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【工程技术】钢波纹管在桥梁涵洞工程中的应用研究!

2018-06-25 14:55:55 

钢波纹管结构以钢波纹管和土为主要建筑材料,施工时通过机械作用将土与结构密切结合为一体,将上部荷载分散到两侧的土体上,从而可大大提高结构的自身承载力。目前公路工程中,钢波纹管主要用作涵管。相对于普通钢筋混凝土涵洞,其易于施工,特别是在多雨季节也便于施工等特点使其得到普遍应用,且实践证明其应用效果良好,几乎没有出现结构变形、不均匀沉降等普通钢筋混凝土涵洞存在的问题。

钢波纹管涵施工工艺

钢波纹管涵洞施工与普通混凝土涵洞基本相同,主要不同之处在于管身安装及涵背回填部分,下面主要针对这2部分进行分析。

1、前期施工

钢波纹管涵洞施工前,应用仪器准确定位管涵中心及纵横轴线,基坑边坡坡度按1:1放坡。基坑宽度一般以管涵宽度的3—4倍为宜,开挖时应避免垮塌伤人。根据设计文件放出管涵轴线,打好中边桩,并在涵管中轴线和基础范围边缘撒上白色灰线,测出原地面高程。

2、地基处理

对于软土地基,要求进行一定厚度的砂砾换填,一般性土质地基可设一定厚度的基础或对原地基土进行充分夯实,经检测合格后方可使用。优质土地基是指未经筛分的砂、碎石、砂砾土以及砂质土,是比较理想的地基材料,但需清除10 em以上的石块等硬物。对于岩石地基,因为钢波纹管为柔性结构,不能置于过于坚硬的岩石地基上,以防止其产生凹凸变形,降低其整体使用性能。因此,对于岩石地基,应挖掉一部分软岩,换填1层优质土,并进行夯实处理。岩石风化层地基不能作为基础,需换填不少于3倍直径宽度的填土。已有资料表明,钢波纹管埋置于高填方路基时,经过一段时间后,一般会产生中部下沉量大于两端的沉降。因此,基础垫层须设置预拱度,其大小根据涵底纵坡、填土高度、荷载等因素综合考虑,一般预留0.2% 一1.0%的预拱度即可,以确保钢波纹管中部不出现凹陷。


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3、管身安装及密封

管身安装前,要求准确放出管涵的轴线和进出水口的位置。管底安装时应将其紧贴于垫层上,以使管涵受力均匀。基础顶面坡度与设计坡度应一致。拼装时先安装底片,按从下到上的顺序进行,然后沿管轴向向两端拼接。板与板之间应紧密连接,周定螺栓应牢固拧紧。须由2人分别于管内外拧同一颗螺栓,以防其打滑,影响使用。沿管轴向每安装4~5片板时,应进行1次管节圆度、位置校正。如出现偏位,则需用千斤顶在偏位方向朝上顶管节以进行纠偏,但不宜用力过大,以防止损坏钢波纹管。施工直径大于3 m的钢波纹管时,应在管内外搭设施工脚手架。管节全部拼装完成后,应检查管节螺栓是否有漏安装或松动,对不符合要求的螺栓要补紧或更换。检查管身内侧所有钢板拼缝是否符合要求,若符合要求则用密封胶进行密封,以防止泄漏。

4、防腐处理

按照规范要求,钢波纹管出厂时已进行了镀锌防腐处理,镀锌平均厚度不小于84 m。为了增加钢波纹管的耐久性,应对其内外均匀涂刷乳化沥青,内外至少各涂刷2遍。

5、钢波纹管两侧回填

为保证钢涵管涵洞的回填质量,其两侧近处用机械夯实,管底下方粗砂用“水密法”震荡器振实。钢波纹管两侧填土应对称施工,分层回填,每层厚度为20 cm,压实度达到规范要求后方可进行下层填筑。管涵两侧50 cm外用振动压路机碾压,50om内则用小型夯实机械夯实,以免压路机对管涵造成破坏或管涵滚动。钢波纹涵管涵洞上方回填土厚度小于60 cm时,可采用小型夯实机械夯实,接近60 em时可用小型压路机静压,此过程中禁止施工机械通行;填土厚度超过60 em后,采用压路机振压。

6、八字墙、洞口铺砌

洞口施工时,应选择几何尺寸较好的石块交错铺砌在同一层,使之形成错锁结构。须错缝砌筑,不得出现竖缝、通缝,外露面应保持平整。八字墙砌筑前,将基底平整夯实,并测试其承载力是否达到设计要求,且经检查合格后方可进行砌筑。模板安装及混凝土浇筑应符合规范要求。

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钢波纹管在公路工程中应用的优点

1、优点

钢波纹管小桥涵与钢筋混凝土及圬工涵洞相比具有如下优势。

1)具有管节薄、质量轻、便于叠置捆扎、存放运输方便、施工组装工艺简单、生产周期和施工期短等特点。

2)耐久性好,使用寿命长。实际应用表明,镀锌波形钢板结构的使用寿命可达到75年以上,完全可以满足公路涵洞设计年限要求。

3)施工方便,施工人员不必经过特殊培训即可操作,且只需3~4人即可,节省了人工费用。

4)钢波纹管是直接用钢板压制而成,基本不需要碎石和土等天然资源,对环境的破坏程度较小,利于环保。

5)有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错台现象”,提高行车的舒适性和安全性,便于维修,路面通车后养护成本可大大减少。


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