：Standardization;Prefabricated;Coverplateculvertchannel;Channeldesign

传统涵洞设计使用中存在明显承载力不足、工艺复杂度较高以及质量不可控等问题，甚至存在因设计合理性不足导致涵洞与路基之间出现相互干扰情况。由此有技术人员提出装配式盖板涵洞，其具备结构合理、受力稳定等优势，同时可有效解决质量控制难问题。因此，本文研究中将首先对标准化装配式盖板涵洞通道结构形式与特点进行分析，并结合实际案例对其基本设计思路进行梳理总结，以此为其他同类工程提供必要思路与实践路径支持。

1标准化装配式盖板涵洞通道结构与特点

就技术层面而言，装配式盖板涵洞结构设计中巧妙地整合4个构件，实现一体化设计目标，具体如图1所示，该结构独特性主要体现在以下几个方面。

首先，装配式盖板涵洞结构呈现出模块化特点，且长度可调，其具备较强适应性，允许设计人员根据工程实际需要自由组合不同长度的组件，从而极大地提升施工的灵活性和适应性。其次，装配式盖板涵洞结构由顶板、底板和两侧墙体构成，各标准构件均有明确功能划分，组装程序严谨有序。在具体安装过程中，依照工艺流程要求需先浇筑底板，随后通过铰接技术连接顶板，该设计可确保结构稳固性与动态调整能力并存。再次，装配式盖板涵洞结构侧墙高度可以根据工程实际需求进行灵活调整，有效缓解施工中的高度限制问题。最后，装配式盖板涵洞结构施工所需的顶部和侧墙等构件均采用工厂预制和现场装配方式，实际作业中可形成高效且质量可控的流水线施工模式[1]。

2工程概况

案例工程为某地区高速公路建设工程。该项目总里程设计为57.9km，路面采取沥青结构设计，全线设计为双向4车道，路基宽度设计为26m，设计时速为100km/h。涵洞通道部分建设于山地丘陵地区，依照当地交通科学研究院所发布的“预制装配式钢筋混凝土通道涵洞施工技术和方案”，工程规划地区适宜开展装配式盖板涵洞通道施工，由此技术人员针对工程建设区域实际情况开展工程方案设计。

3装配式盖板涵洞通道设计要点

3.1基本设计思路

（1）针对盖板通道以及涵洞进行设计过程中，技术人员应依照极限承载能力的持久状态进行设计，结构重要性系数设定为1.1，并且所有设计均按照最高安全等级进行。

（2）结构所处环境可分为温暖型和寒冷型，土壤及水分不会对结构构成侵蚀威胁。在混凝土耐久性设计方面，建议技术人员所使用混凝土强度最低标准应为C25的混凝土，抗冻性能依照F250级进行设计，同时确保最大水灰比不超过0.55，最小水泥用量设为275kg/m3。在普通钢筋使用中，箍筋与构造筋的保护层厚度应不低于钢筋实际直径，具体为箍筋或构造筋保护层厚度至少达到20mm，受力主筋保护层厚度则需达到30mm[2]。考虑到部分钢筋直接受地下水影响，可能面临环境侵蚀，在相应地区开展建设的箍筋和构造筋保护层需强化至25mm以上，受力主筋保护层厚度应控制在35mm以上，必要情况下可进一步加厚以确保充分防护。

（3）盖板通道侧墙在承受偏心压力时，为确保其结构稳定性，纵向钢筋配筋率须达到至少0.5%的标准，并且在设计施工中应遵循对称分布的基本设计原则，以确保均匀受力和结构的整体均衡。

3.2盖板涵洞施工材料选用

案例工程中，施工技术人员依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2015）等标准，结合案例工程实际情况，决定选用如表1中所示各项材料。

在混凝土材料选用中，案例工程技术人员依照相关规范设定如下选材标准。

3.2.1水泥材料

采用质量稳定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其中碱含量需控制在0.60%以下，熟料中的C3A成分控制在8.0%以下。此外，还需依据《通用硅酸盐水泥》（GB175—2007）的其他标准，非此类水泥不得选用。

3.2.2细骨料

使用纯净硬质的天然中粗河砂，在条件允许情况下，也可选用通过专业生产线生产的机制砂，其细度模数宜维持在2.6～3.2区间范围内，含泥量控制在2.0%以下，泥块含量应控制在0.5%以下（针对高性能混凝土），同时须满足《公路工程集料试验规程》（JTGE42—2005）的所有技术要求。

3.2.3粗骨料

应选用坚固耐用的碎石或卵石作为原料，空隙率需保持在40%以下，压碎指数需低于20%。粗骨料母岩的抗压强度需至少达到混凝土设计强度的1.5倍，含泥量和泥块含量分别控制在1.0%和0.5%以内，针片状颗粒含量则控制在10%以下[3]。颗粒尺寸范围应控制在5～20mm区间范围内，且需保证连续级配，最大粒径不得超过25mm，且不应大于钢筋最小间距的3/4。其他技术要求应遵照《公路工程集料试验规程》（JTGE42—2005）标准进行选用。

在施工阶段，所选用骨料需预先进行严格的碱活性测试，优先选用非活性骨料，绝对禁止使用可能引发碱-碳酸盐反应或膨胀率超过0.20%的碱-硅酸活性骨料。若骨料碱-硅酸反应膨胀率介于0.10%～0.20%区间范围内，混凝土总碱含量需严格控制在3.0kg/m3以下，并确保已通过碱-骨料反应抑制措施有效性检验。

