波紋鋼管涵洞在公路工程中的應(yīng)用探究

劉　冰

（青海路橋建設(shè)股份有限公司，青海 西寧 810000）

波紋鋼管涵洞在公路工程中的應(yīng)用探究

劉冰

（青海路橋建設(shè)股份有限公司，青海 西寧 810000）

當(dāng)前，現(xiàn)代化交通建設(shè)在不斷地發(fā)展，科學(xué)建設(shè)水平也在逐漸地提高，在公路建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸的流行起來(lái)，并且得到了更多的關(guān)注。波紋鋼管涵洞是一種較為新型的材料結(jié)構(gòu)，在公路建設(shè)當(dāng)中也得到了大力的應(yīng)用，而這種結(jié)構(gòu)在施工中更有利于環(huán)保，也可以提高施工效率，其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被越來(lái)越多的人熟知，所以在現(xiàn)代公路建設(shè)中已經(jīng)廣泛地使用了。本文主要在實(shí)踐中對(duì)鋼波紋管的應(yīng)用進(jìn)行研究探討，并且提出一些相應(yīng)的意見(jiàn)，在公路工程的建設(shè)中所應(yīng)用的方法提出了理論依據(jù)。

公路工程；波紋鋼管涵洞；應(yīng)用方法

在我國(guó)現(xiàn)階段的公路建設(shè)中，由于勞動(dòng)力成本以及環(huán)保要求不斷地提高，在建設(shè)中也就無(wú)形地加大了困難，對(duì)此，新技術(shù)、新工藝以及新材料就顯現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用中也得到了普遍的認(rèn)可，使用范圍也越來(lái)越廣泛，而對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)而言也就提出了更高的要求。應(yīng)用波紋鋼管涵洞是在現(xiàn)代公路建設(shè)中最主要的一種材料，它主要是通過(guò)鋼管和機(jī)械施工密切地相聯(lián)系，從而共同承受荷載的一個(gè)形式。這種方法雖然已經(jīng)得到了更多的認(rèn)可和應(yīng)用，但并沒(méi)有形成一套特有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也存在一些問(wèn)題，也是需要在未來(lái)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和研究的。

一、波紋鋼管涵洞的特點(diǎn)

（一）在公路工程中最常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)設(shè)施就是涵洞，它可以滿足通道和排水的要求，但施工時(shí)間是較長(zhǎng)的，因?yàn)樗暮疵芏仁欠浅４蟮?。如果是在較為特殊的巖土地區(qū)時(shí)，比如對(duì)于那些膨脹土，季節(jié)性的凍土或者是軟土地區(qū)時(shí)，應(yīng)用鋼筋混凝土的圓管涵會(huì)出現(xiàn)一定程度的破損，并且也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不均勻地沉降或者是病害等問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)降低這些材料的使用壽命，提前老化。此外，在應(yīng)用圓管涵時(shí)因?yàn)樗陨泶嬖诘娜毕?，也?huì)造成運(yùn)輸不便或者是沒(méi)有達(dá)到一定強(qiáng)度地聯(lián)結(jié)，這些問(wèn)題也是降低材料使用壽命的因素。在實(shí)際應(yīng)用中，從另一方面我們也可以看出，由于路基和涵洞的構(gòu)筑材料存在很大的差異，所以也就導(dǎo)致了明涵出現(xiàn)跳車等問(wèn)題，從而對(duì)于行駛安全和舒適度等造成一定的影響，也提高了養(yǎng)護(hù)的成本。對(duì)此，應(yīng)用波紋鋼管涵洞是一種比較有效的解決方法，它不僅可以解決地基變形的問(wèn)題，也可以防止涵洞受到破壞，從而降低地基發(fā)生沉降等現(xiàn)象。

（二）在公路涵洞中最主要的一種破壞形式就是出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，而產(chǎn)生這種問(wèn)題最主要的一種因素就是材料與功能之間的關(guān)系。如果應(yīng)用強(qiáng)度較高，柔軟性好的波紋鋼管涵洞就可以有效地防止這種問(wèn)題的發(fā)生，也可以解決地基變形的問(wèn)題。波紋鋼管涵洞它具有良好的受力特性，在軸向波紋中會(huì)存在大量的應(yīng)力，這也是避免地基出現(xiàn)沉降最主要的一種條件，不但可以分散荷載應(yīng)力，同時(shí)也可以提高應(yīng)力的集中，發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)所特有的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于那些土體不夠理想的地區(qū)應(yīng)用該材料更具有優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展前景也是較為廣泛的。

