李祝龍+謝曉如+楊志峰

摘要：介紹了公路鋼波紋管涵洞的分類(lèi)及適應(yīng)性。通過(guò)工程實(shí)例與實(shí)踐，結(jié)合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及施工方法，分析了涵洞的加工、連接方式、拼裝施工控制技術(shù)和相關(guān)注意事項(xiàng)，為公路鋼波紋管涵洞現(xiàn)場(chǎng)施工及工程驗(yàn)收等工作提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路；鋼波紋管；涵洞；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U449.83文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BControl Technology for Connection and Assembly of

0引言

對(duì)道路工程來(lái)說(shuō)，涵洞的不均勻沉降是其破壞的主要形式之一，尤其在多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等不良工程巖土地區(qū)，由混凝土圬工結(jié)構(gòu)修筑的涵洞破壞問(wèn)題更為嚴(yán)重[15]。從材料與結(jié)構(gòu)、功能的本質(zhì)關(guān)系上分析，采用柔性、高強(qiáng)度的鋼波紋管涵洞，既可以適應(yīng)地基與基礎(chǔ)的較大變形，又可以解決因剛性基礎(chǔ)的不均勻沉降而導(dǎo)致的涵洞破壞問(wèn)題，而且鋼波紋管涵洞由于軸向波紋的存在，可以在更大程度上分散荷載的應(yīng)力集中，更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)[6]，具有廣闊的應(yīng)用前景。

應(yīng)用公路鋼波紋管涵洞代替?zhèn)鹘y(tǒng)圬工涵洞主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1） 跨徑大時(shí)造價(jià)低（國(guó)外水泥沙石價(jià)高，實(shí)際造價(jià)比同類(lèi)跨徑的圬工結(jié)構(gòu)均低；在國(guó)內(nèi)，跨徑大于4 m時(shí)造價(jià)降低）。

（2） 拼裝施工，工期短，施工便利。

（3） 采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，便于控制質(zhì)量。

（4） 少用水泥、塊片石或碎石、砂等，利于環(huán)保。

（5） 利于改善多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等地基不均勻變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；可用于寒冷冰凍、巖溶地區(qū)。

（6） 利于改善“錯(cuò)臺(tái)跳車(chē)”現(xiàn)象，提高行車(chē)的舒適度與安全性。

中國(guó)現(xiàn)行交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D6504—2007）[7]中并未介紹鋼波紋管涵洞相關(guān)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011）[8]中對(duì)該結(jié)構(gòu)的施工略有介紹，但其中主要的施工工藝并不符合中國(guó)國(guó)情。本文重點(diǎn)介紹公路鋼波紋管涵洞的施工技術(shù)。

1鋼波紋管涵洞的分類(lèi)和適應(yīng)性

公路鋼波紋管涵洞按截面形式可以分為整裝型圓管/拼裝板型圓管、拼裝管拱形、拼裝拱形等，如圖1所示。

2涵洞加工與拼裝技術(shù)

每節(jié)螺旋波紋鋼圓管的長(zhǎng)度由吊裝、運(yùn)輸、安裝條件確定，可以采用工廠咬口式、平行式、螺旋式管箍連接。

螺旋波紋鋼圓管采用工廠咬口式連接時(shí)（圖3），咬口應(yīng)確保管體強(qiáng)度和防滲性能，咬口間的最小間距和相應(yīng)的最少螺旋波紋數(shù)量應(yīng)符合表2的規(guī)定。

3.1施工流程

涵洞結(jié)構(gòu)由廠方工廠加工后，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，可采用先填筑兩側(cè)路基、后施工涵洞或通道（路堤法），或者先填筑完成整個(gè)路基結(jié)構(gòu)之后開(kāi)挖路基、安裝該結(jié)構(gòu)后回填的方法（開(kāi)槽回填法）。涵洞施工主要包括基礎(chǔ)施工、拼裝、回填3個(gè)階段，具體步驟可參照文獻(xiàn)[10]，在此不再贅述。

路堤法和開(kāi)槽回填法的施工流程相似，但是后者多用于路基施工結(jié)束后（新建公路）和改建涵洞（養(yǎng)護(hù)工程），不影響整體施工進(jìn)度，所以當(dāng)前應(yīng)用較多。

3.2大孔徑鋼波紋管涵洞安裝施工的要點(diǎn)

