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钢波纹管涵技术浅析
作者:衡水力能新材料工程有限公司 来源:www.trytandame.com 发表时间: 浏览: 次  百度一下

    通常公路工程中的涵洞都是由钢筋混凝土结构通过预制拼接而成,但是由于钢波纹管涵具有性能稳定、安装方便、有利环保、造价低等优点,目 前我国很多工程里都会用钢波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工,虽然在公路施工中采用钢波纹管涵还只有一项新技术,但是具有十分宽广的发展 前景。

  1 钢波纹管涵简介

  金属波纹管涵作为一种涵洞形式,是由波纹状管或由波纹状板通过连接、拼装而成的。能够替代盖板涵、圆管涵、拱涵和小桥发挥作用,是一种 新型的优质公路建材。造成公路涵洞破坏的原因有很多种,不均匀沉降是一个重要原因。金属波纹涵管有椭圆形、圆形、半圆形等,进出口也可按照 边坡比例做成斜口,加工波纹管管径范围准0.5~8m,管壁厚度为3~8mm,能够满足填土0.5m~40m厚的需要。由于钢波纹管涵具有很多的优势,比 如施工工期短、工程造价低、安装方便、抗变形能力强、重量轻、耐久性好、通车后养护成本低等,所以采用高强度的钢波纹管涵洞,不仅可以有效 解决由于地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题,还能够使金属波纹管涵洞具有优良的受力特征,轴向和径向同时分散、补偿因荷载引起的应力应 变,把集中在荷载上的应力最大限度的分散开,使钢结构的作用充分的发挥出来,特别是在湿陷性黄土高寒冻土、软土、膨胀土等地带,具有良好的 经济效益。

  本文结合陕西省铜川市上马桥重建工程实例,详细分析比较钢波纹管涵技术优缺点,以便对类似工程提供借鉴。

  2 桥梁概况

  305省道上马原桥位于铜川市印台区广阳镇上马村,原中心桩号为K32+431.98,桥长32m。上部结构为1~16m片石混凝土拱桥,下部结构为U型桥 台,C20片石混凝土基础,为跨河桥梁,2001年建成通车,已安全运营14年。

  3 桥梁检测病害

  2012年10月,该桥由于地基沉陷,产生拱脚开裂、拱圈横缝、拱上结构开裂、台身竖向裂缝、翼墙纵向水平开裂、拱脚渗水、桥面局部拱起、塌 陷、沉降等病害。西安公路研究院公路工程试验检测中心根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011),该桥总体技术状况被评定为5类 ,属严重危桥。原桥已拆除,并修建了便道。根据西安工程勘察研究院《S305上马桥重建工程地质灾害危险性评估报告》中:本次地质灾害危险性综 合评估将评估区划为地质灾害危险性大区及危险性小区,现状条件下,评估地质灾害危险性小区,场地适宜建设;危险性大区,不适宜建设,线路工 程应避开该区。原桥位为危险性大区,不适宜工程建设。结合现场实际情况,根据业主提出的 “安全、适用、经济、美观、环保”的原则,分别采 用三个方案进行比较。

  4 方案设计与比选

  4.1 方案设计 ①推荐方案为钢波纹圆管涵方案。新修5~4m钢波纹圆管涵,用灰土将原路基填起来,重新施工路面。②比较方案一为原位新建钢 筋混凝土圆管涵方案。新修5~4m钢筋混凝土圆管涵,用灰土将原路基填起来,重新施工路面。③比较方案二为改线方案。根据《S305上马桥重建工 程地质灾害危险性评估报告》,在原桥下游350m处安全区域设置1~20m预应力简支箱梁桥,两边采用引线与原路基连接。

  5 钢波纹圆管涵特点及优势

  经过现场踏勘地质地形,采用钢波纹圆管涵优点在于:①波形钢板管涵同时具有刚性和柔性,结构受力合理。荷载分布均匀,具有一定的抗变形 能力。国内行业推荐性标准《公路涵洞设计细则》4.2.7条明确规定,钢波纹管涵适用于地基承载力较低,或有较大沉降与变形的路基。②拼装波纹 管适应地基变形能力强,对地基承载能力、平整度要求较低,工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞相近或较低。③施工工期短是最明显的优势,土建 工程与管节安装可分开实施,然后进行整体拼装。④管壁薄,重量轻,便于运输存放。标准化设计,工厂规模化生产,生产周期短,效率高,有利于 降低成本,提高质量。⑤现场安装方便,不需使用大型设备。⑥一年四季均可施工,施工不受季节影响,不受环境影响。能有效解决北方寒冷地区因 反复冻胀对混凝土桥涵破坏问题。特别适用于长年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等特殊地区,可避免地基变形造成的不均匀沉降对涵洞的破坏。 ⑦减少水泥、沙子、石子等常规建材的使用,环保意义深远。⑧后期养护工作量小,养护成本低。⑨有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错 台”现象,不仅可以减少工后营运、养护成本,还能够有效提高行车的舒适度与安全性。⑩拼装波纹管具有卓越的路用性能,不仅对地基要求低,能 有效缩短工期,还具有施工简单、能快速安装的特点,比普通涵管具有更多的优势,在公路新改建工程、路基养护工程中将发挥积极的作用。{11}在 设计中不仅要考虑工程项目的基本特征,如地形地貌、重要性程度、公路等级、不良地质等,也应该考虑施工条件和养护条件。下列地区宜优先考虑 钢板波纹管涵洞:1)缺乏人力资源或高危险、高原缺氧地区等工程。2)不良岩土地基的涵洞,包括多年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等。3) 为加快施工进度、达到快速通车目的的应急抢险、救灾等工程。4)砂石资源缺乏地区,及水泥、钢材等运距较远的边远地区。


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