（三）通過(guò)大量的實(shí)踐我們可以看出，在公路工程中，如果涵洞不會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降最有效的方法就是材料的應(yīng)用，而在研究中發(fā)現(xiàn)，波紋鋼管涵洞是最具有這種能力的，而它的表現(xiàn)形式也體現(xiàn)在幾個(gè)方面。第一，它有一定的抗沉降與抗變形的優(yōu)點(diǎn)，更適用在承載力較差，膨脹土以及軟土地區(qū)使用。第二，適用在人工力與財(cái)力短缺的地區(qū)。第三，適用在工期較短，并且需要拼裝的施工中。第四，生產(chǎn)環(huán)境不受任何影響，可以集中生產(chǎn)，便于控制質(zhì)量等。第五，對(duì)于那些生產(chǎn)時(shí)間短，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，更利于控制質(zhì)量。第六，可以有效地改善膨脹土以及軟土等地區(qū)的地基結(jié)構(gòu)，并且降低發(fā)生沉降，減少碎石和水泥等材料的用量，可以保護(hù)環(huán)境，從而也就降低了養(yǎng)護(hù)成本，并且也提高了公路的使用性能。

二、波紋鋼管的類別

波紋鋼管的形狀是不同的，也分為幾種，其中應(yīng)用最普遍的就是u形波紋鋼管。如果按照層數(shù)進(jìn)行劃分，一般有多層與單層兩種，但還有一種劃分方法，就是可以按照是否有加強(qiáng)環(huán)進(jìn)行分類，可以把它分為有加強(qiáng)型和無(wú)加強(qiáng)型兩種。其中，u形波紋鋼管可以更好的用于低壓以及大變形的狀態(tài)下使用。此外，在公路波紋鋼管涵洞應(yīng)用時(shí)，也可以把截面形式分為幾種，包括有整裝與拼裝型圓管，拼裝拱形等。而我們?cè)谶x用結(jié)構(gòu)形式時(shí)也必須要全面綜合地考慮，波形和結(jié)構(gòu)的適應(yīng)能力，跨徑和水力計(jì)算之間的關(guān)系等都是在考慮范圍之內(nèi)的。如果是應(yīng)用在一些小跨徑的波紋鋼管涵洞中時(shí)，一般都是以圓形管以或者是整裝型為主，并且可以拼裝使用的。如果是應(yīng)用在大跨徑時(shí)，則一般是以拼裝為主，其截面會(huì)以拱形或者是圓形為主。還有一方面也是非常重要的，我們?cè)趹?yīng)用波紋鋼管的拱涵時(shí)，它必須是現(xiàn)澆混凝土，如果是在軟土地基，或者是發(fā)生不均勻沉降時(shí)，它的截面應(yīng)是閉合式的，截面不同所應(yīng)用的管涵也是不同的。

三、波紋鋼管涵洞在工程建設(shè)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代公路工程中，普遍應(yīng)用的一種材料就是波紋鋼管涵洞，它是較為特殊的一種結(jié)構(gòu)，有剛性與具有柔性，可以與土體形成組合，并且同時(shí)受力，所以應(yīng)用這種材料在施工中進(jìn)行涵背回填時(shí)有著非常重要的作用。但是，在作業(yè)時(shí)也應(yīng)注意它的溫度控制，時(shí)間以及環(huán)境等，無(wú)論是從材料，還是從壓實(shí)度方面的要求都必須要結(jié)合相應(yīng)的施工工藝來(lái)完成。

（一）波紋管的制造方法一般分為幾種，包括有沖壓法，滾壓法以及液壓成型法。其中，我們所應(yīng)用的滾壓法是通過(guò)槽模對(duì)薄壁管坯做滾壓處理進(jìn)行制造的一種方法，但這種方法更適用在柔性軟管。同時(shí)，我們也要考慮綜合條件，無(wú)論是從材料，工作還是從成本或者是壽命方面都需要綜合界定。但是在當(dāng)前公路工程發(fā)中應(yīng)用最多的還是液壓法，這種方法主要是應(yīng)用液壓制約了環(huán)中產(chǎn)生脹形的問(wèn)題，它可以加工不同的金屬，并且成本也相對(duì)較低。

