黄土地区高速公路钢波纹管涵应用技术研究

规格 290 ≥290 ≥190 ≥25 380 ≥380 ≥275 ≥21 400 ≥400 ≥245 ≥21 ≥17 490 ≥490 ≥285 ≥19 ≥15
3 ） 各部尺寸允许偏差见表 3 。
表3
项目 轴线偏位 流水面高程 涵管长度 相邻管节面错口（ 应下游低于上游） 厚度 波距 波深
管涵允许偏差
摘
1
应用现状
2． 2． 1
标准规范
在公路施工中， 应用钢波纹管涵代替钢筋混凝土涵洞进行施 工的历史已经有 100 多年了。1896 年， 美国率先进行波纹管涵通 道、 涵管的可行性研究。 其后， 在美国、 加拿大、 澳大利亚等国的 公路建设中， 均采用了钢波纹管涵进行涵洞的施工 。1990 年， 日 本高速公路设计， 规范制定了波纹管涵设计技术规范 。 随着波纹 管涵在世界各地的安装使用， 证明了此种结构在各种使用情况下 的通用性。在我国改革开放后， 深圳及大同煤矿开始从国外进口 成品波纹管涵进行涵洞施工 。 之后， 上海市公路管理处、 上海市 上海同济大学对金属波纹管涵进行了动 、 静 政工程设计研究院、 结果表明能满足设计使用要求， 填补了国内的空白， 且迅 载试验， 速得到推广应用。 目前钢波纹管涵洞在我国西部严寒地区已逐步得到推广应 用， 相信随着对结构耐久性认识的逐步提高， 以及有关钢波纹管 涵的设计、 施工规范的逐步完善， 钢波纹管涵在公路或其他工程 。 中将具有更广阔的应用前景 波纹钢管是一种挠性、 薄壁、 有横向波纹的管壳零件 。 它既 有弹性特性又有密封特性， 在外力及力矩作用下能产生轴向 、 角 向、 侧向及组合位移， 密封性能好。 钢波纹管涵洞不仅具有优良的适应地基与基础变形的能力 （ 用于解决因地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题） ， 而且具 运输方便、 施工简单且施工工期短 、 造价低、 耐久性好、 有自重轻、 对地基扰动小、 对基础要求较低等优点， 还具较强的抗拉、 抗剪和 抗疲劳能力， 故其具有较为广泛的应用前景 。尤其应用在高寒冻 V 字形 U 字形深沟、 土地区、 高填土路基、 软土路基地带， 具有明 显的经济效益。
4 ） 基础砂砾垫层施工。 基础铺设 0． 5 m 厚砂砾垫层， 砂砾垫层分两层填筑、 分层压 实， 夯实紧密后方可安装。 5 ） 成品检测、 验收计算。 钢波纹管需要由钢波纹管供货方提供结构安全， 计算书和质 2008 6． 1． 1 和 6． 1． 2 的 量保证书， 波形钢管原材料符合 JT / T 7102008 6． 1． 3 的规定。 要求， 波形钢板的物理性能应符合 JT / T 7106 ） 管身安装。 钢波纹管涵洞由波纹管生产厂家配备专业人员进行施工安装。 a． 安装前准备。备齐安装工具及所需配件： 梅花扳手（ 16 — 18 和 22 —24 ） 、 活口扳手、 小撬棍（ 16 mm 长度 50 cm 左右的圆 钢） 、 撬杠（ 50 mm 长度 1． 8 m 左右的钢管） 、 手锤、 凿子、 螺丝刀 （ 一字形） 、 千斤顶、 高强螺栓及橡胶石棉垫 、 绑丝 0． 5 kg。 b． 金属波纹管安装前， 检查底部基础轴线偏位 、 中心点位、 平 整度、 标高、 预拱度等技术指标， 合格后进行管身安装。 c． 连接安装波纹管： 涵管安装时从一侧排放第一根管节， 使 其管子中心和基础纵向中心线平行， 支垫牢固后放置第二根管 相邻两管节法兰间相距 3 cm ～ 5 cm 的缝隙时， 用小撬棍对准 节， 法兰上的螺栓孔， 使其两根管法兰上的螺栓孔对正， 这时从第二 使其纵向平移， 使两法兰间距在 节管的另一端用撬杠撬动管节， 2 cm 左右， 然后全部穿上高强螺栓， 拧上螺帽， 镶嵌石棉垫， 高强 螺栓紧固至法兰间缝隙不大于 5 mm。依此方式逐节安装。 d． 镶石棉垫： 由于现场地势等原因， 有时相邻两法兰之间间 这时用手锤、 凿子把两法兰之间凿开大约 1 cm 的缝隙， 用 距较小， 螺丝刀把石棉垫镶在两法兰之间， 有时管子顶部两法兰间距较大， 石棉垫镶嵌困难， 用绑丝把石棉垫绑在螺栓上固定， 然后工人开始 直至两法兰之间只有 2 mm ～ 5 mm 的缝隙即可。 对称锁紧螺丝， e． 管壁内外涂沥青： 乳化沥青或热沥青两道， 一般沥青涂层 1 mm ， 的厚度要达到 从外观看管壁内外均匀的涂成了黑管 。 f． 管涵施工应符合表 7 要求。
