7、用千斤顶校正整道涵管,使其中心位于涵位的中心轴线拼装钢波纹管施工步骤
1、施工前准备:检查涵管底部平整度、标高及基础预拱度的设置,确定涵管的位置、中心轴线、拼装底板:以中心轴线、中点为基准,第一张波纹板定位,以此为起点向两侧延伸,直至涵管进出口两端;第二张板叠在(搭接长度为50mm)第一张板上面,对正连接孔。螺栓由内向外插入螺孔,对面套上垫圈螺母,用套筒扳手预紧螺母。
1、Φ150cm、Φ200cm跨径波纹管分为圆形整体管,和分片拼装两种。整体管采用整管拼装、法兰螺栓连接,分片拼装管由多片波形钢板片用高强螺栓拼接而成。
整体管和拼装管施工顺序如下:施工放样→挖基→基础垫层填筑→管身安装→洞口铺砌及护坡防护→涵背回填→涵顶路基填筑。
施工季节应严控,规避在冰冻季节施工以影响工程质量,施工时气温宜高于零摄氏度。
1、修建金属钢波纹管涵有两种施工方法,一种是在天然地面上挖掘填设涵管的沟槽,接着进行基础处理、涵管安装、路基填筑及管侧回填,这种施工方法称为路堤直接填筑法。另一种是先进行路堤填筑,填筑土达到一定高度(涵顶50cm填土高)后,在经严格压实的填方上挖掘沟槽,接着进行基础处理,涵管安装,回填管侧沟槽至路基填方高度,继续路基填筑,这种方法称为开槽回填法。
3、涵洞交角:0°、15°、30°、45°(交角为路线设计线的法线与涵洞轴线之间的夹角)。
7、高强度螺栓、螺母规格为M20,螺栓长度宜为30mm~60mm;法兰盘的材料采取使用碳素结构钢,其性能应符合GB/T 700要求,抗拉强度不小于350MPa。法兰盘用角钢尺寸、重量及允许偏差应符合GB/T 9787的规定。
8、管节之间、法兰盘之间、翻边结合面之间以及搭接的波纹钢板件之间应采取密封措施。密封料应具有弹性和不透水性,并应填塞紧密。低温条件下密封材料应拥有非常良好的抗冻、耐寒性能。密封料可采用天然橡胶、氯丁橡胶、聚乙烯泡沫或耐候密封胶。
2、本次设计采用两种方法计算并互相校核,一种是按照公路设计手册建议方法计算,一种是采用有限元理论分析计算。
3、拼装环形圈由下向上顺次拼装:搭接部分上板覆盖下板,圆周向连接采用阶梯形,即上面二块板的连接叠缝与下面二块板的叠缝错位,连接孔对正后,用螺栓由内向外插入螺孔,用套筒扳手预紧螺母。
4、每米长度拼装成型后,要测定截面形状,达到标准再继续拼装,达不到标准应及时作出调整。圆周向拼装到环形圈合拢时,测定截面形状,采用定位拉杆固定,调整预紧螺栓,拼装波纹管。
强腐蚀性环境:波纹钢圆管、波纹钢板件和管箍≥600;螺栓、螺母≥350。
中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ腐蚀性和弱腐蚀性环境:波纹钢圆管、波纹钢板件≥300;螺栓、螺母≥175。
锌层应均匀完整、颜色一致,无漏镀缺陷,表面十分光滑,不允许有流挂、滴瘤或结块。
同时应满足JTG D30-2004《公路路基设计规范》对地基处理的相关要求。
3、洞口形式应结合实际地形情况可采用跌井、直翼墙、八字墙、一字墙、挡墙。不宜采用倾斜的洞口形式。
4、采用碳素结构钢的波纹钢圆管、波纹钢板件、法兰盘及高强度螺栓、螺母,出厂前应进行热浸镀锌防腐处理。
5、涵管拼装全部完成后,用定扭汽动扳手,按扭力矩135.6~203.4N·m紧固所有螺栓,依次序,不得遗漏,紧固后底螺栓用红漆标示。所有螺栓(包括纵向和环向接缝)应在回填之前拧紧,保证波纹的重叠部分紧密地嵌套在一起。
6、为保证达到螺栓扭力矩的要求值,在回填之前随机抽取结构上纵向接缝上2%的螺栓,用定扭扳手进行抽检试验。如果有任一螺栓扭力矩值范围达不到规定值,则应抽检纵向和环向接缝所有螺栓的5%。如果上述抽检试验均满足规定的要求,则认为安装是合格的。否则应重新复核,以确定测到的扭力矩值是不是满足要求。
1、由于钢波纹管涵洞为金属结构,其适应变形力强,所以对基础材料要求不高,正常的情况下无需采用砼基础或岩石基础,因为过于刚性的支撑不但会降低管壁本身所具有的良好弹性,而且还会减小涵洞的承载能力,所以岩石地基(包括岩石风化层地基)管底必须有一定厚度换填材料。
一般地基(指地基为粘土、轻亚粘土、亚粘土、细纱及破碎岩层时)采用具有一定级配的天然砾石换填30cm即可;但在寒冷冰冻地区,基底应采用非冻胀材料如砂砾石进行换填,换填厚度为0.8倍冻土厚度且不小于60cm。
超挖30~40cm(当填土高度大于5m时,填土高度每增加1m,其超挖厚度增加4cm),然后采用砂砾石换填。
埋设于一般土质地基上的钢波纹管,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。其大小根据地基土也许会出现的下沉量,涵底纵坡和填土高度等因素综合考虑,在施工涵洞基础时设置预留拱度,通常可为管长的0.3%~1%,以确保管道中部不出现凹陷。
