波纹钢管涵施工技术及注意事项.ppt

波纹钢管涵施工技术及注意事项,目录,1、名称及概念2、小型钢板的结构特征3、产品分类4、波形钢板的应用原理5、波形钢管的国内外应用6、优点7、波形钢管生产的关键技术8、施工顺序9、施工要点及注意事项,一、名称及概念,由碳钢板加工而成的，管壁有波纹的金属管道，经采取热镀锌等防腐处理后，用来代替公路、铁路工程中的钢筋混凝土涵洞及小桥。,二、小型钢板的结构特性,平直的钢板加工出带有波纹的形状后，它的物理参数发生了巨大的变化，特别是其惯性矩和截面系数大大提高。惯性矩与截面系数的提高增加板材的抗压与抗弯强度。,三、产品的分类,螺旋波纹钢管,环形波纹钢管,整装形波纹钢管,拼装形波纹钢管,四、波纹钢板的应用原理,波形钢板涵洞是具有一定柔性的高强度钢管，当波形钢管作为涵洞埋置后，在动荷载及静荷载共同作用下，管道从理论上来说就会受压变形，钢管向两侧挤压侧壁的土质或其它填料，但压实后侧壁的土质对管道有一个反作用力，抑制其变形，并帮助管道承受垂直的荷载，并且，当管道承受荷载时，管道的管壁周边受力是均匀分布的，这就是管-土效应。由于管-土效应的存在，管涵提高了适应地基与基础变形的能力，有效解决因地基不均匀沉降，导致涵洞破坏问题。而且波形钢管涵洞由于波纹的存在使其具有良好的受力特性，轴向与径向同时因承担荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散荷载的效应，更好的发挥钢结构的优势。,五、波纹钢管的国内外应用,波纹钢管在欧美等发达国家使用已经100多年；1896年美国率先进行了波纹钢板通道、涵管的可行性研究，首次应用于公路涵洞。1923年美国铁路工程协会在伊利诺斯洲中央铁路进行了波纹钢板通道的测试。此后，波纹钢管涵产品在美国、加拿大地区公路工程中广泛应用，并且制定了相应的技术标准及设计制造、施工安装手册。日本、韩国等东亚国家自上世纪八十至九十年代开始相应制定了金属波纹管桥涵的技术规范，开始广泛使用；目前国外使用跨径最大为加拿大的26m。,波纹钢管的国内应用,建国前及建国初期我国就已开始了金属波纹管涵洞的应用，二战时，从美国进口的金属波纹管涵洞应用于抗日战争时期的滇缅公路。1948年，从美国进口的金属波纹管涵洞应用于上海浦东高桥地区的军事便道。19971999年，青藏公路施工完成了多年冻土地区3道（2道整体式、1道拼装式）涵洞。2004年内蒙古、河北等地区也逐步开始应用钢质波纹管涵洞。2008年，交通部发布并实施了部颁标准JT/T7102008公路桥涵波形钢板，为金属波纹管桥涵在我国的推广应用提供了更有利的条件。,波纹钢管的国外应用,波纹钢管的国内外应用,产品的相关标准,六、优点,1、耐腐蚀，使用寿命长2、强度高，是钢筋混凝土结构的1 5倍3、施工不受季节限制，一年四季可施工4、施工工期短，现场安装方便、快捷5、工厂集中化生产，有利于提高质量6、适用于复杂地质条件和沉降比较严重的地区7、综合造价低，节省投资10%35%投资8、可100%回收利用,优点,波纹钢管引进我国以后，防腐技术得到飞跃式提高，超越美国。美国在20年前，由于公路基本饱和，公路建设大幅度减少，波纹钢管技术发展停滞。目前，国内已发展出双重防腐技术，第一层热镀锌，第二层热熔压覆改性耐腐蚀耐磨损HDPE，这是中外历史上第一次有过硬的数据支持该产品能达到100年以上的寿命。,使用寿命长,优点,与混凝土结构相比较:简单的组装工程，工期平均可缩短60%.可将多张钢板叠放，即使是在狭小的施工现场，将施工空间最小化进行保管及运输 重量轻便,全部是组装方式,安装及拆除工艺简便.适合紧急工程-水灾重建工程,便桥,便道。有效缩短工期，平均节约工程款20%。,节约工期,优点,工厂集中化生产 有利于提高质量,优点,适用于软土、膨胀土地、湿陷性土地等地基承载力较低地区,优点,抗压、抗弯强度大，我国现已能生产波高波距（150 mm 400mm）产品。板厚每增加1倍，截面系数与惯性矩增加1倍，而波高每增加1倍，截面系数与惯性矩就增加4倍，抗压与抗弯强度就大幅增加。,抗压强度大,优点,解决高填方难题,在不采取任何辅助减荷技术的情况下，不同直径的涵洞能达到的填土高度。,优点,解决高填方难题,在采取减荷措施后，涵洞能达到更高的填土高度。,七、波纹钢管生产的关键技术,涵管在涵顶土体垂直压力下，波纹钢管产生径向变形，所以波形钢板在加工生产时，要留有一定的预变形量，在变形后，确保达到设计效果。,预变形,波纹钢管生产的关键技术,分片拼装式波纹钢管搭接缝过多，涵管强度衰减就越大，生产时只有增加钢板的长度与宽度，才能达到这个目的。