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）

當前，現(xiàn)代化交通建設(shè)在不斷地發(fā)展，科學建設(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，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)點已經(jīng)被越來越多的人熟知，所以在現(xiàn)代公路建設(shè)中已經(jīng)廣泛地使用了。本文主要在實踐中對鋼波紋管的應(yīng)用進行研究探討，并且提出一些相應(yīng)的意見，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

在我國現(xiàn)階段的公路建設(shè)中，由于勞動力成本以及環(huán)保要求不斷地提高，在建設(shè)中也就無形地加大了困難，對此，新技術(shù)、新工藝以及新材料就顯現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢，在實際應(yīng)用中也得到了普遍的認可，使用范圍也越來越廣泛，而對于傳統(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，它主要是通過鋼管和機械施工密切地相聯(lián)系，從而共同承受荷載的一個形式。這種方法雖然已經(jīng)得到了更多的認可和應(yīng)用，但并沒有形成一套特有的設(shè)計標準，同時也存在一些問題，也是需要在未來進一步發(fā)現(xiàn)和研究的。

一、波紋鋼管涵洞的特點

（一）在公路工程中最常見的一種結(jié)構(gòu)設(shè)施就是涵洞，它可以滿足通道和排水的要求，但施工時間是較長的，因為它的涵洞密度是非常大的。如果是在較為特殊的巖土地區(qū)時，比如對于那些膨脹土，季節(jié)性的凍土或者是軟土地區(qū)時，應(yīng)用鋼筋混凝土的圓管涵會出現(xiàn)一定程度的破損，并且也會導致出現(xiàn)不均勻地沉降或者是病害等問題，同時也會降低這些材料的使用壽命，提前老化。此外，在應(yīng)用圓管涵時因為它自身存在的缺陷，也會造成運輸不便或者是沒有達到一定強度地聯(lián)結(jié)，這些問題也是降低材料使用壽命的因素。在實際應(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，所以也就導致了明涵出現(xiàn)跳車等問題，從而對于行駛安全和舒適度等造成一定的影響，也提高了養(yǎng)護的成本。對此，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)不均勻沉降問題，而產(chǎn)生這種問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題的發(fā)生，也可以解決地基變形的問題。波紋鋼管涵洞它具有良好的受力特性，在軸向波紋中會存在大量的應(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。對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，其發(fā)展前景也是較為廣泛的。

（三）通過大量的實踐我們可以看出，在公路工程中，如果涵洞不會出現(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)在幾個方面。第一，它有一定的抗沉降與抗變形的優(yōu)點，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，對于那些生產(chǎn)時間短，標準化生產(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，可以保護環(huán)境，從而也就降低了養(yǎng)護成本，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環(huán)進行分類，可以把它分為有加強型和無加強型兩種。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，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。而我們在選用結(jié)構(gòu)形式時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，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，則一般是以拼裝為主，其截面會以拱形或者是圓形為主。還有一方面也是非常重要的，我們在應(yīng)用波紋鋼管的拱涵時，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，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，并且同時受力，所以應(yīng)用這種材料在施工中進行涵背回填時有著非常重要的作用。但是，在作業(yè)時也應(yīng)注意它的溫度控制，時間以及環(huán)境等，無論是從材料，還是從壓實度方面的要求都必須要結(jié)合相應(yīng)的施工工藝來完成。

（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)用的滾壓法是通過槽模對薄壁管坯做滾壓處理進行制造的一種方法，但這種方法更適用在柔性軟管。同時，我們也要考慮綜合條件，無論是從材料，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)生脹形的問題，它可以加工不同的金屬，并且成本也相對較低。

（二）在應(yīng)用波紋鋼管涵洞的施工方法時，通常情況下是通過應(yīng)用回填法與開槽法兩種，并且與混凝土涵的方法是一致的。我們進行波紋鋼管施工前，必須要對其準確定位，找出管涵的縱橫軸線和它的中心點，同時根據(jù)一定的比例在基坑邊坡進行放坡，控制好寬度，再根據(jù)圖紙要求開挖，測量出準確的位置，打好邊樁，測出高程。如果是在軟土地基進行作業(yè)時，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)則必須要做好夯實處理，工序完成后要進行全面地檢測，通過后才能進行使用。如果是在優(yōu)質(zhì)的土地基上作業(yè)時可以節(jié)省很多工序，只需清理一些雜物便可。但遇到巖石地基時，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)，一旦遇到過硬的巖石會破壞它的性能，對此，要進行換填并做好夯實。

（三）在做安裝管身時，必須要準確的算好軸線的位置以及進出水口的位置，安裝時盡量要靠近墊層，均勻的受力在管涵上。如果是進行拼裝時，其順序是從下到上進行的，再順著軸向延伸至兩端。在各個板之間的連接必須是密切的，同時要用螺栓應(yīng)擰緊，也就是分別把同一個螺栓向外擰緊，避免出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)松動就會影響波紋鋼管的正常使用。此外，在安裝管軸時，在每一個管節(jié)之間必須要進行有效的校正處理，絕對不能出現(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，但不能過大地用力，避免損壞。最后，安裝結(jié)束后，必須要對每個管節(jié)的螺栓進行認真仔細地檢查，是否存在松動或者是有遺漏的問題，如果沒有達到要求的螺栓應(yīng)及時的更換。

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

結(jié)語

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，它主要是通過鋼管和機械施工密切的相聯(lián)系，從而共同承受荷載的一個形式，在現(xiàn)代公路建設(shè)中也已經(jīng)逐漸流行起來，同時得到了一定的關(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)點已經(jīng)被越來越多的人而熟知，所以在現(xiàn)代公路建設(shè)中已經(jīng)廣泛地使用了。

［1］張宇明，隋東，滑福晶.鋼波紋管涵洞的推廣應(yīng)用［J］.交通世界，2006（11）：43-44.

［2］陳昌偉.波形鋼板結(jié)構(gòu)及其在公路工程中的應(yīng)用［J］.公路，2000（7）：76-78.

［3］劉瑩瑩.公路波紋鋼管橋涵施工探討［J］.民營科技，2015（7）：102-104.

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