6、波纹管采用螺旋波纹钢圆管、环形波纹钢圆管管节时,应有充足的刚度。管节的刚度用柔度系数FF表示,对于本次通用图所涉及到的Φ150cm、Φ200cm的波纹管,其柔度系数不宜大于0.114mm/N。
3、公路设计手册建议方法:涵顶填土对涵洞的竖向压力按土柱重力计算,车辆荷载采用角度分布法计算,以车轮着地面积的边缘向下按30°角度分布,填土容重取γ=21KN/m3。土体荷载分布模式采用公路设计手册的建议模式,不考虑涵洞顶土柱和周围填土间的摩擦力。
4、采用有限元理论分析:采用ANSYS有限元程序进行计算。模型采用2D平面模型,波纹管采用梁单元模拟,土体采用面单元模拟。假定波纹管和土体在界面上没有滑移,波纹管和土体之间的接触以共节点方式模拟。
注:波纹管波距为150mm,波高为50mm。波纹管涵洞最小填土高度要求大于1.2m。
当采用热浸镀铝、静电喷涂等其他防腐方法代替镀锌时,应有试验验证资料,确保其防腐性能
5、整体管与分片拼装管的紧固件采用国际中的标准紧固件,其强度和规格应满足力学要求,且不低于管材强度要求,垫片与紧固相配。
4、若当地砂砾石材料缺乏时,也可采用换填碎石、砾石或河砂及碎石土,但填料应满足最大粒径要求(不大于50mm)和抗冻胀要求。
5、基坑应避免超挖,如超挖,应将松动部分清除,用合格的换填材料来回填。挖至设计标高的基坑不得长期暴露、扰动或浸泡,应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力,符合标准要求后立即进行基础施工。
施工经验表明,在填土不高、冲沟内无常流水或流量较小的路段上修建涵洞,采用开槽回填法施工较好。该施工方法路堤填筑快,涵管运输方便,对路堤填筑的施工影响小,非常适合于高速公路。
位于挖方的涵洞可直接挖掘沟槽,接着进行基础处理,涵管安装,回填管侧沟槽至路基填方高度,继续路基填筑。
2、基础沟槽开挖宽度不但应方便管侧填土的夯填,而且还应满足设计需要的基础宽度,路堤直接填筑法基础最小宽度为3倍管径,开槽回填法基础最小宽度为管径2m。
1、管身:采用Q235-A热轧钢板制作,钢板屈服强度不应小于235Mpa,抗拉强度不应小于375 Mpa;钢板、钢带应符合GB/T 912或GB/T3274的规定,其尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T 709的规定。
2、波纹管运到施工现场后,必须逐节、逐片检查,凡在运送过程中损坏的块件不得使用。
根据[交设经〔2010〕170号]文 下达关于编制钢波纹管涵通用图任务书。
4、镶密封垫:由于现场地形等原因,有时相邻两法兰之间间距较小,这时用手锤、凿子把两法兰之间凿开大约1cm的缝隙,用螺丝刀把密封垫镶在两法兰之间,有时管节顶部两法兰间距较大,密封垫镶嵌困难,用绑扎丝把密封垫绑在螺栓上固定,然后工人开始对称拧紧螺帽。直至从外观看两法兰之间只有2~5mm的缝隙即可。
5、拧紧螺母:待全部组装完毕后,再逐个拧紧螺母。每个螺母的扭力矩不小于135.6N·m,最大不允许超出203.4N·m。用机动扳手时,拧扳时间应持续2s~5s。此后以此方式依次连接。
先按路基上的软基解决方法(如塑料插板、碎石桩等)做处理,然后再开挖基础,基底采用砂砾石材料换填,厚度为0.3~0.5倍管径,且不小于50cm。
3、需要进行基底换填时,砂砾石垫层应分层压实,压实度不小于规范要求,对于高寒季节性冻土地区,应重视基础换填材料,特别是对粉黏粒含量应严控,以防产生冻胀破坏,基础材料应采用具有一定级配的天然砂砾石,最大粒径不超过50mm,0.074mm以下粉黏粒含量不允许超出3%。
1、施工前准备:备齐安装工具、安装所需配件,检验波纹管各管节的长度、直径是否与该涵符合,设涵管安装指挥一名,负责指挥起吊及实施工程人员现场操作。
2、安装前工作:检查涵管底部基础平整度、标高及基础预拱度的设置,确定涵洞位置、中心轴线、连接安装钢波纹管:根据真实的情况,排放管涵。安装时从一侧排放第一根管节,使其管中心和基础纵向中心线平行,同样把第二根管放置就位,当两根管相邻法兰间距在3~5cm的缝隙时,用小撬棍对准法兰上的螺栓孔,使其两根管法兰上的螺栓对正,这时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节,使其向涵洞纵向平移,当两法兰间距在2cm左右时,将各个螺栓插入螺孔,套上螺母后,稍初拧,不拧紧螺母。
《公路钢筋混凝土砼及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004;