大跨径钢波纹管涵加固在高速公路的应用

引言 高速公路高填方路段，跨小的河沟和乡村机耕道，常规设计 一般采用拱涵或桥梁通过。 拱涵的优点是结构坚固，寿命长，承载力较大，适应填土高度 较高。缺点是难以预制施工，施工工序繁多，施工周期一般需要 1 个月～ 3 个月，工期较长; 多管节组合体、管节间不存在强度联 结，难修复，造价高，对地基要求高，适应地质变化能力较差。常 采用的孔径有3 m ～ 6 m。 桥梁的优点是占地相对较少，视线通透性好，结构强度高，缺 点是施工周期很长，造价高，填切较大，土方有很大富余路段，如 采用桥梁方案需额外增加弃土场，对环境影响不利。 钢波纹管涵是采用热镀锌钢板由特制专用设备经成波、卷圆 等工艺加工而成，通过整件热镀锌的涵管。钢波纹管涵有以下优点: 钢波纹管涵加固1) 结构强度高: 强度为水泥管的1． 5 倍～ 3 倍，密封性有保 障。钢波纹管涵加固2) 自重轻，施工便捷: 仅为同规格水泥管的1 /15 ～ 1 /5。土建 与管体拼装可分开同时实施，施工期短。采用现场接装，不需要 大型机械设备，所以施工方法简单，易于操作和控制。3) 工程造 价低: 跨径较大时，工程实际造价比同类跨径的桥涵低，当跨径 ( 直径) 不小于1 m 时，跨径越大经济效益越明显。4) 适用性强: 力学特征与混凝土管截然不同，同时具有刚性和柔性，具有一定 的抗变形能力，基础适应能力强，适用于膨胀土、软土、湿陷性黄 土、高填方等特殊路段，可避免地基变形造成的不均匀沉降对涵 洞的破坏。钢波纹管涵加固5) 工期短: 采用标准化设计、生产，设计施工简单，生 产周期短。钢波纹管涵加固6) 环保性好: 减少了水泥、块片石或碎石、砂等的用 量，有利于环境保护。7) 应用范围广泛: 由于对承载力要求不高， 容许填土高度范围宽( 0． 6 m ～ 60 m) ，因此其在新建、改建和养护 工程中均有广阔前景。可广泛用于: 公路便桥、小型桥梁、暗渠、 涵洞、动物通道。 1 钢波纹管涵的设计钢波纹管涵加固 1． 1 钢波纹管力学计算模型 钢波纹管周围土体在荷载作用下形成支撑，土体与波纹管形 成一种组合结构，使波纹管能够承受很大的承载能力。 钢波纹管沿直径方向为圆形或拱形，而纵向又是若干个小波 纹拱，纵横组成双曲拱，与我国双曲拱桥的性质类似，由力学可 知，拱式在竖向荷载作用下，支撑处不仅产生竖向反力，而且产生 水平推力，由于水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径的梁或 桥的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力，波纹管涵四周有若 干个支撑点，形成稳定的承载能力 。 缺损，但不影响使用; 部分洞段衬砌结构存在纵向或环向裂缝，部 分纵向裂缝范围较大，特别是隧道YK591 + 800 ～ YK591 + 900 段; 部分环向裂缝已经成环，部分衬砌裂缝处、施工缝处存在渗漏 水现象，建议对这些裂缝及渗水处进行后续观测，了解其发展状 况。钢波纹管涵加固2) 隧道衬砌强度满足设计要求，但部分洞段衬砌内部存在脱 空等缺陷，可能存在安全隐患，建议对存在该类缺陷的洞段进行 密切观测，如有变化应立即采取注浆加固措施。3) 隧道所检测的 二次衬砌断面轮廓基本符合设计要求，部分断面在边墙处略侵入 设计断面，建议对这些断面进行定期观测以判断变化趋势，如有 变化应立即上报并采取相应措施。4) 隧道管理部门应加强日常 检查，隧道排水设施应定期进行清理和疏通; 在雨季和冰冻季节， 对存在渗漏水的洞段应密切注意其渗水量变化，出现异常情况时 以便及时进行深层探测进行后续处理。

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