帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高填方路段大口徑波紋鋼板涵洞，尤其涉及一種帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大力發(fā)，經(jīng)常需要在地形復(fù)雜、溝壑縱橫的山區(qū)修建高速公路，而高速公路的路線指標(biāo)一般要求高，使得工程存在大量的高填深挖路基和隧道工程，特別是高架橋和隧道相連的情況較多，若采用高填方涵洞替代高架橋，徹底解決了隧道棄渣問(wèn)題，大大節(jié)約了工程造價(jià)，符合低碳環(huán)保的要求，因此，高填方路基成為山區(qū)高等級(jí)公路的常用形式之一，從而使高填方路堤下的涵洞建設(shè)大量涌現(xiàn)。
[0003]傳統(tǒng)的高填方混凝土涵洞屬于剛性結(jié)構(gòu)，受荷后變形小，難以將上部荷載轉(zhuǎn)移到周?chē)馏w中去，故很難與周?chē)馏w共同受力，其設(shè)計(jì)的截面尺寸較大，需要更多的截面鋼筋來(lái)提供足夠的強(qiáng)度。而波紋鋼板以其自身諸多優(yōu)良特性使得波紋鋼板涵洞在工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。高填方地段的波紋鋼管因?yàn)楹敻餐凛^大，而設(shè)計(jì)人員在涵洞設(shè)計(jì)時(shí)很難全面了解涵洞基底的地質(zhì)情況，施工人員在施工過(guò)程中如果沒(méi)有嚴(yán)格按照合理施工工藝作業(yè)，例如在回填過(guò)程中如果沒(méi)有嚴(yán)格按照工藝流程和施工要求作業(yè)，兩側(cè)填土壓實(shí)度達(dá)不到96%，會(huì)致使波紋鋼管在回填后甚至回填中就產(chǎn)生超過(guò)允許值的變形；同時(shí)，由于單層波紋鋼板端部有連接螺栓孔，造成波紋鋼板端部強(qiáng)度減弱，存在波紋鋼板端部受力集中問(wèn)題，可能導(dǎo)致局部屈服的安全隱患；波紋鋼板片環(huán)向拼接構(gòu)成管節(jié)時(shí)，拼接位置的鋼板強(qiáng)度衰減，達(dá)不到母材強(qiáng)度，如果拼接處在建設(shè)中或使用中屈服損壞，則會(huì)造成整道涵洞的損壞。另外，高填方涵洞需承受較大土壓力，若土壓力過(guò)大超過(guò)其能夠承受的變形量，也會(huì)造成涵洞的開(kāi)裂甚至破壞。目前，解決上述為問(wèn)題的方法是:在普通路段中，通常是加長(zhǎng)鋼板搭接長(zhǎng)度，增多螺栓數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而在高填方路段，加長(zhǎng)搭接處長(zhǎng)度已經(jīng)不能滿足接縫強(qiáng)度要求；或者可對(duì)波紋鋼管涵洞的鋼板壁進(jìn)行加厚，如此不僅增加經(jīng)濟(jì)成本，而且提高了管片加工難度，施工工程量同樣增加，且施工周期較長(zhǎng)，大大減弱了波紋管涵的優(yōu)勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是提供一種具有高強(qiáng)度的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的高填方波紋鋼管涵洞，由波紋鋼板彎曲、拼接構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的管節(jié)，相鄰管節(jié)拼裝而成；其中，每塊波紋鋼板的左右兩端拼接處各設(shè)帶有波型的加強(qiáng)板，該加強(qiáng)板的波型與波紋鋼板的波型相吻合，一塊加強(qiáng)板位于波紋鋼板左端拼接處的上方，另一塊加強(qiáng)板位于同一波紋鋼板右端拼接處的下方，當(dāng)相鄰彎曲的第一波紋鋼板與第二波紋鋼板拼接時(shí)，位于第一波紋鋼板上方的第一加強(qiáng)板、第一波紋鋼板、第二波紋鋼板以及位于第二波紋鋼板下方的第二加強(qiáng)板依次通過(guò)螺栓連接。
[0006]其中，所述加強(qiáng)板的長(zhǎng)度略小于拼接處波紋鋼板的寬度；如此，加強(qiáng)板可以圍焊在波紋鋼板上，以保證焊接處的質(zhì)量。
[0007]所述管節(jié)可以由若干塊(例如三塊)波紋鋼板彎曲、拼裝構(gòu)成。
[0008]相鄰管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)交錯(cuò)布置；更進(jìn)一步地，間隔管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)處于同一水平線上。
[0009]實(shí)用新型原理:鋼波紋管屬于典型的柔性結(jié)構(gòu)，波紋鋼板是利用周?chē)馏w一起受力，使得周?chē)馏w與波紋鋼管形成“土拱效應(yīng)”，充分發(fā)揮了鋼材優(yōu)越的變形和拉壓受力性能。采取上述加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)后，相鄰的波紋鋼板環(huán)向拼接構(gòu)成管節(jié)時(shí)，拼接結(jié)構(gòu)由兩塊波紋鋼板和兩塊加強(qiáng)板通過(guò)螺旋連接而成，如此加強(qiáng)了波紋鋼板的端部拼接強(qiáng)度，提高了涵洞的承載力，滿足了高填方路段的較大上部載荷的受力要求，可用于管頂覆土更高的工程中，同時(shí)主體材料增加量較小，工程的造價(jià)只是微量增加，保證了波紋鋼管涵洞的造價(jià)優(yōu)勢(shì)。