對(duì)于大孔徑鋼波紋管涵洞，應(yīng)采用拼裝式涵管施工技術(shù)，管徑為20～25 m結(jié)構(gòu)宜采用管節(jié)對(duì)接，管徑大于等于30 m的結(jié)構(gòu)宜采用片狀弧形波紋板螺栓連接。

管節(jié)對(duì)接（管徑2.0～2.5 m結(jié)構(gòu)）宜采用外套箍圈拼裝，采用外套波紋管環(huán)接圓管的不同管節(jié)，并注意密封防水和外套波紋管的上下對(duì)接設(shè)計(jì)。采用片狀拼裝時(shí)，波紋板拼裝應(yīng)進(jìn)行施工工序設(shè)計(jì)，合理地組織各片的次序、設(shè)計(jì)板的尺寸，既便于運(yùn)輸安裝，又能減少螺栓數(shù)量；盡量將連接位置偏離最大等效應(yīng)力和最大切向應(yīng)力集中的區(qū)位；最大切向應(yīng)力控制螺栓剪應(yīng)力。

4拼裝時(shí)的注意事項(xiàng)

外套鋼波紋管箍圈對(duì)接拼裝的要點(diǎn)包括：確保安裝工具、配件齊全，尤其是需要手動(dòng)操作和容易遺漏的細(xì)小部件，按照自波紋管中部向兩端、由下向上的順序安裝，保證上下箍圈之間的螺栓孔對(duì)正，螺栓緊固。endprint

摘要：介紹了公路鋼波紋管涵洞的分類(lèi)及適應(yīng)性。通過(guò)工程實(shí)例與實(shí)踐，結(jié)合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及施工方法，分析了涵洞的加工、連接方式、拼裝施工控制技術(shù)和相關(guān)注意事項(xiàng)，為公路鋼波紋管涵洞現(xiàn)場(chǎng)施工及工程驗(yàn)收等工作提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路；鋼波紋管；涵洞；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U449.83文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BControl Technology for Connection and Assembly of

0引言

對(duì)道路工程來(lái)說(shuō)，涵洞的不均勻沉降是其破壞的主要形式之一，尤其在多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等不良工程巖土地區(qū)，由混凝土圬工結(jié)構(gòu)修筑的涵洞破壞問(wèn)題更為嚴(yán)重[15]。從材料與結(jié)構(gòu)、功能的本質(zhì)關(guān)系上分析，采用柔性、高強(qiáng)度的鋼波紋管涵洞，既可以適應(yīng)地基與基礎(chǔ)的較大變形，又可以解決因剛性基礎(chǔ)的不均勻沉降而導(dǎo)致的涵洞破壞問(wèn)題，而且鋼波紋管涵洞由于軸向波紋的存在，可以在更大程度上分散荷載的應(yīng)力集中，更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)[6]，具有廣闊的應(yīng)用前景。

應(yīng)用公路鋼波紋管涵洞代替?zhèn)鹘y(tǒng)圬工涵洞主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1） 跨徑大時(shí)造價(jià)低（國(guó)外水泥沙石價(jià)高，實(shí)際造價(jià)比同類(lèi)跨徑的圬工結(jié)構(gòu)均低；在國(guó)內(nèi)，跨徑大于4 m時(shí)造價(jià)降低）。

（2） 拼裝施工，工期短，施工便利。

（3） 采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，便于控制質(zhì)量。

（4） 少用水泥、塊片石或碎石、砂等，利于環(huán)保。

（5） 利于改善多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等地基不均勻變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；可用于寒冷冰凍、巖溶地區(qū)。

（6） 利于改善“錯(cuò)臺(tái)跳車(chē)”現(xiàn)象，提高行車(chē)的舒適度與安全性。

中國(guó)現(xiàn)行交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D6504—2007）[7]中并未介紹鋼波紋管涵洞相關(guān)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011）[8]中對(duì)該結(jié)構(gòu)的施工略有介紹，但其中主要的施工工藝并不符合中國(guó)國(guó)情。本文重點(diǎn)介紹公路鋼波紋管涵洞的施工技術(shù)。

1鋼波紋管涵洞的分類(lèi)和適應(yīng)性

公路鋼波紋管涵洞按截面形式可以分為整裝型圓管/拼裝板型圓管、拼裝管拱形、拼裝拱形等，如圖1所示。

2涵洞加工與拼裝技術(shù)

