1.本实用新型属于建筑结构加固技术领域，特别涉及一种道路涵洞加固系统。
背景技术：
2.涵洞是设于铁道、公路路基中的孔道，通常作为道路两侧人、车辆、水流等的通道；目前，涵洞结构已广泛应用于铁路建筑、公路建筑、桥梁建筑及农业水利等领域。因涵洞结构大量地处于野外，长期遭受恶劣的自然环境，部分涵洞结构出现了混凝土开裂、表面剥落露筋，钢筋锈蚀等病害，一定程度上降低了涵洞结构的可靠性；近年来，随着经济与社会的迅速发展，车辆运营时间的增加，车辆载重、运输能力及速度方面的提升，导致部分既有涵洞结构的变形增加，其承载力降低，稳定性能变差，对涵洞结构的安全性构成了严重的威胁；因此，亟待对存在上述问题的既有涵洞结构进行必要的加固处理，以保证道路运输及生产的安全运营。
3.目前，针对既有涵洞结构常用的加固技术以粘钢法、增大截面法或桥面补强层法为主，上述方法均通过采用对既有涵洞结构的局部构件的补强，在一定程度上提升了涵洞结构的整体承载性能，但上述方法多被应用于涵洞结构的病害加固中，无法适用于道路运输载荷增加较多的情况，在工程实际应用方面具有一定的局限性。
4.其中，粘钢法是通过采用黏结剂将钢板粘贴到需要补强的部位，使钢板成为涵洞结构构件的组成部分，其整体工作性能的好坏取决于黏结剂的性能，黏结性能对温度变化敏感，且黏结剂长期使用存在老化，该种方法加固效果的长期性有待考究，且加固后其整体承载力提升有限；增大截面法是通过增加涵洞结构的顶板或侧墙的截面尺寸，或增加涵洞结构构件的钢筋数量，来提升涵洞结构的整体承载力，此方法需要进行大量植筋作业，对原涵洞结构构件的有一定的损伤，存在施工难度大的问题，而且该方法会减小了涵洞的洞口尺寸，影响涵洞内车辆的正常通行；桥面补强层法是在既有涵洞结构顶板上铺加钢筋混凝土层，使其与原涵洞结构共同受力，虽然通过增加涵洞结构顶板的高度提升了其刚度和承载力，但是增加了原结构的自重、增大了基础的负荷，而且在施工过程中需要破除原涵洞的路面层，无法满足涵洞顶面车辆和人员的正常通行。
5.综上所述，针对现有加固技术中所存在的上述问题的部分或者全部，亟待提出一种传力明确、施工便捷、适用性广且经济、高效的加固方法，以有效解决现有加固方法存在的上述缺陷。
技术实现要素：
6.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种道路涵洞加固系统，以解决现有的涵洞结构加固方法，无法适用于道路运输荷载增加较多的情况，局限性大的技术问题。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
8.本实用新型提供了一种道路涵洞加固系统，包括两个加固单元；两个加固单元的
结构相同，且对称设置在既有涵洞的前后两端；加固单元包括条形基础、若干结构柱及纵向结构梁；条形基础平行设置在既有涵洞的基底端部，若干结构柱竖向平行设置在条形基础的上方，结构柱与既有涵洞的竖向墙体一一对应设置，并与既有涵洞的竖向墙体端部紧密贴合；
9.纵向结构梁水平设置在相邻两个结构柱之间，纵向结构梁的侧壁与既有涵洞的顶板端部贴合，纵向结构梁的顶面与既有涵洞的顶板上表面平齐；纵向结构梁的顶部设置有第一挑板，第一挑板位于远离既有涵洞的顶板一侧，且沿既有涵洞的顶板的宽度方向通长设置；
