談鋼波紋管涵在高填方路基上的應(yīng)用_工程管理

1、談鋼波紋管涵在高填方路基上的應(yīng)用隨著固原市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，原有的城市規(guī)模已不能適應(yīng)當(dāng)前的進(jìn)展需要，為此在市區(qū)以西約2Okm.范圍內(nèi)規(guī)劃了固原新區(qū)。北新街作為固原市新老城區(qū)的連接線，它的實(shí)施進(jìn)度將直接影響新城區(qū)的進(jìn)展，而如何跨過深達(dá)37m的飲馬河溝又是北新街道路工程的重點(diǎn)，方案選擇是否合理直接影響工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資。1、方案選定從現(xiàn)場勘測斷面來看，飲馬河為U形溝，河道較順直，兩岸為黃土，岸壁直立，溝底常年有水，來源主要為上游泉眼滲漏和當(dāng)?shù)匾恍┬∽鞣慌盼鬯?溝底土質(zhì)為0.51.0m淤泥層，以下為砂礫層。依據(jù)水文調(diào)查結(jié)果，本溝上游溝長2 km，匯水面積1.5km.由于當(dāng)?shù)卣馍接郑┯旰笃旅嫠?/p>

2、被截流利用，近年來未發(fā)生過洪水。溝上游已規(guī)劃為城市用地，近幾年將逐步填平。經(jīng)綜合考慮并與建設(shè)單位、當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門協(xié)商，打算以填方路基形式穿過，但必需設(shè)置構(gòu)造物滿意目前排水需要。依據(jù)溝兩岸地形及固原市規(guī)劃部門供應(yīng)的掌握標(biāo)高，溝中最大路基填土高度達(dá)37 m.按有關(guān)規(guī)范，路堤邊坡高度大于2Om就屬于高路基，對高路基下的構(gòu)造物需進(jìn)行特別設(shè)計(jì)。由于設(shè)置鋼筋砼拱涵或鋼筋砼板涵要求地基允許承載力較高，而溝底地質(zhì)勘察結(jié)果表明，其地基承載力不能滿意要求l如采納樁基礎(chǔ)，費(fèi)用又太高;設(shè)置鋼筋砼圓管涵，地基承載力不能滿意要求，而且管節(jié)接頭在涵頂36m高填土路基作用下很簡單變形滲水，影響路基穩(wěn)定。經(jīng)過查詢類似工程設(shè)計(jì)，綜

3、合比較后打算采納直徑1m、管壁厚3.5mm的鋼波紋管涵，為防止上游雍水，作肯定高度路基防護(hù)，并作防滲處理。2、鋼波紋管的特點(diǎn)2.1鋼波紋管的優(yōu)點(diǎn)1)質(zhì)量輕。以內(nèi)徑1m的涵管為例，鋼波紋管涵每米質(zhì)量為60300kg(依波紋形式和鋼板厚度而定)，僅為鋼筋砼圓管涵質(zhì)量的4%20%，這給施工運(yùn)輸和安裝帶來極大便利。2)耐久性好。依據(jù)相關(guān)資料，鍍鋅防腐處理好的鋼波紋管的使用壽命為75年以上，幾乎不需要養(yǎng)護(hù)。對涵洞來說，這樣的使用壽命完全可以滿意相關(guān)規(guī)范的要求。3)采納工廠化生產(chǎn)。鋼波紋管一般是在工廠成批生產(chǎn)，可大大降低成本，質(zhì)量穩(wěn)定、牢靠。4)安裝便利。由于鋼波紋管的安裝過程是簡潔的栓接和就位過程，施工

4、人員不必經(jīng)過特別培訓(xùn)即可操作。2.2鋼波紋管與鋼筋砼四管涵的區(qū)分鋼波紋管是波形鋼板經(jīng)特別加工而成的柔性結(jié)構(gòu)，鋼筋砼圓管涵是剛性結(jié)構(gòu)，=者在荷載作用下的受力不同。在垂直荷載作用下，鋼波紋管斷面會發(fā)生微小變化，通過與四周土體的相互作用，將荷載有效地傳遞給四周土體;而荷載作用在鋼筋砼圓管涵上時，其外形基本不會發(fā)生變化，荷載大部分由涵管基礎(chǔ)底部土體擔(dān)當(dāng)。鋼波紋管涵底部壓力明顯比鋼筋砼圓管涵底部壓力小得多，而且其微小變化，使其周邊徑向壓力更勻稱。鋼波紋管將荷載分?jǐn)偟剿闹芡馏w，形成土體和涵管結(jié)構(gòu)相互作用體系，共同擔(dān)當(dāng)荷載，涵管底部壓力較小，因此，不必對其基礎(chǔ)進(jìn)行特別處理。相反，基底部分相對較疏散，有利于土

5、體一結(jié)構(gòu)相互作用體系的形成，這樣，省去了鋼筋砼涵管所需的圬工基礎(chǔ)，施工過程簡潔，結(jié)構(gòu)物綜合造價降低。3、鋼波紋管涵的設(shè)計(jì)3.1鋼波紋管力學(xué)計(jì)算模型目前，鋼波紋管設(shè)計(jì)計(jì)算中一般采納有限元程序來分析金屬波紋管的受力和變形。其計(jì)算模型一般將波紋管和土體看作結(jié)合在一起的彈性體，將波紋管分割為四節(jié)點(diǎn)的殼單元，將士體分割為四節(jié)點(diǎn)的實(shí)體單元。邊界條件是路基頂面為自由面，底面的豎向位移設(shè)為零，水平方向可以滑動。3.2鋼波紋管的設(shè)計(jì)荷載鋼波紋管涵洞的設(shè)計(jì)荷載由恒載和活載兩部分組成，恒載主要是鋼波紋管上的回填士重力，活載主要為行駛在橋涵上的汽車荷載。由于本涵洞士較高，活載所占比例很小，可以忽視不計(jì)。3.3鋼波紋管涵基底處理鋼波紋管基礎(chǔ)采納柔性基礎(chǔ)，直接將鋼波紋管放置于肯定厚度的砂礫石墊層上。在荷載作用下，涵洞