每節(jié)螺旋波紋鋼圓管的長(zhǎng)度由吊裝、運(yùn)輸、安裝條件確定，可以采用工廠咬口式、平行式、螺旋式管箍連接。

螺旋波紋鋼圓管采用工廠咬口式連接時(shí)（圖3），咬口應(yīng)確保管體強(qiáng)度和防滲性能，咬口間的最小間距和相應(yīng)的最少螺旋波紋數(shù)量應(yīng)符合表2的規(guī)定。

3.1施工流程

涵洞結(jié)構(gòu)由廠方工廠加工后，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，可采用先填筑兩側(cè)路基、后施工涵洞或通道（路堤法），或者先填筑完成整個(gè)路基結(jié)構(gòu)之后開(kāi)挖路基、安裝該結(jié)構(gòu)后回填的方法（開(kāi)槽回填法）。涵洞施工主要包括基礎(chǔ)施工、拼裝、回填3個(gè)階段，具體步驟可參照文獻(xiàn)[10]，在此不再贅述。

路堤法和開(kāi)槽回填法的施工流程相似，但是后者多用于路基施工結(jié)束后（新建公路）和改建涵洞（養(yǎng)護(hù)工程），不影響整體施工進(jìn)度，所以當(dāng)前應(yīng)用較多。

3.2大孔徑鋼波紋管涵洞安裝施工的要點(diǎn)

對(duì)于大孔徑鋼波紋管涵洞，應(yīng)采用拼裝式涵管施工技術(shù)，管徑為20～25 m結(jié)構(gòu)宜采用管節(jié)對(duì)接，管徑大于等于30 m的結(jié)構(gòu)宜采用片狀弧形波紋板螺栓連接。

管節(jié)對(duì)接（管徑2.0～2.5 m結(jié)構(gòu)）宜采用外套箍圈拼裝，采用外套波紋管環(huán)接圓管的不同管節(jié)，并注意密封防水和外套波紋管的上下對(duì)接設(shè)計(jì)。采用片狀拼裝時(shí)，波紋板拼裝應(yīng)進(jìn)行施工工序設(shè)計(jì)，合理地組織各片的次序、設(shè)計(jì)板的尺寸，既便于運(yùn)輸安裝，又能減少螺栓數(shù)量；盡量將連接位置偏離最大等效應(yīng)力和最大切向應(yīng)力集中的區(qū)位；最大切向應(yīng)力控制螺栓剪應(yīng)力。

4拼裝時(shí)的注意事項(xiàng)

外套鋼波紋管箍圈對(duì)接拼裝的要點(diǎn)包括：確保安裝工具、配件齊全，尤其是需要手動(dòng)操作和容易遺漏的細(xì)小部件，按照自波紋管中部向兩端、由下向上的順序安裝，保證上下箍圈之間的螺栓孔對(duì)正，螺栓緊固。endprint

摘要：介紹了公路鋼波紋管涵洞的分類(lèi)及適應(yīng)性。通過(guò)工程實(shí)例與實(shí)踐，結(jié)合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及施工方法，分析了涵洞的加工、連接方式、拼裝施工控制技術(shù)和相關(guān)注意事項(xiàng)，為公路鋼波紋管涵洞現(xiàn)場(chǎng)施工及工程驗(yàn)收等工作提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路；鋼波紋管；涵洞；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U449.83文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BControl Technology for Connection and Assembly of

0引言

對(duì)道路工程來(lái)說(shuō)，涵洞的不均勻沉降是其破壞的主要形式之一，尤其在多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等不良工程巖土地區(qū)，由混凝土圬工結(jié)構(gòu)修筑的涵洞破壞問(wèn)題更為嚴(yán)重[15]。從材料與結(jié)構(gòu)、功能的本質(zhì)關(guān)系上分析，采用柔性、高強(qiáng)度的鋼波紋管涵洞，既可以適應(yīng)地基與基礎(chǔ)的較大變形，又可以解決因剛性基礎(chǔ)的不均勻沉降而導(dǎo)致的涵洞破壞問(wèn)題，而且鋼波紋管涵洞由于軸向波紋的存在，可以在更大程度上分散荷載的應(yīng)力集中，更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)[6]，具有廣闊的應(yīng)用前景。