10.纵向结构梁的底部设置有第二挑板，第二挑板位于靠近既有涵洞的顶板一侧设置；第二挑板的一侧与纵向结构梁连接，另一侧向既有涵洞的顶板中心方向延伸，第二挑板的顶面与既有涵洞的顶板的底面紧密贴合。
11.进一步的，还包括若干横向结构梁；横向结构梁水平设置在两个加固单元之间，并沿既有涵洞的顶板宽度方向均匀间隔设置；横向结构梁的一端与其中一个加固单元中的纵向结构梁垂直固定，横向结构梁的另一端与另一个加固单元中的纵向结构梁垂直固定；横向结构梁的顶面与既有涵洞的顶板底面紧密接触。
12.进一步的，纵向结构梁及横向结构梁均采用混凝土结构梁。
13.进一步的，还包括若干型钢梁；型钢梁水平穿设在横向结构梁中，型钢梁的一端穿插固定在其中一个加固单元中的纵向结构梁中，型钢梁的另一端穿插固定在另一个加固单元中的纵向结构梁中。
14.进一步的，还包括若干型钢柱，型钢柱竖向均匀设置在横向结构梁的纵向轴线上，型钢柱的下端与型钢梁的梁端顶面固定。
15.进一步的，型钢柱与型钢梁的连接节点处设置有加劲肋板。
16.进一步的，型钢梁及型钢柱均采用h型钢；型钢梁的腹板竖向设置，型钢柱的腹板与型钢梁的腹板位于同一竖直平面内；型钢柱的下端与型钢梁的粱端上翼缘焊接固定。
17.进一步的，条形基础的设计标高不超过既有涵洞的基底标高。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
19.本实用新型提供了一种道路涵洞加固系统，通过在既有涵洞的基底两侧设置条形基础，采用在条形基础的上方对称既有涵洞的竖向墙体处设置结构柱，并在结构柱之间设置纵向结构梁，形成整个加固系统的主承载框架体系；结构柱作为主要的竖向承载构件，能够承担加固后的既有涵洞的顶板上的荷载，并将其直接传递至基础中，通过在纵向结构梁的顶部一侧设置第一挑板，为既有涵洞的顶板上路面的拓宽提供条件，适用于现有路面宽度不足的情况；通过在纵向结构梁的底部一侧设置第二条板，将第二条板的顶面与既有涵洞的顶板的底面紧密贴合，为既有涵洞的顶板两侧提供支撑条件，实现将由单向支撑转换为双向支撑的双向板结构，在对既有涵洞的顶板不做加固处理的前提下，提高既有涵洞的顶板的承载能力；当既有涵洞的顶板有载荷发生时，顶板出现竖向挠曲变形，加固系统中的第二挑板能够限制其变形进一步发生的，通过变形协调调节，可将既有涵洞结构顶板上的载荷有效传递至加固系统的主承载框架体系中，从而实现既有涵洞结构与加固系统协同受力，适用于道路运输荷载增加较多的情况下的既有涵洞加固处理，局限性较小。
20.进一步的，通过在两个加固单元之间设置若干横向结构梁，利用横向结构梁将既
有涵洞的顶板划分为若干面积较小的受力板块，有效提高了既有涵洞的顶板的负载能力；将横向结构梁的顶面与既有涵洞的顶板底面紧密接触，能够进一步限制顶板出现的竖向挠曲变形，确保了既有涵洞的顶板与横向结构梁之间竖向力的有效传递。
21.进一步的，通过在横向结构梁中水平穿设型钢梁，有效提高了横向结构梁的抗弯性能及抗剪承载力；型钢梁的两端伸入并锚固于纵向结构梁中，增强了加固系统中纵、横向结构梁之间的整体性。
