解決鋼波紋管沿管徑軸線大縱坡不能鋪設(shè)這一難題
發(fā)表時(shí)間：2016-12-05 16:06
摘要：文章主要闡述了鋼波紋管的適應(yīng)性及特性，在此基礎(chǔ)上，主要針對(duì)鋼波紋管沿管徑軸線大縱坡鋪設(shè)時(shí)的難點(diǎn)問(wèn)題及注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析與 研究，并提出了具體的解決措施，旨在為類(lèi)似的工程提供參考借鑒。
關(guān)鍵詞：鋼波紋管；大縱坡鋪設(shè)；研究
一、鋼波紋管的適應(yīng)性
涵洞作為一種重要常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)施，通常為滿足排水、通道的要求。一般線路上的涵洞密度比較大，施工期也相對(duì)較長(zhǎng)。在一些特殊的地區(qū)：如 膨脹土、軟土、多年凍土、季節(jié)性凍土等地區(qū)一般情況下會(huì)使用鋼筋混凝土圓管涵、鋼筋混凝土蓋板涵及鋼筋混凝土箱涵等形式的構(gòu)造物。以上形式 的構(gòu)造物在使用的過(guò)程中均會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，較嚴(yán)重的病痛為地基或基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致涵洞破壞，這些地區(qū)的鋼筋混凝土構(gòu)造物的壽命有時(shí) 低于20年。鋼筋混凝土涵洞、通道自身還存在一些缺陷，它們是多管、多節(jié)的組合體，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)施工不便，組合體之間沒(méi)有強(qiáng)度聯(lián)結(jié)等。另外 涵洞與路基的構(gòu)造材料剛?cè)嵝韵嗖詈艽螅诿骱虻吞钔梁粗泻^跳車(chē)已成為普遍問(wèn)題影響了行車(chē)的舒適度與安全性。
采用鋼波紋管代替鋼筋混凝土圓管等構(gòu)造物是解決上述問(wèn)題可行的方法。鋼波紋管是一種柔性結(jié)構(gòu)物，不但具有級(jí)高的強(qiáng)度還具有級(jí)高的抗震能 力。因此在國(guó)內(nèi)鋼波紋管的應(yīng)用會(huì)有一個(gè)日新月異的發(fā)展。
二、鋼波紋管的特性
波紋鋼管是一種撓性、薄壁、有橫向波的管殼零件。它即有彈性特性，又有密封特性，在外力及矩力的作用下能產(chǎn)生軸向、角向、側(cè)向及其組合 位移。而做為涵洞、通道則主要考慮環(huán)向受壓作用，進(jìn)而我們根據(jù)涵頂上方填土厚度生產(chǎn)不同環(huán)向的波峰、波距、壁厚的鋼波紋管來(lái)抵御環(huán)向受壓的 作用力。而控制鋼波紋管沿管軸縱向拉伸我們還沒(méi)有什么有效的辦法，這一直是生產(chǎn)鋼波紋管企業(yè)和施工單位想迫切解決的問(wèn)題。
因鋼波紋管為柔性體，管基下必須鋪設(shè)10cm～15cm厚的粗砂，管徑周?chē)靥畈怀^(guò)直徑5cm砂礫厚以保護(hù)管壁不被破壞。鋼波紋管埋設(shè)過(guò)程中涵 軸縱坡過(guò)大時(shí)，管身在上部荷載壓力和管身下面粗砂滑動(dòng)下會(huì)使管身變形出現(xiàn)拉伸現(xiàn)象倒至垮塌。這是鋼波紋管的弱點(diǎn)，正因?yàn)檫@個(gè)弱點(diǎn)，在我國(guó)基 礎(chǔ)建設(shè)中為什么鋼波紋管鋪設(shè)的涵軸最大縱坡不超過(guò)10%的原因，就是這不可逾越的10%使得鋼波紋管在基礎(chǔ)建設(shè)中的應(yīng)用大打折扣，使得工程造價(jià)大 幅提高。
三、解決鋼波紋管涵軸縱坡在10%～25%時(shí)的拉伸變形
在鋼波紋管涵軸縱坡達(dá)到10%以上時(shí)，采取防滑坎方式來(lái)解決鋼波紋管出現(xiàn)拉伸現(xiàn)象。具體的方法是在鋪設(shè)鋼波紋管的地方先去表層腐質(zhì)土及松 軟土層后回填碎石土使密實(shí)度達(dá)到96%，在此基礎(chǔ)上鋼波紋管鋪設(shè)如下圖所示
