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采用波纹钢结构优化公路涵洞设计指南

2020-05-09 09:02:20

波纹管最早于1784年诞生于英国,先后在美国、加拿大、韩国等被广泛应用于公路钢波纹板(管)桥涵工程,积累了较为成熟的波纹板(管)桥涵设计理论及修建经验,并制定了设计、制造及施工安装手册。

我国自1997年开始研究应用,至2019年底已应用涵洞达到60000道的应用规模,主要分布在内蒙古、山西、河北、广东、广西、江苏、安徽、江西、浙江、西藏、四川、贵州、重庆、青海、新疆、宁夏、甘肃、陕西、黑龙江等省区。随着钢波纹管在世界各地的安装使用,证明此种结构物在各种使用情况下的通用性,而且其寿命已超过了设计寿命。

采用波纹钢结构的优势:

调研发现,应用钢筋混凝土结构做桥涵通道本身沉重、壁厚,建筑高度增加了工程规模和造价,并且普通的钢筋混凝土涵洞存在施工难度大、工艺复杂、工期长、后期养护成本高、损坏后修复困难等缺点,存在刚性构造物和柔性路基的桥(涵)头跳车现象。

青海钢波纹管

采用钢波纹管涵洞替代钢筋混凝土圬工结构具有以下几点优势:

1、适应性强:钢波纹管抵抗变形能力强,不易损坏,对地基要求低、不均匀沉降适应能力强。

2、造价低:经过实际测算,该结构的整体造价普遍比砼结构低10~40%。经济性更好,综合效益更高。

3、质量易控:波纹钢结构采用工厂化、标准化加工,现场高强螺栓连接,工序简单、质量易控。

4、节省工期:钢波纹管管节薄、质量轻、便于叠置捆扎,存放运输方便,对基础要求低,无需养生,安装速度快,多作业面同时施工,不受季节影响,相对现浇混凝土,可节约工期30%-50%。

5、耐久性好:工程试验证明,镀锌波纹钢板件的使用寿命可达到75年以上,完全可以满足工程要求。

6、结构环保:涵洞结构原材料为钢材,减少了大量砂石、混凝土的使用,达到使用年限后所有钢材均可回收利用。在保证大规模管廊建设的同时,又留住了碧水蓝天。

波纹钢涵洞设计原则:

(1)能有效缩短施工周期、增强涵洞的适应性;

(2)满足原有构造物使用功能;

(3)过水面积尽量保持与原有设计相当;

(4)综合效益提高。

结构设计方法:

采用国内现行规范进行结构设计,确定涵洞的使用性能及结构安全稳定。我国钢波纹管行业相关标准及规范:

(1)《冷弯波纹钢管》GB/T 34567-2017(中华人民共和国国家标准)

(2)《公路涵洞通道用波纹管(板)》JT/T 791-2010  (中华人民共和国交通运输行业标准)

(3)《公路钢波纹管涵洞设计规范》(中交建设集团企业标准)

(4)《公路波纹钢管(板)桥涵设计与施工规范》 DB15/T654-2013(内蒙古自治区地方标准)

(5)《钢波纹板桥涵施工技术指南》(安徽省地方标准)

(6)《公路钢波纹管涵设计指南》DB14/T 1022-2014(山西省地方标准)

(7) 《螺纹钢管排水管道工程施工及验收规程》DB22/T357-2003、DB22/J10250-2003  (黑龙江省地方标准)

(8)《公路钢波纹管涵洞(通道)设计与施工技术规范 》(云南省地方标准)

(9)《波纹钢涵洞技术规范》(青海省地方标准)

(10)《钢波纹管涵洞设计规范 》(陕西省地方标准)

注:按照30米涵洞长度及常规施工方法计算,不同地区略有差异。特殊结构的设计造价及工期与上表差别较大,以施工单位及供应商报价为准。

综合比较波纹钢结构涵洞不仅在造价(节约5%~40%)、工期(节约50%以上)上都有较好的优势,而且波纹钢结构涵洞对地基承载力要求较低、抗变形能力较强、耐久性好。

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