22.进一步的，通过在纵向结构梁中设置型钢柱，并将型钢柱与型钢梁的梁端固定相接，有效增强了型钢梁与纵向结构梁之间的锚固性能，确保了既有涵洞的顶板上的载荷传递至加固系统主承载框架体系中的可靠性。
23.进一步的，通过在型钢柱与型钢梁的连接节点处设置加劲肋板，有效提高了型钢柱与型钢梁连接节点的整体稳定性。
24.进一步的，将条形基础的基底设计标高不超过既有涵洞的基底标高设置，防止在开挖工程中对既有涵洞原地基土层的扰动，确保既有涵洞基础及地基土层的稳定性。
25.进一步的，位于即有涵洞的基底设计标高以上200-300mm范围内的基础施工空间，采用人工开挖方式形成，避免机械超挖对基底原状土层的破坏。
26.本实用新型所述的道路涵洞加固系统，所述加固系统构造简单，传力路径明确，投入成本较低，可靠性好，可以实现便捷、经济及有效的加固目标；加固效果好且实用价值高，在经济性和实用性方面具有明显优势，不影响涵洞上、下正常通行，不占用使用空间的情况；对既有涵洞不造成损伤，充分利用既有涵洞结构的承载能力基础上，利用附加的加固系统，建立了新的荷载传递途径，有效提高了既有涵洞结构的承载能力，具有可操作性和推广性，能够带来显著经济与社会效益。
附图说明
27.图1为实施例中的既有双孔涵洞结构的轴测示意图；
28.图2为实施例所述的加固系统的轴测结构示意图；
29.图3为实施例所述的加固系统的正视图；
30.图4为实施例所述的加固系统的横剖图；
31.图5为实施例中条形基础的布置形式的轴测示意图；
32.图6为实施例中条形基础的布置形式的横剖图；
33.图7为实施例中结构柱的布置形式的轴测示意图；
34.图8为实施例中结构柱的布置形式横剖图；
35.图9为实施例中纵向结构梁的布置形式轴测示意图；
36.图10为实施例中纵向结构梁的布置形式横剖图；
37.图11为实施例中横向结构梁的布置形式横剖图；
38.图12为实施例中型钢梁的布置形式横剖图；
39.图13为实施例中型钢梁与型钢柱的连接结构示意图。
40.其中，1既有涵洞，2条形基础，3结构柱，4纵向结构梁，5横向结构梁，6型钢梁，7型钢柱，8加劲肋板。
具体实施方式
41.为了使本实用新型所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.本实用新型提供了一种道路涵洞加固系统，包括两个加固单元、若干横向结构梁5、若干型钢梁6、若干型钢柱7及若干加劲肋板8。
43.两个加固单元的结构相同，且对称设置在既有涵洞1的前后两端；加固单元包括条形基础2、三个结构柱3及两个纵向结构梁4；条形基础2平行设置在既有涵洞1的基底端部，并沿既有涵洞1的基底宽度方向水平设置；条形基础2的一侧与既有涵洞1的基底相连，另一侧延伸至基底基础中；若干结构柱3竖向平行设置在条形基础2的上方，结构柱3与既有涵洞1的竖向墙体一一对应设置，并与既有涵洞1的竖向墙体端部紧密贴合；其中，条形基础2的设计标高不超过既有涵洞1的基底标高。
44.纵向结构梁4与既有涵洞1的顶板端部平行，并水平设置在相邻两个结构柱3之间，纵向结构梁4的梁端与结构柱3的柱顶固定连接；纵向结构梁4的侧壁与既有涵洞1的顶板端部贴合，纵向结构梁4的顶面与既有涵洞1的顶板上表面平齐。