[0010]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:首先，利用環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)，增加了波紋鋼管涵洞環(huán)向拼接處的強(qiáng)度，防止因波紋鋼板拼接處局部屈服引起的涵洞壓塌損壞，可用于覆土更高的工程中；其次，鋼板的波紋形狀增加了其截面慣性矩，提高了其抗壓強(qiáng)度，如此增強(qiáng)了涵洞的承載力，涵洞不易開(kāi)裂損壞；同時(shí)，無(wú)需對(duì)波紋鋼板壁進(jìn)行加厚，或加長(zhǎng)鋼板搭接長(zhǎng)度，不會(huì)大大增加工程造價(jià)；另外，波紋板片可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化防腐處理，可多片、多節(jié)拼裝，可全部在工廠預(yù)制，也可將波紋板片運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后預(yù)制，施工方便、周期短，波紋板片可層疊式運(yùn)輸，占用空間小，大大提高了運(yùn)能及運(yùn)量，減低了運(yùn)輸成本，保證了波紋鋼管涵洞的造價(jià)優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型設(shè)置了加強(qiáng)板的波紋鋼板展開(kāi)示意圖；
[0012]圖2為圖1中的波紋鋼板彎曲后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型波紋鋼板拼接構(gòu)成管節(jié)的截面圖；
[0014]圖4為圖3中的A點(diǎn)放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本實(shí)用新型的所述的高填方波紋鋼管涵洞，由波紋鋼板I彎曲、拼接構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的管節(jié)2，相鄰管節(jié)拼裝而成(參見(jiàn)圖3);其中，每塊波紋鋼板I的左右兩端拼接處各設(shè)帶有波型的加強(qiáng)板3，該加強(qiáng)板的波型與波紋鋼板的波型相吻合，一塊加強(qiáng)板位于波紋鋼板左端拼接處的上方，另一塊加強(qiáng)板位于同一波紋鋼板右端拼接處的下方(參見(jiàn)圖1-2)，加強(qiáng)板3與波紋鋼板I焊接，更進(jìn)一步，加強(qiáng)板3的長(zhǎng)度可以略小于拼接處波紋鋼板I的寬度，這樣加強(qiáng)板3可以圍焊在波紋鋼板I上，為保證焊接處的質(zhì)量，焊接在車(chē)間內(nèi)進(jìn)行，并采用氣體保護(hù)。當(dāng)相鄰彎曲的第一波紋鋼板5與第二波紋鋼板7拼接時(shí)，位于第一波紋鋼板上方的第一加強(qiáng)板6、第一波紋鋼板5、第二波紋鋼板7以及位于第二波紋鋼板下方的第二加強(qiáng)板8依次通過(guò)螺栓4連接(參見(jiàn)圖4)，其中螺旋4與加強(qiáng)板3之間使用墊片9。
[0017]施工步驟:
[0018](I)根據(jù)施工圖加工波紋鋼板涵洞的主體板片(即波紋鋼板);
[0019](2)根據(jù)施工圖在波紋鋼板的兩端拼接處設(shè)置加強(qiáng)板；
[0020]其中，可用預(yù)彎?rùn)C(jī)械將加強(qiáng)板彎曲，加強(qiáng)板彎曲弧度與主體波紋板弧度一致，以保證兩者之間貼合緊密無(wú)間隙。
[0021](3)采用圍焊的方式將加強(qiáng)板固定在波紋鋼板的端部拼接處上；
[0022]其中，加強(qiáng)板用臨時(shí)螺栓固定在波紋鋼板上，將加強(qiáng)板的三條邊(包括兩道窄邊和遠(yuǎn)離波紋鋼板端部的一道寬邊)與波紋鋼板焊接，為保證焊接質(zhì)量，焊接在車(chē)間內(nèi)進(jìn)行，并采用氣體保護(hù)；焊接完成后清除焊渣，檢查焊縫，拆除臨時(shí)固定螺栓。因?yàn)榧訌?qiáng)板的焊接位置不是全部相同，在焊接前，需要在主體鋼板上標(biāo)明加強(qiáng)板焊接位置，防止加強(qiáng)板位置錯(cuò)誤。焊接完一個(gè)批次后，采用熱浸鍍鋅的方式對(duì)波紋鋼板鍍鋅，鋼板在鍍鋅前要進(jìn)行酸洗，為防止酸洗后酸液殘留在加強(qiáng)板與波紋鋼板之間，腐蝕鋼板。酸洗后將波紋鋼板靜置一段時(shí)間，以使酸液從未焊接一側(cè)(靠近波紋鋼板端部的一道寬邊)流出。鍍鋅完成后，將波紋鋼板運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼裝。
