1 鋼波紋管涵應(yīng)用工程實例
廣東省某山區(qū)高速公路2 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 ** 等原因?qū)е率┕みM(jìn)度滯后。為了加快施工進(jìn)度,將兩座高架橋改為填充路基,并設(shè)置涵洞,以滿足過人和過水的需要。由于涵**填料較高,有兩種替代涵洞方案:拱形涵洞和鋼波紋管涵洞。經(jīng)比較,兩個填充路段均設(shè)置鋼波紋管涵。
2 高填土?xí)r鋼波紋管涵與拱涵的比較
目前,鋼筋混凝土拱涵廣泛應(yīng)用于高填方路段涵洞的形式,具有鋼量少、結(jié)構(gòu)堅固、自重、**載潛力大、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。但也存在砌體量大、勞動力占用大、工期長、基礎(chǔ)承載能力要求高等不利因素。與鋼筋混凝土拱涵相比,鋼波紋管涵具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)對基礎(chǔ)的要求較低。由于鋼波紋管涵為柔性結(jié)構(gòu),其基礎(chǔ)一般為柔性基礎(chǔ),涵洞基礎(chǔ)沉降和兩側(cè)路基沉降均勻,因此在涵洞中不需要對鋼波紋管基礎(chǔ)進(jìn)行特殊處理,基本原則是如何處理路基,如何處理涵洞基礎(chǔ)。鋼筋混凝土拱涵對基礎(chǔ)承載力要求較高,涵**填筑高度大于12m拱涵通常需要達(dá)到基礎(chǔ)承載力500kPa以上。南方軟土分布廣泛,基礎(chǔ)承載力通常不符合設(shè)置拱涵的要求。需要采用強(qiáng)基礎(chǔ)處理方案來提高基礎(chǔ)承載力,處理后可能無法避免不均勻沉降,導(dǎo)致拱涵開裂。
(2)施工方便。鋼波紋管的生產(chǎn)、管體組裝和土木工程可以同時實施,大大縮短了施工周期。鋼波紋管的重量僅為水泥制品的10%~20%的現(xiàn)場吊裝和組裝通常只需要20%~3周內(nèi),參與者和機(jī)械較少。鋼筋混凝土拱涵施工通常需要幾個月的時間,這需要大量的人力和物力資源。同時,縮短工期也可以使項目的早期交付和使用,減少施工引起的民怨。
(3)較經(jīng)濟(jì)。通過計算和比較,本文所列鋼波紋管涵的平均每延米成本約為同一規(guī)格拱涵的3000元,而高填方的路段往往涵洞較長。因此,鋼波紋管涵的使用可以節(jié)省更多的成本??紤]到鋼波紋管涵的施工方便和基礎(chǔ)處理可能節(jié)省的成本,其經(jīng)濟(jì)性較為可觀。
(4)環(huán)保低碳,減少或根本放棄水泥、砂石等常規(guī)建筑材料的使用,有利于環(huán)保,具有深遠(yuǎn)的環(huán)保意義。截至2010年底,國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量已達(dá)6億t,占**產(chǎn)量的45%.5%。鋼鐵產(chǎn)量的增長為我國鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的機(jī)遇。
3 南方高填土鋼波紋管涵設(shè)計經(jīng)驗
(1)南方雨水豐富,地下水豐富,軟土分布廣泛。對鋼波紋管涵的整體穩(wěn)定性和防水性尤為重要?;A(chǔ)應(yīng)保持整個鋼波紋管涵的均勻承載力,避免弱基礎(chǔ)與巖基交叉的基礎(chǔ)。如果不可避免地是弱基礎(chǔ),則應(yīng)使用高質(zhì)量的砂和礫石進(jìn)行壓實,以盡量減少整個范圍的變位量?;A(chǔ)厚度從鋼波紋管涵底部計算為80cm較好用透水性好、粒度分布好的礫石或礫石形成。材料的較大粒徑不得**過波長的1/2。鋼波紋管涵蓋平臺背面應(yīng)回填礫石或礫石,兩側(cè)應(yīng)同時回填,壓實落差應(yīng)小于20cm。鋼波紋管涵因偏壓變形時,應(yīng)修正截面變形后再次壓實
(2)加強(qiáng)防腐防沖刷設(shè)計。南方地區(qū)地下水腐蝕程度不同,山區(qū)重丘地區(qū)地表水流湍急,季節(jié)性降雨沖刷嚴(yán)重。因此,應(yīng)重點(diǎn)考慮鋼波紋管涵的防腐防沖刷設(shè)計。在嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制涵洞內(nèi)外壁熱鍍鋅層的基礎(chǔ)上,可采取以下措施加強(qiáng)涵洞的防腐防沖刷能力:1)對于腐蝕和沖刷不嚴(yán)重的情況,可在鋼波紋管內(nèi)外壁增加2層熱涂瀝青層,每層厚度約1層.5mm,瀝青涂抹需在回填之前進(jìn)行。該措施也可增強(qiáng)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 C細(xì)石混凝土,較能增強(qiáng)涵洞被水流沖刷的能力,保證涵管壁的保護(hù)。