1 ） 波形钢板原材料采用低碳钢， 应符合 GB / T 699 和 GB / T 700 的要求。波形钢板原材料的化学成分应符合表 1 的规定， 并 应进行热浸镀锌。
表1
磷（ P） 含量 / % ≤0． 045
波形钢板原材料的化学成分要求
硫（ S） 含量 / % ≤0． 050 镀锌层厚度 / μm ≥63
允许偏差 / mm 50 ± 20 + 100 ， － 50 3 （ 管径≤1． 0 m） 5 （ 管径 ＞ 1． 0 m） +1 ±3 ±3
4 ） 波形钢板的外观质量。 波形钢板的外观质量除应满足 GB /76725 外， 还应符合表 4 JT / T 7102010 。 的规定
切口 颜色 外观 水云、 云雾和机械划痕 端面错位
要： 通过高速公路建设过程中钢波纹管涵与混凝土盖板涵在工期 、 造价、 施工、 行车舒适性、 环境等方面的对比分析， 提出随着 我国基础设施建设的快速发展和交通工程的需要， 钢波纹管涵应在高速公路的建设中得到广泛的推广应用 。 关键词： 钢波纹管涵， 交通工程， 高速公路 中图分类号： U449． 8 文献标识码： A
波形钢板的外观质量
要求 平直， 无明显锯齿现象 表面色泽均匀、 无明显缺损 表面平整光滑、 无损伤、 无破裂、 无孔洞 不明显 ≤5 mm
2． 2． 2
设计指标
钢波纹管设计主要技术参数见表 5 。 钢波纹管设计参数示意图见图 1 。 A 热板， 所采用的材质为 Q235表面采用热浸镀锌防腐处理， 84 m 。 镀锌量平均厚度不小于 μ 连接方式采用法兰连接 、 高强螺
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第 39 卷 第 5 期 2013 年2 月
SHANXI
山
西
ARCHITECTURE
建
筑
Vol． 39 No． 5 Feb． 2013
· 道路 · 铁路 ·
文章编号： 1009-6825 （ 2013 ） 05-0118-03
黄土地区高速公路钢波纹管涵应用技术研究
李腾云
（ 中铁三局集团有限公司， 山西 太原 030001 ）
2． 2
技术标准
1123 收稿日期： 2012作者简介： 李腾云（ 1968- ） ， 男， 高级工程师
第 39 卷 第 5 期 2013 年2 月
李腾云： 黄土地区高速公路钢波纹管涵应用技术研究
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栓紧固、 石棉垫密封。
表5
序号 1 2 直径 / m 2． 5 4
主要技术参数表
波形 v V 波高 / mm 55 55 波距 / mm 200 200
注： 镀锌层的厚度按钢板单面镀锌层厚度标准， 附着其他防腐材料的， 应不低于本 标准镀锌层厚度所具有的防腐能力
2 ） 波形钢板的物理性能符合表 2 规定。
表2
项目 纵向抗拉强度 / MPa 纵向屈服强度 / MPa 标称抗拉强度时 纵向延伸率 / % t≤5 mm 5 mm ＜ t≤12 mm
波形钢板的物理性能
2 工程实例— — —霍永高速公路西段钢波纹管涵应用情况 2 ． 1 工程特点
霍永高速公路西段地处山西省西部的黄土高原， 路线范围内 黄土地貌主要以黄土塬 、 梁、 沟谷的形式发育。 地面起伏较大， 地 V 形沟众多， 形破碎， 沿线部分高填深挖路段涵洞因地形限制及 相邻控制性工程施工干扰， 难以形成施工作业面， 影响总体工期 进度。同时由于该地区湿陷性黄土分布较广， 容易发生黄土路基 工后不均匀沉降， 破坏钢筋混凝土涵洞主体结构， 形成变形、 渗漏 等钢筋混凝土涵洞常见病害 。 为此， 经五方现场实地勘测， 共同 决定霍永高速公路西段 K96 + 919 等 6 座涵洞采用钢波纹管涵形 式施工。