,少搭接,八、施工顺序,基础压实进行管体拼装,板片密封及管壁涂刷沥青,楔形部回填及水密,夯实及碾压,九、施工要点及注意事项,基坑开挖应以拟建的钢波纹管涵直径的三倍宽度为宜。如因现场条件所限时至少应确保跨径以外1.2m以上的作业空间。这样即方便组装，又利于钢波纹管涵周围的回填及密实。基础的厚度从钢波纹管涵的底部算起30-80cm左右为宜，用透水性好，粒度分布良好的砂质土或砂砾或碎石土成形，密实度达到设计要求，材料的最大粒径不得超过波长的1/2或不大于50mm。与波纹钢板接触部分要铺设厚度7-15cm的粗砂垫层，其最大粒径为12mm。,基础要求,施工要点及注意事项,优质土地基 未经筛分的砂，碎石，砂砾土以及砂质土都是比较理想的地基材料，但需清除10cm以上的石块等硬物。一般性土质地基 承载力达不到设计要求的地基，需换填基础。但是，若将涵管底基原状土经严格夯实（其夯实度到重型击实密实度的90%以上）以后，也可直接将波纹管置于地基上。岩石地基 波纹管不能直接置于岩石或混凝土基床上，因过于刚性的支承，不但会降低管壁本身所具有的良好柔性，而且还会减小涵管的承载能力。所以对岩石地基应挖掉一部分软岩，换填上一层优质土，一般换填厚度不小于30cm为宜，并认真夯实。开挖软岩沟槽，不能使用烈性炸药和放深孔炮。岩石风化层地基不能作为基础，需换填上3D宽度的优质土。,施工要点及注意事项,软土地基 当涵管处于软土地基上时，需对软土路基进行处理，涵洞地基处理方法同该路段的路基处理方法，然后在其上填一层大于30cm厚的优质砂砾垫层。湿陷性黄土地基 因湿陷性黄土的土质具有特殊性，基坑开挖后，基底回填不小于50cm的片石混凝土（或3：7的白灰土），在其上回填厚度30-80cm的优质砂砾垫层。淤泥河道地基 处于常年流水的河道，往往淤泥不能承受承载能力，一般处理为采用抛石的方法，抛石厚度约为1.5-3m,让其稳定后，采用压实机械压实，在其铺设不小于30cm的沙砾垫层。如河道沉积为沙石材料，压实后可直接铺设波纹管涵。,施工要点及注意事项,管体楔形部回填要求管底两侧楔形部位处的填筑可采用4种方案：1、采用粗砂“水密法”振荡器密实。2、采用级配良好的天然砂砾（含水量要求比最佳含水量大2%左右），人工用木棒在管身外向内侧进行夯实，木棒为截面15cm*15cm，单次冲击力要达到9kg/次，木棒作用点必须紧贴管身，每个凹槽部位都必须夯实到位。3、采用液态粉煤灰回填。4、最大粒径不超过3cm的级配碎石回填。然后用小型夯实机械斜向夯实，确保管底的回填质量,施工要点及注意事项,。,钢波纹管涵涵底纵坡 钢波纹管涵涵底纵坡最大应控制在20%之内，涵底纵坡大于7%之后，应在两端洞口端墙处采用钢筋混凝土加强，防止滑移。,施工要点及注意事项,基础顶面预留0.3-1的预拱度，埋设于一般土质地基上的波纹管，经过一段时间后，常会产生一定的下沉，而且往往是管道中部大于两端。因此，铺设于路堤下的波纹管的管身要设置预留拱度。其大小根据地基土可能出现的下沉量，涵底纵坡和填土高度等因素综合考虑，通常可为管长的0.3%1%，最大不宜大于2%，以确保管道中部不出现凹现或滑坡。如（图）,施工要点及注意事项,管体两侧回填及顶部回填要求填筑前在管节两侧上用红色油漆按每20cm高度标注，填筑时按标注线控制。涵管两侧的部位回填采用级配良好的天然砂砾或级配碎石。管身最大直径两侧50cm外使用18T压路机碾压，50cm范围内使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大型机械设备对管涵的撞击。填筑时应分层填筑、分层压实，每层压实后的厚度为20cm，压实度要求达到96%方可进行下层填筑。填筑必须在涵管两侧同步对称进行，两侧的回填土高差不得大于30cm。管顶填土厚度小于50cm时，不得使用大于6T的压路机械碾压，也不允许施工机械通行。达到每种管径的最小覆土厚度后采用振动式压路机碾压，可允许施工机械通行。管体两侧及顶部20米范围内不允许使用强夯机械。,回填不到位产生的危害,经过近些年国内外调查，搜集，波纹管因回填问题导致管体损坏、严重变形的事情偶有发生，下面简单列举五种情形楔形部回填不密实，导致管体底部变平。管体楔形部及两侧局部有大石块，导致局部管体局部有硬割伤或凸起。两侧不对称回填导致鸭蛋圆，严重的导致塌垮。两侧填土不密实，导致变形过大。管体50cm内两侧回填材料达不到要求，应填沙性材料，施工时却填筑了黄土、膨胀土等材料，遇水变软，无承载能力，导致管体横向变形过大。,楔形部回填不密实，导致管体底部变平,管体楔形部及两侧局部有大石块，导致局部管体局部有硬割伤或凸起。,两侧填土不密实，导致变形过大,