C25細(xì)石混凝土體積配合比水泥∶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**峰值3cm,抹平。細(xì)石混凝土附著力強(qiáng),能滿足水流和砂石的沖刷要求。此外,還可以考慮在管體內(nèi)壁鋪設(shè)復(fù)合水泥砂漿鋼絲網(wǎng)保護(hù)層,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**填筑高度與鋼管厚度、波高等參數(shù)規(guī)格有明確的對應(yīng)關(guān)系。山區(qū)高速公路涵洞較長。如果涵**填筑高度位于兩個涵**規(guī)格的臨界處,則高或低標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的價格差異通常為數(shù)十萬元。在這種情況下,建議在低標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上采用局部增強(qiáng)肋,既能保證波紋管涵在施工過程和后期運(yùn)行中的安全要求,又能節(jié)約成本。具體做法如圖3所示高度**過(H-3)m范圍內(nèi)管體**部設(shè)置加強(qiáng)肋,圖**圍內(nèi)沿孔體每2個加強(qiáng)肋m(中心間隔)設(shè)置1個加強(qiáng)肋,圓角為225°鋼波紋管(型號與涵洞采用的鋼波紋管型號相同)圓弧。
(4)鋼 波紋管涵洞基礎(chǔ)施工應(yīng)在基礎(chǔ)上縱向施工
向預(yù)留0.3%~1%的預(yù)拱度。埋在一般土壤基礎(chǔ)上的鋼波紋管經(jīng)過一段時間后往往會下沉,下沉量通常是管道中部大于兩端。因此,鋪設(shè)在路堤下的鋼波紋管體應(yīng)設(shè)置中間向上的預(yù)拱度。預(yù)拱度的大小通常是管長的0.3%~1%,較大不**過2%,以確保管道中部沒有凹陷或滑坡。
詞條
詞條說明
指一種埋設(shè)于地表以下的管道,用鋼筋混凝土澆鑄而成,俗稱水泥管。小型涵管也有用金屬材料制作的。在全段圍堰堤壩下作引水管道,在一般情況下作輸水管道。我國大部分城市的供水和排水管道,多用水泥管作涵管。用途金屬波紋管涵是將2.5-7.0mm薄鋼板板面壓成波紋后,卷制成管節(jié),可以增加管節(jié)的剛度和管軸壓力的抵抗強(qiáng)度,用此種管節(jié)修建成的涵洞稱為波紋管涵。為防止波紋管涵銹蝕,波紋管節(jié)內(nèi)、外表面和緊固連接螺栓,進(jìn)行
1) 安裝前工作:檢查中杰涵管底部基礎(chǔ)的平整度、水平和標(biāo)高;檢查土建基準(zhǔn),確定涵洞位置、中心軸線和中點(diǎn)。(2) 連接安裝波紋涵管:根據(jù)涵洞實際情況排放涵管。如果涵洞兩側(cè)的進(jìn)出口是與路基坡度相同的斜口,則應(yīng)安裝中間管節(jié),并在基礎(chǔ)長度方向上留出進(jìn)出口的位置。中間管節(jié)全部安裝完畢,校正到位后,安裝兩側(cè)進(jìn)出口。安裝時,將**個管節(jié)從一側(cè)排出,使管道中心與基礎(chǔ)縱向中心線平行,并將*二根管放置到位。當(dāng)兩根管道
水泥管的生產(chǎn)工藝主要包括:一是鋼筋骨架生產(chǎn):在鋼筋骨架成型框架上,根據(jù)圖紙鋼筋要求,根據(jù)鋼筋骨架內(nèi)徑的實際尺寸,調(diào)整成型框架的外徑,并根據(jù)環(huán)鋼筋的螺距在支撐框架上進(jìn)行等距標(biāo)記。然后旋轉(zhuǎn)成型框架,將環(huán)鋼筋纏繞在成型框架上,注意環(huán)數(shù)和螺距的準(zhǔn)確性;鋼筋骨架兩端環(huán)鋼筋的搭接長度不得小于300mm,并焊接。然后,根據(jù)設(shè)計位置放置預(yù)先矯直、固定長度和切割的縱向鋼筋,端部焊接環(huán)鋼筋。水泥管種類也很豐富,一般可
橫向縮縫根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、板厚和經(jīng)驗確定,一般采用4~5m,較大不**過6m;縱向縮縫通回常等于車道寬答度,且一般不大于4.5m;橫向伸縫也就是所謂脹縫其設(shè)置原則為:盡量少設(shè)或不設(shè),但在鄰近橋梁或其它構(gòu)筑物處、與瀝青路面相接處、板厚改變段面處、隧道口、小半徑平曲線、豎曲線處均應(yīng)設(shè)置脹縫。與結(jié)構(gòu)物或瀝青面相接時,在水泥混凝土路面端部的二條或三條橫縫均應(yīng)置脹縫。夏季施工,板厚大于或等于20cm時可不設(shè)脹
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