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涵洞是公路工程中的重要组成部分之一。目前的小桥涵绝大部分为钢筋混凝土结构,这类结构物在使用中多数出现不同程度的病害,适应地质能力较差,特别是在软土、冻土地区,其病害尤为严重。钢制波纹涵管结构具有良好的适应变形能力和优良的力学性能、安装方便、耐久性好等优点,受到中外专家的青睐。采用柔性、高强度的钢制波纹管涵洞,不仅具有适应地基与基础变形的能力,可以解决因地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题,而且钢制波纹管涵洞由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力特征,轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变,可以更大程度上分散荷载的应力集中,更好地发挥钢结构的优势。尤其在多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等不良工程岩土地区及深浅填土路段,利用钢制波纹管结构修筑涵洞更具有优势。 1??国内外钢制波纹涵管应用状况 1896年美国率先进行了钢制波纹通道、涵管的研究,随着不断的应用和经验的积累,在美国、加拿大、北欧等分布有多年冻土及沙漠的国家,钢制波纹涵管被广泛应用于公路工程。在我国钢制波纹涵管作为涵洞的应用,首次出现在20世纪50年代修建青藏公路不冻泉段时的抢修工程中,到70年代开挖时发现其使用状况良好,但是由于历史背景和其他原因未能广泛应用。近年来钢制波纹涵管被工程建设者重新认识,公
路部门率先在青藏公路多年冻土区进行了试验研究, 积累了宝贵的经验。2006年8月,张家口首次使用一道直径1m和直径5m的钢制波纹涵管,为此,笔者结合施工实践,对钢制波纹涵管的施工要求和施工工艺进行介绍,以期为钢制波纹涵管的施工提供参考依据。2??施工要求2??1??时间要求 钢制波纹涵管的施工不受季节限制,一年四季都可以安装使用,而且安装所用时间短。2??2??防腐蚀要求 钢制波纹涵管材料均为波形钢板,购置的管节和连接螺栓等均采用热浸镀锌防腐处理,其厚度大于或等于84??m。此外由于现场施工难免出现局部部位的防腐涂层出现缺陷和遭到破坏,需要根据具体情况采取一定的补救措施,如增涂沥青涂层。2??3??材料要求2??3??1??基础材料要求 普通土地段,由于钢制波纹涵管为钢结构,其适应变形能力较强,采取砂砾基础,基础厚度??0??6m,以满足施工的压实要求、填料最小强度要求、最大粒径要求和地基基础的抗冻要求。换填深度一般根据当地冻深等确定。设置构造物地基要尽可能避开柔软层与岩石的交界处,当无法避开时,柔软区间要用级配良好的砂砾夯实(厚度大于0??6m),岩石区应开挖至少0??3m后用砂砾松铺,以减小相对变位。考虑到地下水及其影响,建议在非冻地区也采用砂砾基础。一般,在某些 28 内蒙古公路与运输 Highways&TransportationinInnerMongolia 2007年第3期
地区砂砾材料稀少或砂砾级配较差时,也可换填碎石、砾石或河(山)砂及碎石土,但应满足压实要求、填料最小强度要求、最大粒径要求和抗冻要求。 2??3??2??两侧及顶部回填材料要求 填方路基段,构造物两侧填筑砂砾,填筑范围应不小于构造物孔径的0??5倍且不小于0??5m,顶部填筑范围不小于0??5m,回填材料要求同基础材料要求。顶部及侧面填筑范围以外可采用路基填筑材料。挖方路基段,构造物两侧填筑砂砾,填筑范围不小于0??5m,顶部填筑范围不小于0??5m,回填材料要求同基础材料要求。顶部及侧面填筑范围以外可采用路基填筑材料。 2??3??3??基础压实及承载力要求 基础应采用振动压实机械进行分层碾压,碾压时宜根据回填材料含水量及击实曲线洒水碾压,压实度不小于规范要求;路基填土高度较高时(如路基填土高度大于15m),需要针对具体情况对基础承载力作具体要求。涵管两侧及顶部其压实度与路基压实度要求相同。 2??3??4??其他要求 ??钢制波纹涵管应用于公路养护工程时,待涵身及洞口主体部件运至施工现场后,施工单位才能开始拆除旧涵洞的工作,在拆除旧涵洞的同时,抓紧基础材料的备料工作,备料完成,并经检验合格后方可进行基坑的开挖工作。钢制波纹涵管应用于新建公路工程时,在定购涵管的同时可抓紧基础材料的备料和基坑的开挖工作。 ??涵洞两侧经过低洼积水地带时.需要先设置围堰、抽排积水,必要时还需要清除换填部分淤泥。 ??进出口可采用由厂家制造的钢制波纹管节,有直管和与路基边坡同坡率的斜口两种形式;也可根据所在地区的具体情况采用浆砌片石或干砌片石砌筑。一般在寒冷地区,采用钢制波纹管节或干砌片石。在其与河床接头处进出口地面及边坡一定范围内应设置双层浆砌片石或干砌片石铺砌,以防止冲刷,并作必要的防渗处理;为防止路基土堵塞涵洞洞口,在洞口与路堤交汇处做一定高度和厚度的浆砌片石或干砌片石墙(也可采用铅丝石笼)防护。 ??有冲刷的涵洞进出口应根据需要设置相应的调治构筑物,同时洞口应按地形条件作必要的处理,防止洞口受冲刷,影响涵洞的泄水能力。
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