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時間：2019-03-15作者：哈爾濱奧之達建筑材料有限公司瀏覽：29

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鋼波紋管涵
鋼波紋涵管也叫波紋管涵，是指鋪埋在公路、鐵路路下的涵洞用的螺紋波紋管，它是由波形鋼板卷制成或用波形鋼片組拼成的圓形鋼結(jié)構(gòu)管。金屬波紋管涵的波紋結(jié)構(gòu)可使涵洞路面受力合理，荷載分布均勻，并具有一定的抗變形能力，能解決北方寒冷地區(qū)（霜凍）對橋梁和管涵砼結(jié)構(gòu)的破壞問題；使路表面沒有伸縮縫，提高行車舒適性；有利于改善軟土地基結(jié)構(gòu)與路堤交界處的“錯臺”現(xiàn)象，提高行車*性。波紋管涵的工后營運、養(yǎng)護成本低，工程實際造價也**同類跨徑的橋梁、涵洞。鋼波紋涵管進出口也可按照邊坡比例做成斜口，加工波紋管管徑范圍0．5～8 m，管壁厚度為3 mm～7 mm，能夠滿足填土0．5 ～40 m厚的需要。


鋼波紋管涵在高速公路中的應(yīng)用



鋼波紋管是由碳鋼板經(jīng)冷成型加工而成的管壁帶有波形截面的并且管體表面經(jīng)耐腐蝕處理的金屬管道狀結(jié)構(gòu)物，用來代替公路、鐵路工程中的砼涵洞及小橋等。具有一定柔性的高強度鋼波紋管，不僅提高了適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力，有效解決因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致涵洞破壞的問題，而且波紋涵管涵洞由于軸向波紋的存在使其具有優(yōu)良的受力特性，軸向和徑向同時承擔(dān)因載荷引起的應(yīng)力應(yīng)變，可以較大程度上分散載荷的效應(yīng)，較好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

鋼波紋管橋涵較早于 1784 年誕生于英國，1896年美國率先將波紋鋼管應(yīng)用于公路涵洞。美國、加拿大等國家從20世紀(jì)八九十年代開始制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，并廣泛使用鋼波紋管橋涵。中國于20世紀(jì)90年代才逐步開展鋼波紋管的研究、生產(chǎn)及應(yīng)用，并且應(yīng)用于青藏公路的搶修工程。鋼波紋管目前在中國東北、華北、西北及華東地區(qū)公路工程中已開始大規(guī)模應(yīng)用。 年，交通運2008輸部發(fā)布并實施 / 《公路橋涵波形鋼JTT710－2008板》， 年又發(fā)布 / 《公路涵洞通道2010 JTT791－2010用波紋鋼管（板）》，為鋼波紋管的推廣應(yīng)用提供了依據(jù)和有利的條件。

    


1 鋼波紋管涵應(yīng)用工程實例

廣東省某山區(qū)高速公路有2個 U 形溝谷路段，原施工圖設(shè)計采用高架橋跨越，但在實施階段由于征地拆遷等原因，導(dǎo)致施工進度滯后許多。為加快施工進度，將兩處高架橋改為填方路基，同時設(shè)置涵洞滿足過人及過水的需求。由于涵**填土較高，備選涵洞方案有拱涵及鋼波紋管涵2種，經(jīng)過比較，采用在兩處填方路段均設(shè)置鋼波紋管涵的方案。

    


2 高填土?xí)r鋼波紋管涵與拱涵的比較

目前，高填方路段涵洞的形式較多采用鋼筋砼拱涵，其擁有鋼材用量較少、結(jié)構(gòu)堅固、自重及**載潛力大及使用壽命較長等優(yōu)點，但同時也存在圬工量大、占用勞力較多、工期長和對地基承載能力要求高等不利因素。對比鋼筋砼拱涵，鋼波紋管涵具有以下優(yōu)勢：

（1）對地基要求低。由于鋼波紋管涵為柔性結(jié)構(gòu)物，其基礎(chǔ)一般也為柔性基礎(chǔ)，涵洞基底的沉降和兩側(cè)路基的沉降是均勻的，所以在涵洞構(gòu)筑時不必單獨對鋼波紋管的基底進行特別處理，基本原則是路基怎樣處理，涵洞基底也怎樣處理。而鋼筋砼拱涵對地基承載力的要求較高，涵**填土高度大于12m的拱涵通常要求地基承載力達到500kPa以上。南方地區(qū)軟土分布廣泛，地基承載力通常達不到設(shè)置拱涵的要求，需采用強力的地基處理方案提高地基承載力，而且處理后仍然可能無法避免不均勻沉降，導(dǎo)致拱涵開裂等。

（2）施工便捷。鋼波紋管生產(chǎn)、管體拼裝與土建可分開同時實施，大大縮短施工期。鋼波紋管重量只有水泥制品的10%～20%，現(xiàn)場吊、拼裝通常只需要2～3周，參與的人員和機械較少。而鋼筋砼拱涵施工通常需要數(shù)月時間，需耗費大量人力、物力。同時，減短工期也可使工程早期交付使用及減少因施工而引發(fā)的民怨。

（3）經(jīng)濟性較好。通過測算比較，該文例舉的鋼波紋管涵平均每延米的造價比同等規(guī)格的拱涵低3000元左右，而高填方的路段往往涵洞較長。因此，采用鋼波紋管涵能夠節(jié)約較多造價。若考慮到鋼波紋管涵的施工便利以及地基處理等方面可能節(jié)約的成本，則其經(jīng)濟性較為可觀。