3.2.4粉煤灰

在混凝土矿物掺合料方面，应优先选用性能稳定的粉煤灰，其氯离子含量需保持在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级粉煤灰的标准要求。

3.3盖板涵洞通道截面设计思路

工程案例中，技术人员结合工程实际情况以及工艺要求，在截面设计中采用多变折线设计理念，该思路具备较强灵活性，能够随需调整结构形态，确保所有尺寸参数均衡合理。具体设计中需注意的关键环节在于：（1）以内轮廓线为基础，对截面基本布局进行精心界定；（2）在参数调控方面，重点对标准宽度和高度平衡性进行考量；（3）在确定形式参数时需关注底板净宽度、侧墙底宽度以及侧墙倒角宽度3个要素；（4）在截面内轮廓设计中优先考虑连续折线组合形式。

3.4盖板涵洞通道节段设计思路

案例工程中，技术人员结合工艺要求，基于如下思路对节段进行设计：（1）节段常规纵向长度主要包括1m和2.5m两种规格，对于长度为1m的部分，在条件许可情况下应尽量安排在地势较高位置；（2）在具体设计中应遵循逐级提升原则，依次安置各分段，尤其是最低点设计，必要情况下应采取防倾覆保护措施，以确保节段稳定性；（3）盖板通道和涵洞节段之间应采用嵌套接口连接；（4）具体设计中应对沉降缝间距进行严格把控，通常要求不超过7.5m，但需根据现场地质状况进行灵活调整，结合工程实际对1m或2.5m分段进行微调；（5）确保分段接缝、沉降缝与盖板通道和涵洞的纵向坡度保持垂直[4]；（6）在陡峭纵坡地段进行设计时，为保障首段稳固性，应采取有效纵向和横向支撑措施，以防止因支撑力量不足导致节段不稳定。

3.5盖板涵洞通道构件设计思路

（1）盖板通道构件单元集成多个组件，其较为主要的部分包括上部盖板、底部和两侧墙体等。（2）为切实保障钢筋有效应力传输，案例工程中，技术人员采用主钢筋、分布筋和支撑筋的三元结构设计，进而构建出稳固的骨架系统。（3）利用高强度HPB300级钢筋，制作预制构件吊环，该构件制造完成后的应力承受上限设定为50MPa以下。

3.6盖板涵洞通道防漏设计思路

在构建过程中，案例工程技术人员对结构布局和周边环境因素进行综合考量，并以此为基础选择高效的防漏技术和材料。针对结构中沉降缝，技术人员采用SBS改性沥青防水卷材进行双重防护，以确保防水效果。尤其是在盖板通道和涵洞接口部分，可在侧墙外部采用相应材料进行加固，而顶部则应施以10cm厚的C40抗渗混凝土，形成坚固的防渗层。沉降缝两侧侧墙及顶板边缘同样覆盖SBS改性沥青防水卷材，确保无遗漏[5]。

3.7盖板涵洞通道基础设计思路

（1）案例工程中，技术人员综合工艺与工程要求，设定结构底板作为宽扁基础使用，基础与地基之间需设置具备良好透水性的砂砾层，其颗粒大小均匀，厚度维持在30～50cm区间范围内。同时还需铺设15cm厚的C25混凝土垫层，以增强结构稳定性。在垫层施工过程中，需沿线路方向每侧拓宽50cm，以便更好地支撑结构底部。

（2）当路基边坡被设计为挡墙情况下，垫层两端须设置C25混凝土卡墙，具体深度应参照“底板厚度加15cm”原则进行设计，具体尺寸应设定为50cm。在工程具体施工过程中，卡墙应与底板顶部平齐且宽度与垫层一致，以提升连接稳固性。

（3）在洞口部分施工过程中，一字墙应与管节凿毛紧密对接，并通过精细打磨以确保密封性。若采用八字墙设计，则基础前端需与截水墙高度保持一致，以形成严密的防水体系[6-7]。

4结语

综上所述，标准化装配式盖板涵洞通道结构可有效解决传统涵洞通道设计施工中存在的问题，具备较强推广价值。本文所研究工程最终建设成效良好，工期短且建设质量有保障，因此其他工程在进行中，可参照案例工程截面、节段等部分设计思路，进而确保工程建设实际质量。

参考文献

[1] 莫凯波.装配式箱涵的设计与施工技术特点分析[J].西部交通科技，2019（4）：128-131.

[2]周林.高速公路高填方盖板涵静力分析与地震响应研究[D].成都：西南交通大学，2023.

[3] 李红英.预制装配式涵洞在怀阳高速公路的试点应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2020，19（1）：1-5.

[4] 蒋云飞.标准化装配式盖板涵洞通道设计[J].交通世界，2022（8）：146-147.

[5] 罗吉庆，曾田胜.8m新型组合式盖板涵的设计与施工[J].中外公路，2021，41（6）：130-133.

[6] 蒋纯洁，蒋昌盛.高速公路涵洞盖板桁吊设备应用研究[J].西部交通科技，2022（4）：59-60，107.

[7] 贺玉婷.波纹钢加固钢筋混凝土盖板涵力学性能研究[D].广州：华南理工大学，2023.