鋼波紋管涵技術淺析

發(fā)表時間：2016-12-13 15:05

通常公路工程中的涵洞都是由鋼筋混凝土結構通過預制拼接而成，但是由于鋼波紋管涵具有性能穩(wěn)定、安裝方便、有利環(huán)保、造價低等優(yōu)點，目前我國很多工程里都會用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進行涵洞施工，雖然在公路施工中采用鋼波紋管涵還只有一項新技術，但是具有十分寬廣的發(fā)展前景。

　　1 鋼波紋管涵簡介

　　金屬波紋管涵作為一種涵洞形式，是由波紋狀管或由波紋狀板通過連接、拼裝而成的。能夠替代蓋板涵、圓管涵、拱涵和小橋發(fā)揮作用，是一種新型的優(yōu)質(zhì)公路建材。造成公路涵洞破壞的原因有很多種，不均勻沉降是一個重要原因。金屬波紋涵管有橢圓形、圓形、半圓形等，進出口也可按照邊坡比例做成斜口，加工波紋管管徑范圍準0.5～8m，管壁厚度為3～8mm，能夠滿足填土0.5m～40m厚的需要。由于鋼波紋管涵具有很多的優(yōu)勢，比如施工工期短、工程造價低、安裝方便、抗變形能力強、重量輕、耐久性好、通車后養(yǎng)護成本低等，所以采用高強度的鋼波紋管涵洞，不僅可以有效解決由于地基基礎不均勻沉降導致的涵洞破壞問題，還能夠使金屬波紋管涵洞具有優(yōu)良的受力特征，軸向和徑向同時分散、補償因荷載引起的應力應變，把集中在荷載上的應力最大限度的分散開，使鋼結構的作用充分的發(fā)揮出來，特別是在濕陷性黃土高寒凍土、軟土、膨脹土等地帶，具有良好的經(jīng)濟效益。

　　本文結合陜西省銅川市上馬橋重建工程實例，詳細分析比較鋼波紋管涵技術優(yōu)缺點，以便對類似工程提供借鑒。

　　2 橋梁概況

　　305省道上馬原橋位于銅川市印臺區(qū)廣陽鎮(zhèn)上馬村，原中心樁號為K32+431.98，橋長32m。上部結構為1～16m片石混凝土拱橋，下部結構為U型橋臺，C20片石混凝土基礎，為跨河橋梁，2001年建成通車，已安全運營14年。

　　3 橋梁檢測病害

　　2012年10月，該橋由于地基沉陷，產(chǎn)生拱腳開裂、拱圈橫縫、拱上結構開裂、臺身豎向裂縫、翼墻縱向水平開裂、拱腳滲水、橋面局部拱起、塌陷、沉降等病害。西安公路研究院公路工程試驗檢測中心根據(jù)《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/T H21-2011），該橋總體技術狀況被評定為5類，屬嚴重危橋。原橋已拆除，并修建了便道。根據(jù)西安工程勘察研究院《S305上馬橋重建工程地質(zhì)災害危險性評估報告》中：本次地質(zhì)災害危險性綜合評估將評估區(qū)劃為地質(zhì)災害危險性大區(qū)及危險性小區(qū)，現(xiàn)狀條件下，評估地質(zhì)災害危險性小區(qū)，場地適宜建設；危險性大區(qū)，不適宜建設，線路工程應避開該區(qū)。原橋位為危險性大區(qū)，不適宜工程建設。結合現(xiàn)場實際情況，根據(jù)業(yè)主提出的 “安全、適用、經(jīng)濟、美觀、環(huán)保”的原則，分別采用三個方案進行比較。

　　4 方案設計與比選

　　4.1 方案設計 ①推薦方案為鋼波紋圓管涵方案。新修5～4m鋼波紋圓管涵，用灰土將原路基填起來，重新施工路面。②比較方案一為原位新建鋼筋混凝土圓管涵方案。新修5～4m鋼筋混凝土圓管涵，用灰土將原路基填起來，重新施工路面。③比較方案二為改線方案。根據(jù)《S305上馬橋重建工程地質(zhì)災害危險性評估報告》，在原橋下游350m處安全區(qū)域設置1～20m預應力簡支箱梁橋，兩邊采用引線與原路基連接。

　　4.2 方案比較三個方案對比情況見表1。

　　5 鋼波紋圓管涵特點及優(yōu)勢

　　經(jīng)過現(xiàn)場踏勘地質(zhì)地形，采用鋼波紋圓管涵優(yōu)點在于：①波形鋼板管涵同時具有剛性和柔性，結構受力合理。荷載分布均勻，具有一定的抗變形能力。國內(nèi)行業(yè)推薦性標準《公路涵洞設計細則》4.2.7條明確規(guī)定，鋼波紋管涵適用于地基承載力較低，或有較大沉降與變形的路基。②拼裝波紋管適應地基變形能力強，對地基承載能力、平整度要求較低，工程實際造價比同類跨徑的橋、涵洞相近或較低。③施工工期短是最明顯的優(yōu)勢，土建工程與管節(jié)安裝可分開實施，然后進行整體拼裝。④管壁薄，重量輕，便于運輸存放。標準化設計，工廠規(guī)�；a(chǎn)，生產(chǎn)周期短，效率高，有利于降低成本，提高質(zhì)量。⑤現(xiàn)場安裝方便，不需使用大型設備。⑥一年四季均可施工，施工不受季節(jié)影響，不受環(huán)境影響。能有效解決北方寒冷地區(qū)因反復凍脹對混凝土橋涵破壞問題。特別適用于長年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等特殊地區(qū)，可避免地基變形造成的不均勻沉降對涵洞的破壞。 ⑦減少水泥、沙子、石子等常規(guī)建材的使用，環(huán)保意義深遠。⑧后期養(yǎng)護工作量小，養(yǎng)護成本低。⑨有利于改善軟土地基結構物與路堤交界處的“錯臺”現(xiàn)象，不僅可以減少工后營運、養(yǎng)護成本，還能夠有效提高行車的舒適度與安全性。⑩拼裝波紋管具有卓越的路用性能，不僅對地基要求低，能有效縮短工期，還具有施工簡單、能快速安裝的特點，比普通涵管具有更多的優(yōu)勢，在公路新改建工程、路基養(yǎng)護工程中將發(fā)揮積極的作用。{11}在設計中不僅要考慮工程項目的基本特征，如地形地貌、重要性程度、公路等級、不良地質(zhì)等，也應該考慮施工條件和養(yǎng)護條件。下列地區(qū)宜優(yōu)先考慮鋼板波紋管涵洞：1）缺乏人力資源或高危險、高原缺氧地區(qū)等工程。2）不良巖土地基的涵洞，包括多年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等。3）為加快施工進度、達到快速通車目的的應急搶險、救災等工程。4）砂石資源缺乏地區(qū)，及水泥、鋼材等運距較遠的邊遠地區(qū)。

上一篇：鋼波紋管涵在黃土地區(qū)公路設計中的應用　　　　　　　下一篇：奇佳金屬波紋管涵在公路上的應用

鋼波紋管涵技術淺析

相關資訊

推薦產(chǎn)品

最新工程案例

最新資訊