（二）在應(yīng)用波紋鋼管涵洞的施工方法時(shí)，通常情況下是通過(guò)應(yīng)用回填法與開(kāi)槽法兩種，并且與混凝土涵的方法是一致的。我們進(jìn)行波紋鋼管施工前，必須要對(duì)其準(zhǔn)確定位，找出管涵的縱橫軸線和它的中心點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)一定的比例在基坑邊坡進(jìn)行放坡，控制好寬度，再根據(jù)圖紙要求開(kāi)挖，測(cè)量出準(zhǔn)確的位置，打好邊樁，測(cè)出高程。如果是在軟土地基進(jìn)行作業(yè)時(shí)，必須要根據(jù)它的厚度做砂礫換填處理，如果是一般土質(zhì)則必須要做好夯實(shí)處理，工序完成后要進(jìn)行全面地檢測(cè)，通過(guò)后才能進(jìn)行使用。如果是在優(yōu)質(zhì)的土地基上作業(yè)時(shí)可以節(jié)省很多工序，只需清理一些雜物便可。但遇到巖石地基時(shí)，為了避免波紋鋼管發(fā)生變形，則必須要做換填工作，不能在堅(jiān)硬的巖石上作業(yè)，由于波紋管是屬于柔性結(jié)構(gòu)，一旦遇到過(guò)硬的巖石會(huì)破壞它的性能，對(duì)此，要進(jìn)行換填并做好夯實(shí)。

（三）在做安裝管身時(shí)，必須要準(zhǔn)確的算好軸線的位置以及進(jìn)出水口的位置，安裝時(shí)盡量要靠近墊層，均勻的受力在管涵上。如果是進(jìn)行拼裝時(shí)，其順序是從下到上進(jìn)行的，再順著軸向延伸至兩端。在各個(gè)板之間的連接必須是密切的，同時(shí)要用螺栓應(yīng)擰緊，也就是分別把同一個(gè)螺栓向外擰緊，避免出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)松動(dòng)就會(huì)影響波紋鋼管的正常使用。此外，在安裝管軸時(shí)，在每一個(gè)管節(jié)之間必須要進(jìn)行有效的校正處理，絕對(duì)不能出現(xiàn)偏位現(xiàn)象，一旦發(fā)生偏移，則可以利用千斤頂做糾正使之回到正位，但不能過(guò)大地用力，避免損壞。最后，安裝結(jié)束后，必須要對(duì)每個(gè)管節(jié)的螺栓進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)地檢查，是否存在松動(dòng)或者是有遺漏的問(wèn)題，如果沒(méi)有達(dá)到要求的螺栓應(yīng)及時(shí)的更換。

（四）如果要確保涵管在回填時(shí)的質(zhì)量要求，就必須要在涵管兩側(cè)進(jìn)行夯實(shí)處理，在管底的下方應(yīng)用水密法做振實(shí)處理。在回填波紋管兩側(cè)的填土?xí)r必須要分層進(jìn)行，而且厚度要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)后再做下一層的填筑。如果管涵的范圍較大時(shí)可以應(yīng)用壓路機(jī)做振動(dòng)碾壓，如果范圍較小時(shí)則可以應(yīng)用小型機(jī)械作業(yè)，但一定要夯實(shí)。如果回填管涵上方的土體時(shí)，如果厚度較小時(shí)可以應(yīng)用小型機(jī)械進(jìn)行夯實(shí)處理，反之厚度較大時(shí)必須要應(yīng)用壓路機(jī)進(jìn)行作業(yè)，壓實(shí)度要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在對(duì)波紋鋼管頂進(jìn)行回填時(shí)，它的高度只取最大值，并且只能應(yīng)用小型的壓實(shí)機(jī)械，如果需要重型設(shè)備時(shí)，一定要檢查結(jié)構(gòu)物是否具有受載的能力，不能盲目地進(jìn)行。最后，在砌筑八字墻施工時(shí)，必須要先夯實(shí)其底部，測(cè)試它的承載力，通過(guò)后再砌筑處理。

結(jié)語(yǔ)

波紋鋼管涵洞是在現(xiàn)代公路建設(shè)中最主要的一種材料，它主要是通過(guò)鋼管和機(jī)械施工密切的相聯(lián)系，從而共同承受荷載的一個(gè)形式，在現(xiàn)代公路建設(shè)中也已經(jīng)逐漸流行起來(lái)，同時(shí)得到了一定的關(guān)注。它不僅是一種較為新型的材料結(jié)構(gòu)，并且這種結(jié)構(gòu)在施工中更有利于環(huán)保，也可以提高施工效率，其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被越來(lái)越多的人而熟知，所以在現(xiàn)代公路建設(shè)中已經(jīng)廣泛地使用了。

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