解決鋼波紋管沿管徑軸線(xiàn)大縱坡不能鋪設這一難題
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性及特性，在此基礎上，主要針對鋼波紋管沿管徑軸線(xiàn)大縱坡鋪設時(shí)的難點(diǎn)問(wèn)題及注意事項進(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；研究
一、鋼波紋管的適應性
涵洞作為一種重要常見(jiàn)的結構設施，通常為滿(mǎn)足排水、通道的要求。一般線(xiàn)路上的涵洞密度比較大，施工期也相對較長(cháng)。在一些特殊的地區：如 膨脹土、軟土、多年凍土、季節性?xún)鐾恋鹊貐^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造物。以上形式 的構造物在使用的過(guò)程中均會(huì )出現不同程度的損壞，較嚴重的病痛為地基或基礎不均勻沉降導致涵洞破壞，這些地區的鋼筋混凝土構造物的壽命有時(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、多節的組合體，現場(chǎng)預制和現場(chǎng)施工不便，組合體之間沒(méi)有強度聯(lián)結等。另外 涵洞與路基的構造材料剛柔性相差很大，在明涵或低填土涵洞中涵頭跳車(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構物，不但具有級高的強度還具有級高的抗震能 力。因此在國內鋼波紋管的應用會(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10cm～15cm厚的粗砂，管徑周?chē)靥畈怀^(guò)直徑5cm砂礫厚以保護管壁不被破壞。鋼波紋管埋設過(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 )使管身變形出現拉伸現象倒至垮塌。這是鋼波紋管的弱點(diǎn)，正因為這個(gè)弱點(diǎn)，在我國基 礎建設中為什么鋼波紋管鋪設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建設中的應用大打折扣，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到10%以上時(shí)，采取防滑坎方式來(lái)解決鋼波紋管出現拉伸現象。具體的方法是在鋪設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)度達到96%，在此基礎上鋼波紋管鋪設如下圖所示
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定。
2.通過(guò)鋼波紋管自身的波峰與碎石混凝土的有機結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力。
4.鋼波紋管上部防滑坎對于上部路基起到了很好的穩定作用。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防滑坎的基礎上嵌入法蘭盤(pán)的加強方式，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設一道法蘭盤(pán)連接相鄰管節鋼波紋管。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)其配套設施減壓孔、減流器、耳式出口急流槽的應用。
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角時(shí)，都需要設置減壓孔。上述情況鋪設的管道一般管 道都比較長(cháng)，在某些地區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)而對管臂產(chǎn)生震動(dòng)使鋼波紋 管外側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。特別是鋼波紋管設置有轉角時(shí)，此處必需設置減壓孔。
2.減流器
減流器顧名思義是減緩水流流速過(guò)大的意思。減流器的設置是根據管涵的縱軸坡度及管涵的長(cháng)度來(lái)決定的，當水流過(guò)大且流速過(guò)激時(shí)減流器將自 動(dòng)調節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涵軸縱坡大且水流流速急而特別設計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。
以上三種形式的應用有力的保障了鋼波紋管在大縱坡情況下的鋪設創(chuàng )造了條件，是鋼波紋管大縱坡鋪設的一個(gè)組成部份，是不可分割的。
六、結束語(yǔ)
鋼波紋管涵具有卓越的路用性能，因對地基要求低、施工簡(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今又克服在山區 陡峭地形的鋪設這一難題，更是在公路工程中發(fā)揮著(zhù)積極的作用。隨著(zhù)中國基礎設施建設的加快發(fā)展和交通工程的需要，相信鋼波紋管涵不久就將大 量用于中國的公路工程中，具有廣闊的應用前景。
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