一种装配式波纹钢拱形棚洞结构的制作方法

本发明涉及公路工程技术领域，特别是涉及一种装配式波纹钢拱形棚洞结构。

背景技术：

随着我国基础建设的迫切需求和快速发展，公路、桥梁、隧道、市政等工程建设的数量，规模和速度均处于世界前列。由于我国西南属于山岭重丘地区，公路桥隧比高达60~80%，公路高边坡及防落石防雪安全避险结构已成公路建设的重难点。常规钢筋混凝土棚洞由地基基础和钢筋混凝土全断面框架结构形成，这种支护方式工序复杂，材料耗用大，成本高，施工周期长；特别是对运营中的道路，搭架现浇施工对交通影响很大，且安全隐患严重，极大制约了工程的施工进度。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有钢筋混凝土棚洞建设技术的缺点和不足，提出了一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，通过调整波纹钢的波形和钢板厚度，并优化波纹钢之间，波纹钢和侧墙基础之间的连接方式，使波纹钢拱形结构的跨度可达到10~15米，有效替代常规的钢筋混凝土棚洞结构，使施工时间缩短到原来的三分之二，每延米节省造价近30%，极大提高了棚洞结构的施工效率。

为解决上述的技术问题，本发明采用的技术方案为：

根据项目对净高和净宽的要求，确定棚洞侧墙基础的高度和宽度，侧墙建于路肩，通常由钢筋混凝土结构组成。侧墙的施工，不影响交通运营。

一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，包括波纹钢、连接螺栓、拱脚法兰盘、镀锌层。波纹钢预制成片，运输到现场后再行拼装，片与片之间通过高强螺栓连接锚固形成拱形结构，拱形结构与侧墙顶部之间采用法兰盘固定和连接。

进一步地，波纹钢由q235或q345板材加工而成，波距-波峰-板厚（mm）根据结构需求确定，一般采用200-55-5~380-140-5的波形，板厚3~10mm。每片波纹钢弧长为1.0~5.0米，宽度为0.6~1.9米，每环拱形由多片波纹钢拼装而成，拱脚处采用法兰盘与波纹钢板垂直焊接或锚固。

进一步地，相邻波纹钢板通过波峰波谷搭接方式连接，并用螺栓固结。

进一步地，根据需求，波纹钢上可开设通风孔、透光窗口。

进一步地，波纹钢拱脚采用法兰盘作为基础与侧墙顶部或其他地基固定和连接。

进一步地，波纹钢内外侧采用镀锌层进行防腐、防锈蚀。

综上所述，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：

1.替代常规钢筋混凝土框架式棚洞结构，使得施工更加便捷、安全，节约人工成本和材料成本，加快施工进度，降低安全风险；特别是运营道路改建项目，其优势愈加突出。

2.通过调整波纹钢的波形和板厚，针对不同的净宽净高需要或其他类似结构要求，达到调整波纹钢的受力性能及拱形跨度的目的，极大提高了波纹钢拱形结构的有效利用率。

3.通过搭接的方式，而不是法兰盘铆接，实现了钢板之间的快速连接，使结构更为轻巧。

4.波纹钢通过镀锌处理后使用寿命可达80~100年，极大地提高了常规结构的适用年限。

附图说明

图1是装配式波纹钢拱形棚洞结构示意图；

图2是波纹钢板分块及搭接示意图；

图3是波纹钢钢板轴向搭接大样图；

图4是波纹钢钢板环向搭接大样图；

图5是拱脚法兰盘连接示意图；

图中标记：1-波纹钢、2-高强螺栓、3-法兰盘(或槽钢)、4-镀锌层、5-通风或透光孔、6-垫片、7-密封胶带、8-连接孔、9-侧墙。

技术特征：

1.一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：由多片波形钢（1）拼装而成，波形钢环向和纵向采用搭接连接，搭接处采用螺栓（2），拱脚基础采用法兰盘（3），波形钢采用镀锌（4）进行防腐处理。

2.根据权利要求1所述的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：波形钢（1）采用q235板材或q345加工而成，波形钢的波形及板厚可根据结构特点和需求进行调整，一般采用200-55-5~380-140-5的波形，板厚3~10mm，每片波纹钢弧长为1.0~5.0米，宽度为0.6~1.9米，每环拱形由多片波纹钢拼装而成，拱脚处采用法兰盘（3）与波纹钢板（1）垂直焊接或锚固。

3.根据权利要求2所述的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：调整波纹钢的波形和板厚，针对不同的净宽净高需要或其他类似结构要求，达到调整波纹钢的受力性能及拱形跨度的目的，极大提高了波纹钢拱形结构的有效利用率。

4.根据权利要求2所述的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：波纹钢板（1）四周留有搭接孔，相邻板之间采用搭接方式连接，并用高强螺栓（2）固结，板中间可根据需要开通风或透光孔（5），拱脚位置波形钢开设连接孔（8）。

5.根据权利要求3所述的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：通过搭接的方式，而不是法兰盘铆接，实现了钢板之间的快速连接，使结构更为轻巧。

6.根据权利要求2所述的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：拱脚基础的法兰盘（3）采用l型钢制作而成。

7.根据权利要求1所述的一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，其特征在于：波纹钢采用镀锌（4）进行防腐处理，结构使用寿命可达80~100年，极大地提高了常规结构的适用年限。

技术总结
本发明涉及公路工程及结构工程技术领域，公开了一种装配式波纹钢拱形棚洞结构，包括了棚洞侧墙、波纹钢拱、高强螺栓、拱脚法兰盘(或槽钢)、镀锌层。波纹钢预制成片，运输到现场后再行拼装，片与片之间通过高强螺栓连接锚固形成拱形结构，拱形结构与侧墙之间采用法兰盘固定和连接。其中，波形钢采用镀锌进行防腐处理，波形钢片与片之间环向与纵向采用搭接连接，搭接处采用高强螺栓拧紧，拱脚采用法兰盘(或槽钢)作为连接基础，既可增加结构稳定性也可与棚洞侧墙顶连接。本发明结构新颖，拼装方便，施工简单，可替代常规钢筋混凝土棚洞框架结构，安全性强，效率高，节省材料，低成本，各项效益显著；适用于边坡落石和大雪地区的防雪路段、泥石流路段的安全防护等。

技术研发人员：次仁拉姆;达瓦桑布;余翀
受保护的技术使用者：西藏自治区交通勘察设计研究院;四川隧安波钢科技有限公司
技术研发日：2019.12.30
技术公布日：2020.05.12