45.纵向结构梁4的顶部设置有第一挑板，第一挑板位于远离既有涵洞1的顶板一侧设置，且沿既有涵洞1的顶板宽度方向通长设置；纵向结构梁4的底部设置有第二挑板，第二挑板位于靠近既有涵洞1的顶板一侧设置；第二挑板的一侧与纵向结构梁4连接，另一侧向既有涵洞1的顶板中心方向延伸，第二挑板的顶面与既有涵洞1的顶板的底面紧密贴合。
46.若干横向结构梁5水平设置在两个加固单元之间，并沿既有涵洞1的顶板宽度方向均匀间隔设置；横向结构梁5的一端与其中一个加固单元中的纵向结构梁4垂直固定，横向结构梁5的另一端与另一个加固单元中的纵向结构4垂直固定；横向结构梁5的顶面与既有涵洞1的顶板底面紧密接触。
47.本实用新型中，条形基础2采用钢筋混凝土基础，结构柱3采用钢筋混凝土柱，纵向结构梁4及横向结构梁5均采用混凝土结构梁。
48.型钢梁6水平穿设在横向结构梁5中，型钢梁6的一端穿插固定在其中一个加固单元中的纵向结构梁4中，型钢梁6的另一端穿插固定在另一个加固单元中的纵向结构梁4中；若干型钢柱7竖向均匀设置在横向结构梁5的纵向轴线上，型钢柱7的下端与型钢梁6的梁端顶面固定；加劲肋板8设置在型钢柱7与型钢梁6的连接节点处。
49.本实用新型中，型钢梁6及型钢柱7均采用h型钢，型钢梁6的腹板竖向设置，型钢柱7的腹板与型钢梁6的腹板位于同一竖直平面内；型钢柱7的下端与型钢梁6的梁端上翼缘焊接固定；加劲肋板8对称设置在型钢梁6的腹板两侧，且对应型钢柱7的两翼缘成对设置；加劲肋板8的侧边与型钢梁6的腹板焊接固定，加劲肋板8的上端与型钢梁6的上翼缘焊接固定，下端与型钢梁6的下翼缘焊接固定。
50.本实用新型所述的一种道路涵洞加固系统的施工方法，包括以下步骤：
51.步骤1、根据条形基础2的设计尺寸，在既有涵洞1的基底端部开挖得到基础施工空间；其中，位于即有涵洞1的基底设计标高以上200-300mm的范围内的基础施工空间，采用人工开挖方式形成。
52.步骤2、在基础施工区空间内，施工得到条形基础2。
53.步骤3、在条形基础2的上方对应既有涵洞1的竖向墙体，施工结构柱3。
54.步骤4在相邻两个结构柱3之间，沿既有涵洞1的宽度方向施工纵向结构梁4，即其中一个加固单元的施工完成。
55.步骤5、重复上述步骤1-4的操作，至另一加固单元施工完成。
56.本实用新型中，施工结构柱3的过程中，在相邻结构柱3之间增设纵向结构梁4，纵向结构梁4的顶部外侧设置第一挑板，纵向结构梁4的底部内侧设置第二挑板；第一挑板的横向外伸宽度根据既有涵洞1的顶板路面所需宽度确定，第一挑板的纵向长度沿既有涵洞1的顶板长度通长布置；第二挑板向既有涵洞1的顶板中心方向延伸，第二挑板的顶面与既有涵洞1的顶板底面紧密贴合，第二挑板的纵向长度沿既有涵洞1的顶板的长度方向通长布置；第一挑板及第二挑板的厚度根据实际负载计算结构确定。
57.同时，沿既有涵洞的宽度方向，在两个固定单元的纵向结构梁之间拉设横向结构梁；横向结构梁及纵向结构梁均采用混凝土结构梁；其中，横向结构梁中通长布设型钢梁，并将型钢梁的梁端伸入至纵向结构梁的中心线处；为了型钢梁6在纵向结构梁4的锚固性能，在型钢梁6两端的上翼缘焊接型钢柱7，型钢柱7的中心线与纵向结构梁4的中心线对齐；在型钢柱7翼缘所对应型钢梁6腹板的两侧位置，焊接加劲肋板8。