應(yīng)用公路鋼波紋管涵洞代替?zhèn)鹘y(tǒng)圬工涵洞主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1） 跨徑大時(shí)造價(jià)低（國(guó)外水泥沙石價(jià)高，實(shí)際造價(jià)比同類(lèi)跨徑的圬工結(jié)構(gòu)均低；在國(guó)內(nèi)，跨徑大于4 m時(shí)造價(jià)降低）。

（2） 拼裝施工，工期短，施工便利。

（3） 采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，便于控制質(zhì)量。

（4） 少用水泥、塊片石或碎石、砂等，利于環(huán)保。

（5） 利于改善多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等地基不均勻變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；可用于寒冷冰凍、巖溶地區(qū)。

（6） 利于改善“錯(cuò)臺(tái)跳車(chē)”現(xiàn)象，提高行車(chē)的舒適度與安全性。

中國(guó)現(xiàn)行交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D6504—2007）[7]中并未介紹鋼波紋管涵洞相關(guān)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011）[8]中對(duì)該結(jié)構(gòu)的施工略有介紹，但其中主要的施工工藝并不符合中國(guó)國(guó)情。本文重點(diǎn)介紹公路鋼波紋管涵洞的施工技術(shù)。

1鋼波紋管涵洞的分類(lèi)和適應(yīng)性

公路鋼波紋管涵洞按截面形式可以分為整裝型圓管/拼裝板型圓管、拼裝管拱形、拼裝拱形等，如圖1所示。

2涵洞加工與拼裝技術(shù)

每節(jié)螺旋波紋鋼圓管的長(zhǎng)度由吊裝、運(yùn)輸、安裝條件確定，可以采用工廠咬口式、平行式、螺旋式管箍連接。

螺旋波紋鋼圓管采用工廠咬口式連接時(shí)（圖3），咬口應(yīng)確保管體強(qiáng)度和防滲性能，咬口間的最小間距和相應(yīng)的最少螺旋波紋數(shù)量應(yīng)符合表2的規(guī)定。

3.1施工流程

涵洞結(jié)構(gòu)由廠方工廠加工后，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，可采用先填筑兩側(cè)路基、后施工涵洞或通道（路堤法），或者先填筑完成整個(gè)路基結(jié)構(gòu)之后開(kāi)挖路基、安裝該結(jié)構(gòu)后回填的方法（開(kāi)槽回填法）。涵洞施工主要包括基礎(chǔ)施工、拼裝、回填3個(gè)階段，具體步驟可參照文獻(xiàn)[10]，在此不再贅述。

路堤法和開(kāi)槽回填法的施工流程相似，但是后者多用于路基施工結(jié)束后（新建公路）和改建涵洞（養(yǎng)護(hù)工程），不影響整體施工進(jìn)度，所以當(dāng)前應(yīng)用較多。

3.2大孔徑鋼波紋管涵洞安裝施工的要點(diǎn)

對(duì)于大孔徑鋼波紋管涵洞，應(yīng)采用拼裝式涵管施工技術(shù)，管徑為20～25 m結(jié)構(gòu)宜采用管節(jié)對(duì)接，管徑大于等于30 m的結(jié)構(gòu)宜采用片狀弧形波紋板螺栓連接。

管節(jié)對(duì)接（管徑2.0～2.5 m結(jié)構(gòu)）宜采用外套箍圈拼裝，采用外套波紋管環(huán)接圓管的不同管節(jié)，并注意密封防水和外套波紋管的上下對(duì)接設(shè)計(jì)。采用片狀拼裝時(shí)，波紋板拼裝應(yīng)進(jìn)行施工工序設(shè)計(jì)，合理地組織各片的次序、設(shè)計(jì)板的尺寸，既便于運(yùn)輸安裝，又能減少螺栓數(shù)量；盡量將連接位置偏離最大等效應(yīng)力和最大切向應(yīng)力集中的區(qū)位；最大切向應(yīng)力控制螺栓剪應(yīng)力。

4拼裝時(shí)的注意事項(xiàng)

外套鋼波紋管箍圈對(duì)接拼裝的要點(diǎn)包括：確保安裝工具、配件齊全，尤其是需要手動(dòng)操作和容易遺漏的細(xì)小部件，按照自波紋管中部向兩端、由下向上的順序安裝，保證上下箍圈之間的螺栓孔對(duì)正，螺栓緊固。endprint