[0023](4)現(xiàn)場(chǎng)將帶有加強(qiáng)板的波紋鋼板拼裝成涵洞；拼裝之前對(duì)地基進(jìn)行處理，使得地基承載力要求達(dá)到設(shè)計(jì)要求；拼裝時(shí)可采用三塊波紋鋼板拼裝成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的管節(jié)，每個(gè)管節(jié)上有三道拼接結(jié)構(gòu)，相鄰管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)交錯(cuò)布置，例如間隔管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)處于同一水平線上，具體來(lái)說(shuō)，第一、三、五等管節(jié)上的某個(gè)環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)處于同一水平線上，第二、四、六等管節(jié)上的某個(gè)環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)處于同一水平線上，拼接結(jié)構(gòu)交錯(cuò)布置使得涵洞不易同時(shí)開(kāi)裂損壞，可用于覆土更高的工程中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，其特征在于:所述高填方波紋鋼管涵洞由波紋鋼板彎曲、拼接構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的管節(jié)，相鄰管節(jié)拼裝而成；其中，每塊波紋鋼板的左右兩端拼接處各設(shè)帶有波型的加強(qiáng)板，該加強(qiáng)板的波型與波紋鋼板的波型相吻合，一塊加強(qiáng)板位于波紋鋼板左端拼接處的上方，另一塊加強(qiáng)板位于同一波紋鋼板右端拼接處的下方，當(dāng)相鄰彎曲的第一波紋鋼板與第二波紋鋼板拼接時(shí)，位于第一波紋鋼板上方的第一加強(qiáng)板、第一波紋鋼板、第二波紋鋼板以及位于第二波紋鋼板下方的第二加強(qiáng)板依次通過(guò)螺栓連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，其特征在于:所述加強(qiáng)板的長(zhǎng)度略小于拼接處波紋鋼板的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，其特征在于:所述加強(qiáng)板圍焊在波紋鋼板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，其特征在于:所述管節(jié)由三塊波紋鋼板彎曲、拼裝構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，其特征在于:相鄰管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)交錯(cuò)布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，其特征在于:相鄰管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)交錯(cuò)布置，間隔管節(jié)上的環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)處于同一水平線上。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)的高填方波紋鋼管涵洞，該涵洞由波紋鋼板彎曲、拼接構(gòu)成；每塊波紋鋼板的左右兩端拼接處各設(shè)帶有波型的加強(qiáng)板，該加強(qiáng)板的波型與波紋鋼板的波型相吻合，一塊加強(qiáng)板位于波紋鋼板左端拼接處的上方，另一塊加強(qiáng)板位于同一波紋鋼板右端拼接處的下方，當(dāng)相鄰彎曲的第一波紋鋼板與第二波紋鋼板拼接時(shí)，位于第一波紋鋼板上方的第一加強(qiáng)板、第一波紋鋼板、第二波紋鋼板以及位于第二波紋鋼板下方的第二加強(qiáng)板依次通過(guò)螺栓連接。利用環(huán)向加強(qiáng)拼接結(jié)構(gòu)，增加涵洞環(huán)向拼接處的強(qiáng)度，防止因波紋鋼板拼接處局部屈服引起的涵洞壓塌損壞，增強(qiáng)了涵洞的承載力，可用于覆土更高的工程中，保證了波紋鋼管涵洞的造價(jià)優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類(lèi)】E01F5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204589832
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520127010
【發(fā)明人】彭立, 李健, 唐小富, 陳先義, 穆程, 戰(zhàn)福軍, 彭海濤, 張貴明, 陳卓
【申請(qǐng)人】湖南省永龍高速公路建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司, 湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院, 南京聯(lián)眾建設(shè)工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日