58.本实用新型所述的的道路涵洞加固系统，所述加固系统构造简单，传力路径明确，投入成本较低，可靠性好，可以实现便捷、经济及有效的加固目标；加固效果好且实用价值高，在经济性和实用性方面具有明显优势，不影响涵洞上、下正常通行，不占用使用空间的情况；对既有涵洞不造成损伤，充分利用既有涵洞结构的承载能力基础上，利用附加的加固系统，建立了新的荷载传递途径，有效提高了既有涵洞结构的承载能力。
59.本实用新型所述的道路涵洞加固系统，所述加固系统目的在于解决既有涵洞承载能力不足的问题；在既有涵洞的承载体系中，通过设置条形基础、结构柱、纵向结构梁、横向结构梁形成与既有涵洞结构协同受力的加固系统，实现了既有涵洞的新增载荷的有效传递，在不影响涵洞上、下正常通行，不占用使用空间的情况下，对既有涵洞结构不造成损伤，且充分利用了既有涵洞结构的承载能力。
60.实施例
61.本实施例以某既有双孔涵洞为例，如附图1所示，所述既有双孔涵洞包括基底、顶板及设置在基底与顶板之间三个竖向墙体；本实施例中，以既有双孔涵洞的通行方向为长度方向，长度方向的一端为前端，另一端为后端；以垂直其通行方向为宽度方向；如附图2-13所示，本实施例提供了一种道路涵洞加固系统，包括两个加固单元、若干横向结构梁5、若干型钢梁6、若干型钢柱7及若干加劲肋板8。
62.两个加固单元的结构相同，且对称设置在既有涵洞1的前后两端；加固单元包括条形基础2、三个结构柱3及两个纵向结构梁4；条形基础2平行设置在既有涵洞1的基底端部，并沿既有涵洞1的基底宽度方向水平设置；条形基础2的一侧与既有涵洞1的基底相连，另一侧延伸至基底基础中；若干结构柱3竖向平行设置在条形基础2的上方，三个结构柱3分别与既有涵洞1的三个竖向墙体一一对应设置，并分别与既有涵洞1的竖向墙体端部紧密贴合。
63.两个纵向结构梁4均与既有涵洞1的顶板端部平行，并分别水平设置在相邻两个结构柱3之间；纵向结构梁4的梁端与结构柱3的柱顶固定连接，纵向结构梁4的侧壁与既有涵洞1的顶板端部贴合，纵向结构梁4的顶面与既有涵洞1的顶板上表面平齐。
64.纵向结构梁4的顶部设置有第一挑板，第一挑板位于远离既有涵洞1的顶板一侧设置，且沿既有涵洞1的顶板宽度方向通长设置；纵向结构梁4的底部设置有第二挑板，第二挑板位于靠近既有涵洞1的顶板一侧设置；第二挑板的一侧与纵向结构梁4连接，另一侧向既有涵洞1的顶板中心方向延伸，第二挑板的顶面与既有涵洞1的顶板的底面紧密贴合；本实施例中，通过在纵向结构梁4的底部设置第二挑板，改变了既有涵洞的顶板的边界条件；将既有涵洞的顶板的单向支撑的单向板转换为双向支撑的双向板，有效提高了既有涵洞1的顶板的负载能力。
65.条形基础2采用钢筋混凝土基础，结构柱3采用钢筋混凝土柱，纵向结构梁4及横向结构梁5均采用混凝土结构梁。
66.若干横向结构梁5水平设置在两个加固单元之间，并沿既有涵洞1的顶板宽度方向均匀间隔设置；横向结构梁5的一端与其中一个加固单元中的纵向结构梁4垂直固定，横向结构梁5的另一端与另一个加固单元中的纵向结构4垂直固定；横向结构梁5的顶面与既有涵洞1的顶板底面紧密接触；通过在既有涵洞1的顶板底面增设的若干横向结构梁5，将既有涵洞1的顶板划分成多块更小的板块，在对既有涵洞1的顶板不做加固处理的情况下，进一步增加了既有涵洞1的顶板的负载能力。
