钢波纹管设计.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/9,#,Click to edit Title Slide,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,钢波纹管是将薄钢板板面压成波纹后，卷制成管节，或由波纹状弧形钢板通过连接、拼装形成管节。波纹可以增加管节的刚度和对管轴压力的抵抗强度，必要的防腐处理保证了其使用寿命。用此种管节修建的涵洞被称为钢波纹钢管涵。,钢波纹管涵洞的定义,1,钢波纹管涵的发展及使用概况,在公路工程中，应用钢波纹,管,涵的历史已经有,100,多年了。,1784,年钢波纹管最早诞生于英国；,1896,年美国率先进行波纹板通道、涵管的可行性研究；,1913,年首条波纹板涵洞被应用于英国的农田灌溉；,1931,年澳大利亚首次建成,8m,汽车通道一座；,1990,年,日本钢波纹高速公路设计规范,制定了波纹管设计技术规范；,2001,年韩国制定了波形钢板构造物设计及施工指南，至,2004,年韩国相继修建了,700,余道钢波纹管涵洞；目前非洲许多国家也在基础建设中大量使用钢波纹管涵洞。,上世纪七八十年代，美国、加拿大等国对部分已建钢波纹管涵洞使用情况进行了调查，调查结果表明此种结构物的使用寿命是符合预测或设计预期的。,1,、钢波纹管涵的发展及使用概况,（,1,）国外发展及使用概况,国内钢波纹管涵技术开始主要集中在我国北方高寒区，目前随着相关技术的成熟，钢波纹管涵技术在特殊岩土地区大面积推广应用。,19971999,年青藏公路多年冻土地区使用,3,道。黑龙江大兴安岭至加莫公路使用,100,余道。青海省至,2002,年累计使用超过,400,道。,1999,年上海市在四号线、浦东国际机场中使用了钢波纹管通道。,2002,年内蒙古在公路建设中开始使用钢波纹管，至,2006,年累计使用超过,1000,道。,2003,年河北省公路中逐步使用钢波纹管，至,2009,年累计使用超过,800,道。,2004,年开始，吉林、山西、新疆等省市也开始使用钢波纹管涵洞。,国内对钢波纹管涵的研究起步较晚。,1998,年上海市政工程设计研究院和上海公路处对直径,4m,的钢波纹管进行了荷载试验，对钢波纹管结构进行了初步力学分析；,20002003,年中交第一公路勘察设计研究院“开展了公路钢波纹管涵洞设计与施工技术研究”，行成了整套研究报告，绘制了“公路单管钢波纹管涵洞通用图”；,20032006,年内蒙古公路勘察设计研究院也开展了针对钢波纹管涵洞的相应研究。,2007,年我国,公路涵洞设计细则,4.2.7“,钢波纹管涵适用于地基承载力较低，或有较大沉降与变形的路基”。,2008,年原交通部制定了公路桥涵用波形钢板国家标准，钢波纹管应用正处于标准化、规范化的发展过程。,（,2,）国内发展及使用概况,1,、钢波纹管涵的发展及使用概况,我省公路发展很快，截止,2009,年底，全省通车里程达到,24.2,万公里；其中高速公路通常里程达到,4860,公里，干线公路通常里程达到,2.27,万公里，农村公路通常里程达到,21.82,万公里。但钢波纹管涵在我省公路中应用还较少，尚在起步阶段。,（,3,）我省发展及使用概况,1,、钢波纹管涵的发展及使用概况,2,钢波纹管涵适用范围及优缺点,1),特殊岩土区，如多年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等，应用钢波纹管涵洞则可以解决因地基变形导致的涵洞破坏。,2),可解决部分煤矿采空区地基沉陷导致的涵洞破坏问题。,3),工程实际造价比同类跨径的桥、拱涵和盖板涵洞低。,4),标准化设计、设计简单，,5),工厂集中化生产，低成本，生产周期短。,6),施工工期短。,7),施工不受季节限制，不受环境影响，现场安装方便，不需使用大型设备。,8),在便道施工结束后以及水毁抢修工程中可以重复使用。,9),解决北方寒冷地区（霜冻）对桥梁和管涵砼结构的破坏问题。,10),结构受力情况合理，荷载分布均匀，有一定的抗变形能力。,2,、钢波纹管涵适用范围及优缺点,下列地区宜优先考虑钢波纹管涵洞,1),不良岩土地基的涵洞，包括多年冻土、膨胀土、软土、湿陷 黄土等；,2),缺乏人力资源或高危险、高原缺氧地区等工程；,3),砂资源缺乏地区及水泥、钢材等运距较远的边远地区；,4),为加快施工进度、达到快速通车的应急抢险、救灾等工程。,2,、钢波纹管涵适用范围及优缺点,下列情况应慎重使用钢波纹管涵洞,1),高速公路维护困难路段。钢波纹管涵洞为钢结构，,必然存在腐蚀的可能，高速公路对基和涵洞的寿命,周期要求较高，这样必须考虑防腐养护，在养管理,困难路段应慎重使用。,2),泥石流堆积扇或排泄砂石流量、流速高、局部区段,可能存在淤积等的区段。,3),石质路基或钢波纹管运输困难地区。,2,、钢波纹管涵适用范围及优缺点,3,钢波纹管钢涵设计,设计,3,、钢波纹管涵设计,我国经过十余年的研究，钢波纹管用于公路及市政工程建设正面临标准化、规范化的发展趋势。钢波纹管涵洞的设计可以参照钢筋混凝土圆管涵的设计，根据工程实际情况设计单孔、双孔或多孔钢波纹管涵。但由于钢波纹管涵洞管内的粗糙系数较钢筋混凝土管大，故钢波纹管涵洞设计时孔径增大一级。