（4）環(huán)保低碳，減少或根本舍棄了常規(guī)建材如水泥、砂石等的使用，有利于環(huán)境保護，環(huán)保意義深遠。截止2010年底，國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量達到6億t，占**產(chǎn)量的45．5%。鋼產(chǎn)量的增長為發(fā)展中國鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造了良好的時機。

    


3 南方高填土鋼波紋管涵設(shè)計經(jīng)驗

（1）南方地區(qū)雨水充沛，地下水豐富，軟土分布廣泛，做好涵洞基礎(chǔ)及臺背回填對于鋼波紋管涵整體穩(wěn)定及防水尤為重要。地基要對整個鋼波紋管涵保持均勻的承載力，要避免軟弱基和巖基交叉的地基，如果不可避免軟弱地基，要用優(yōu)質(zhì)砂石及礫石壓實成型，盡量減少整個區(qū)間的變位量?；A(chǔ)厚度從鋼波紋管涵的底部算起以80cm左右為宜，用透水性好、粒度分布良好的砂礫或碎石成型。材料的較大粒徑不得**過波長的1/2。鋼波紋管涵臺背宜采用砂礫或碎石進行回填，兩側(cè)回填應(yīng)同時進行，壓實落差應(yīng)小于20cm。因偏壓造成鋼波紋管涵變形時，應(yīng)修正截面變形后重新壓實

（2）加強防腐防沖刷設(shè)計。南方地區(qū)地下水多帶有不同程度的腐蝕性，同時山嶺重丘地區(qū)地表水流湍急，季節(jié)性降雨沖刷嚴(yán)重。因此，鋼波紋管涵的防腐及防沖刷設(shè)計應(yīng)重點考慮。在涵洞內(nèi)外壁熱鍍鋅層嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)上，可采用如下措施加強涵洞的防腐及防沖刷能力：1）對腐蝕及沖刷不嚴(yán)重的場合，可在鋼波紋管內(nèi)外壁增加熱涂瀝青層2道，每道厚約1．5mm，瀝青涂抹需在回填之前進行。該措施也可增強涵洞的防水功能。2）對腐蝕及沖刷較為嚴(yán)重的場合，除在外壁增加2道熱涂瀝青層外，可考慮在管內(nèi)壁包裹一層 C25細石砼，較能加強涵洞受水流沖刷的能力，確保對涵管管壁的保護。C25細石砼體積配合比為水泥∶砂子∶ 石子=1∶1．16∶2．93，加水混合均勻后澆筑在管內(nèi)壁一定高度的圓弧內(nèi)，澆筑厚度為高出波峰3cm，抹平即可。細石砼粘附力很強，能滿足水流及砂石的沖刷要求。此外，也可考慮管身內(nèi)壁鋪設(shè)復(fù)合水泥砂漿鋼絲網(wǎng)保護層的做法，要求較小厚度不小于5cm。但此法施工較為困難，不推薦采用。

（3）鋼波紋管涵采用工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，通常涵**填土高度與鋼管厚度、波高等參數(shù)規(guī)格有明確的對應(yīng)關(guān)系。而山區(qū)高速公路涵洞較長，如果某一座涵洞涵**填土高度位于兩種涵洞規(guī)格臨界處，則采用高或低標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)通常會有幾十萬元的價格差別。在這種情況下，建議在低標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上采用局部增設(shè)加強肋的做法以達到既能保證波紋管涵在施工過程及后期運營的*要求，又節(jié)約造價的目的。具體做法如圖3所示，在管**填高**過（H－3）m范圍內(nèi)的管身**部設(shè)置加強肋，加強肋在圖**圍內(nèi)沿洞身每2m（中心間隔）設(shè)置1道，加強肋是圓心角為225°的鋼波紋管（型號與涵洞洞身所采用的鋼波紋管型號相同）圓弧片。

（4）鋼 波紋管涵洞基礎(chǔ)施工時應(yīng)在基礎(chǔ)上縱

向預(yù)留0．3%～1%的預(yù)拱度。埋設(shè)于一般土質(zhì)地基上的鋼波紋管，經(jīng)過一段時間后常會產(chǎn)生一定的下沉，而且下沉量通常是管道中部大于兩端。因此，敷設(shè)于路堤下的鋼波紋管管身要設(shè)置中部向上的預(yù)拱度。預(yù)拱度大小根據(jù)地基可能出現(xiàn)的下沉量、涵底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，通常為管長的0．3%～1%，較大不**過2%，以確保管道中部不出現(xiàn)凹陷或滑坡。

    


4 結(jié)語

該文所舉工程實例為廣東省**在高速公路中采用鋼波紋管涵，期間進行的技術(shù)經(jīng)濟比較、設(shè)計階段的優(yōu)化、施工過程的控制及建成使用情況均對鋼波紋管涵在南方地區(qū)的推廣使用及相關(guān)設(shè)計、施工規(guī)范的完善具有較為重要的意義。通過分析，在用于高填方路基時，鋼波紋管涵相對于鋼筋砼拱涵具有一定的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。因此，隨著經(jīng)驗的積累及認(rèn)識的提高，鋼波紋管涵在高填方高速公路建設(shè)中必將具有較廣闊的應(yīng)用前景。


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