為鋼波紋管涵軸縱坡在10%～25%時(shí)的橫截面圖
為鋼波紋管涵軸縱坡在10%～25%時(shí)的立面
1.鋼波紋管下部防滑坎有利于管涵的整體穩(wěn)定。
2.通過(guò)鋼波紋管自身的波峰與碎石混凝土的有機(jī)結(jié)合也已解決了鋼波紋管向下滑動(dòng)。
3.鋼波紋管下面墊層采取10cm～15cm厚的粗砂，30cm厚的砂礫來(lái)分解鋼波紋管部份變形的應(yīng)力。
4.鋼波紋管上部防滑坎對(duì)于上部路基起到了很好的穩(wěn)定作用。不會(huì)使防滑坎上方的回填材料向邊坡處滑動(dòng)。
鋼波紋管涵在大縱坡鋪設(shè)時(shí)用以上4點(diǎn)來(lái)施工就可解決拉伸變形的問(wèn)題。
四、解決鋼波紋管涵軸縱坡在25%～40%時(shí)的拉伸變形
此方法是在鋼波紋管設(shè)防滑坎的基礎(chǔ)上嵌入法蘭盤(pán)的加強(qiáng)方式，這種方式只適合鋼波紋管直徑在2.5m以下孔徑的整體式鋼波紋管。
在鋼波紋管涵軸縱坡25%～40%時(shí)鋼波紋管每4m～6m設(shè)一道法蘭盤(pán)連接相鄰管節(jié)鋼波紋管。法蘭盤(pán)從鋼波紋管外部波峰頂部至法蘭盤(pán)外徑距離采用 15cm～25cm。在防滑坎的澆灌中使此段距離嵌入防滑坎中，使鋼波紋管能夠均勻分散向下的拉伸力，以此更有效的阻止鋼波紋管向下的拉伸而引起的 變形。如下圖（圖三）（圖四）所示
五、鋼波紋管涵軸縱坡較大時(shí)其配套設(shè)施減壓孔、減流器、耳式出口急流槽的應(yīng)用。
1.減壓孔
在鋼波紋管涵軸縱坡較大且頂部填土厚度超過(guò)極限值時(shí)或鋼波紋管涵軸縱坡較大且需要轉(zhuǎn)角時(shí)，都需要設(shè)置減壓孔。上述情況鋪設(shè)的管道一般管 道都比較長(zhǎng)，在某些地區(qū)雨季水量大或水流比較集中時(shí)水流在管涵中的流速所帶來(lái)的氣壓會(huì)與管涵軸縱坡加大而加大，進(jìn)而對(duì)管臂產(chǎn)生震動(dòng)使鋼波紋 管外側(cè)與碎石混凝土之間松動(dòng)而倒置鋼波紋管使用壽命的縮短。特別是鋼波紋管設(shè)置有轉(zhuǎn)角時(shí)，此處必需設(shè)置減壓孔。
2.減流器
減流器顧名思義是減緩水流流速過(guò)大的意思。減流器的設(shè)置是根據(jù)管涵的縱軸坡度及管涵的長(zhǎng)度來(lái)決定的，當(dāng)水流過(guò)大且流速過(guò)激時(shí)減流器將自 動(dòng)調(diào)節(jié)流速以保證管涵下游段的管涵安全。
3.耳式出口急流槽
耳式出口急流槽是針對(duì)涵軸縱坡大且水流流速急而特別設(shè)計(jì)的一種管涵出口型式，因與管涵連接象掏耳朵的耳勺而得名。這種形式是整體式且配 有鋼筋，有利于出口的穩(wěn)定和抗水流沖刷，有效的保障了路基邊坡的安全。
以上三種形式的應(yīng)用有力的保障了鋼波紋管在大縱坡情況下的鋪設(shè)創(chuàng)造了條件，是鋼波紋管大縱坡鋪設(shè)的一個(gè)組成部份，是不可分割的。
六、結(jié)束語(yǔ)
鋼波紋管涵具有卓越的路用性能，因?qū)Φ鼗蟮汀⑹┕ず?jiǎn)易、能快速安裝、大大縮短工期是普通鋼筋混凝土涵無(wú)法相比的�，F(xiàn)今又克服在山區(qū) 陡峭地形的鋪設(shè)這一難題，更是在公路工程中發(fā)揮著積極的作用。隨著中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快發(fā)展和交通工程的需要，相信鋼波紋管涵不久就將大 量用于中國(guó)的公路工程中，具有廣闊的應(yīng)用前景。
最新工程案例
- 外貿(mào)出口波紋管涵
- 直徑18米鋼波紋涵管試拼成功
- 太行山高速公路邢臺(tái)段
- 唐山世園會(huì)體驗(yàn)區(qū)一期路網(wǎng)工程1
- 單塔子至大柵子連接線磨盤(pán)山支線
- 巴通萬(wàn)高速四標(biāo)工程
- 老谷高速直徑9米鋼波紋管順利完
- 登汝工地直徑7米加筋