,3,、钢波纹管涵设计,1-2.0m,波纹管涵布置图,圆 管直 径,D(cm),波 高,(cm),波 距,(cm),每周片数,n(,个,),周向孔距,m(mm),200,5.5,20,3,209.4,250,5.5,20,4,196.3,300,5.5,20,5,188.5,400,5.5,20,6,209.4,500,5.5,20,8,196.3,600,5.5,20,9,209.4,3,、钢波纹管涵设计,目前，河北、江苏等省钢波纹管生产企业已具有一定规模，市场供应充足。部分企业与科研院所关于钢波纹管联合研究成果和企业标准可以指导工程设计。以下为某企业直径,2m6m,分片拼装钢波纹管参数表。,分片拼装钢制波纹管参数表,3,、钢波纹管涵设计,分片拼装钢制波纹管最大填土高度,管直径,D(cm),最小填土高度,(m),最大填土高度,(m),最大填土高度时竖向相对位移,(mm),钢板厚,(mm),钢板厚,(mm),3.5,4,4.5,5,6,7,8,3.5,4,4.5,5,6,7,8,200,0.6,14.7,16.8,18.9,21,10,11.3,12.5,13.8,250,0.6,13.4,15.1,16.8,20.1,11.8,13.2,14.5,17.2,300,0.8,11.2,12.6,14,16.8,17.1,12,13.5,14.9,17.8,18,400,1,9.4,10.5,12.6,12.8,12.8,13.7,15.2,18.2,18.5,18.5,500,1.25,8.4,10.1,10.3,10.3,15.3,18.4,18.7,18.7,600,1.5,7,8.1,8.6,8.6,15.4,18.5,18.8,18.8,4,钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,（,1,）项目简介,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,郑州至卢氏高速公路洛阳至洛宁段，项目起于洛阳，向西经宜阳，终点位于洛宁县，项目位于是我国湿陷性黄土分布地区。,No.7,标段,K51+195.6,处一“,U”,形冲沟，与路线前进方向夹角,70,度，沟深,14,余米，沟底宽约,2,米，顶宽,6,米。,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,K51+195.6,处实际地形,（,2,）方案比选,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,横断面示意图,（,2,）方案比选,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,比选项目,钢筋砼拱型涵洞,钢波纹管涵洞,涵长（,m,）,90,94,基坑开挖方量,大,小,台背回填方量,大,无,基底处理,强夯,简单处理,混凝土量,大,很少,模板,需要,不需要,工期,长,短,适应沉降变形,较大,微小,造价（系数）,1,0.62,（,3,）效益分析,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,1,）同跨径涵洞经济比较,河南省,2011,年材料价格为基础，跨径,2m,与跨径,4m,钢筋混凝土盖板涵、钢筋混凝土拱涵、钢波纹管涵建安费比较如下表：,30m,长单孔填土涵洞建安费比较,万元,钢筋砼暗盖板涵洞,钢筋砼拱型涵洞,钢波纹管涵洞,跨径,高度,1-2.01.57,1-2.01.57,1-2.0,建安费（总,/m,）,22.76/0.76,33.13/1.10,20.25/0.68,跨径,高度,1-4.03.14,1-4.03.14,1-4.0,建安费（总,/m,）,54.60/1.82,78.73/2.62,47.82/1.58,（,3,）效益分析,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,2,）造价分析,孔（跨）径,2m,时，钢波纹管涵洞与钢筋混凝土盖板涵洞造价相当，比钢筋混凝土盖板涵低约,10%,，但比同跨径钢筋混凝土拱涵低约,38%,；孔（跨）径,4m,时，钢波纹管涵洞比钢筋混凝土盖板涵低约,12%,，但比同跨径钢筋混凝土拱涵低约,40%,。造价分析表明，随孔（跨）径加大，钢波纹管涵洞经济效益明显，尤其对于高填土盖板涵和拱涵。更有资料表明，当钢波纹管孔径大于,6m,时，与同跨径小桥比较，更有造价上的优势。,（,3,）效益分析,4,、钢波纹管涵在洛卢高速公路中的应用,3,）建设工期,30m,长单孔填土,6m,涵洞建设工期比较,钢筋砼暗盖板涵洞,钢筋砼拱型涵洞,钢波纹管涵洞,大约工期,50d,65d,7d,钢波纹管涵洞相对于钢筋混凝土盖板涵，钢筋混凝土拱涵建设工期缩短,4050d,，加快了建设步伐，建设工期的缩短就是相对运营时间增加的经济效果。特别是在局部地区如寒冷地区一年中施上期仅,5,个,6,个月，这样应用钢波纹管涵洞更具有明显的优势。尤其在抢险救灾、地震抗洪、军事保通工程中应用钢波纹管涵洞更能体现其明显的社会效益和经济效益。,5,结 语,5,、结语,河南省地质条件复杂，豫西湿陷性黄土分布面积约,1.1,万平方公里，数量繁多的软土地基及其它不良地质情况，洛卢高速公路正处在此区域内。钢波纹管结构本身由于波形具有轴向补偿特征使得其更加适应湿陷性黄土地区高填方的冲沟地段。,因此钢波纹管涵洞在洛卢高速公路,U,型冲沟处的应用是合理的，对我省其他类似地质条件下的公路建设具有借鉴意义。,汇报完毕,!,谢谢各位领导、专家！,