67.型钢梁6水平穿设在横向结构梁5中，型钢梁6的一端穿插固定在其中一个加固单元中的纵向结构梁4中，型钢梁6的另一端穿插固定在另一个加固单元中的纵向结构梁4中；若干型钢柱7竖向均匀设置在横向结构梁5的纵向轴线上，型钢柱7的下端与型钢梁6的梁端顶面固定；加劲肋板8设置在型钢柱7与型钢梁6的连接节点处。
68.型钢梁6及型钢柱7均采用h型钢，型钢梁6的腹板竖向设置，型钢柱7的腹板与型钢梁6的腹板位于同一竖直平面内；型钢柱7的下端与型钢梁6的梁端上翼缘焊接固定；加劲肋板8对称设置在型钢梁6的腹板两侧，且对应型钢柱7的两翼缘成对设置；加劲肋板8的侧边与型钢梁6的腹板焊接固定，加劲肋板8的上端与型钢梁6的上翼缘焊接固定，下端与型钢梁6的下翼缘焊接固定。
69.本实施例所述的一种道路涵洞加固系统的施工方法，具体包括以下步骤：
70.步骤1、根据结构计算结构，确定条形基础2的尺寸，在既有涵洞1的基底两侧开挖，得到基础施工空间；本实施例中，条形基础2的设计标高不超过既有涵洞1的基底标高；其中，基础施工空间开挖过程中，在基底设计标高以上200-300mm的范围，采用人工开挖；基础施工空间的地基土的承载力满足设计承载要求；当不满足设计承载要求时，需对地基土进行处理直至达到设计的地基承载力；之后，在基础施工空间依次浇筑素混凝土垫层、绑扎钢筋及安装模板，最后，浇筑混凝土，拆模，完成条形基础施工。
71.步骤2、条形基础2浇筑混凝土前，在条形基础2对应既有涵洞1的竖向墙体的端部区域，预埋结构柱3的纵向钢筋；然后，依次绑扎钢筋、安装模块；最后，浇筑混凝土，完成结构柱施工；本实施例中，结构柱作为加固系统的竖向承载构件。
72.步骤3、沿着既有涵洞1的宽度方向，在相邻结构柱3的柱顶之间施工纵向结构梁4；纵向结构梁4顶部外侧设置第一挑板，纵向结构梁4的底部内侧设置第二挑板；第一挑板的外伸长度根据路面所需宽度确定，其纵向沿既有涵洞1的顶面两侧通长布置；第二挑板外伸至既有涵洞1的顶板底面内部预设长度，第二挑板的顶面与既有涵洞1的顶板底面齐平贴合，确保既有涵洞1的顶板新增荷载后，顶板与纵向结构梁4共同承担荷载。
73.步骤4、沿着既有涵洞1的宽度方向，在纵向结构梁4之间拉设若干横向结构梁5；横向结构梁5的梁截面大小与间距依据承受载荷的大小由计算确定；横向结构梁5顶面与既有涵洞1的顶板底面齐平贴合，确保两者之间竖向力的有效传递。
74.步骤5、在横向结构梁5浇筑混凝土前，在横向结构梁5的内部预埋型钢梁6；通过增设型钢梁6，以提高了横向结构梁5的抗弯及抗剪承载力；同时，进一步增强加固系统的水平承载构件的整体性。
75.步骤6、在型钢梁6两端的翼缘顶面焊接预设长度的型钢柱7，并将型钢柱7预埋固定纵向结构梁4中；通过增设型钢柱7，确保了型钢梁6两端在纵向结构梁4的锚固性能满足要求。
76.步骤7、在型钢柱7翼缘所对应型钢梁6腹板的两侧位置，焊接加劲肋板8；通过增设加劲肋板8，确保了型钢梁6和型钢柱7连接节点的整体稳定性。
77.步骤8、确保加固结构材料强度达到设计要求后，以及施工质量满足现行规范和技术标准的要求后，即可投入使用。
78.最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。