钢波纹管涵洞的施工要点

摘要：文章通过对钢波纹管涵洞的拼装过程中的施工步骤的详细描述和全面分析，为钢波纹管涵洞的应用及施工提供了依据。

关键词：钢波纹管；施工要点；

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

金属波纹管桥涵是用钢制波纹管或波纹结构板替代了钢筋混凝土桥涵中钢筋混凝土管体或小桥支承结构体后完成的一种新型桥涵，随着人工费和环保成本的急剧增加，钢结构以其良好的延性,较高的抗拉、抗压、抗剪强度,以及构件结构断面小、自重轻，施工速度快，耐久性长的特点，在公路桥涵建设中得到越来越广泛的应用。

2、钢波纹管涵洞的施工要点

通过和现有的钢筋混凝土管体或小桥支承结构体相比，钢波纹管涵洞具有施工便捷、适应能力强、运行寿命长、性价比高等特点。其施工方法可采用路堤法或反开槽回填法，一般较多采用反开槽回填法。

反开槽回填法的施工流程为：施工前准备——施工放样——开挖涵管及施工场地——平整场地——检测压实度、含水量等——水准测量——基础分层回填——检测压实度、含水量等——水准测量——平整场地——施工放样——拼装管节——检测密水情况及管底纵坡——检测并补救防腐涂层——桥涵就位——两侧分层回填——检测压实度、含水量等——管顶分层回填——检测压实度、含水量等—— 进出口处理。其具体规程如下：

（1）沟槽施工

按设计要求标记圆管涵位置，开挖沟槽。沟槽的宽度大于涵管直径的2倍以满足施工空间要求，沟槽的开度挖深依设计埋深相应的深度再向下挖30cm~50cm基础深度（视地质情况而定）。若人工开挖沟槽深度超过3m时应分层开挖，每层深度不超过2m，层间留台宽度不小于50cm。

对于半圆或拱形桥涵，开挖沟槽的位置及尺寸要求应按设计所附加的混凝土或钢筋混凝土基础后的整体尺寸要求进行开挖。

（2）基础施工

①圆管涵：

清理平整槽底后进行涵管基础施工。由于钢波纹涵管为金属构件，其适应变形能力强，对基础材料要求相对低，不采用混凝土基础，只需原状土分层严格压实，在管底基槽表层摊铺20~30cm厚优质砂砾垫层并压实。每层压实厚度为15cm~20cm，压实度达到96%以上。

②半圆或拱形桥涵：

清理平整槽底后进行桥涵基础施工，土质基础，不采用混凝土浇注，只需原状土分层严格压实。每层压实厚度为15cm~20cm，压实度达到96%以上。土质基础完成后再进行混凝土支撑的施工。

支承半圆或拱形钢波纹板结构的混凝土或钢筋混凝土基础按照设计的要求构筑，其位置尺寸、水泥标号、钢筋布置等必须符合设计要求。连接固定金属波纹板桥涵与其基础的钢制预埋结构件必须在混凝土基础浇注时埋入。

对于常年流水的河道，因淤泥承载能力太低，一般应采用抛石方法处理河道地基，抛石厚度约为1.5~3m（可根据现场情况具体变更），让其稳定后采用机械压实，再在上面铺设不小于30cm的砂砾垫层，然后进行混凝土支撑的施工。

（3）涵管敷设与桥涵拼装

①圆管涵：

分片拼装的圆管涵可直接在沟槽内确定的安装位置上逐片、逐段拼装敷设，也可以在沟槽外拼装完成后置于沟槽内确定的安装位置。在拼装时按照要求的顺序、位置进行，分别对齐轴向、径向重叠搭接的螺栓孔，用配供的螺栓、螺母均匀收紧。

整体圆管涵拼接时端部对齐、端面平行，管体旋转对齐法兰螺栓孔，端面间置入弹性密封件，用配供的螺栓螺母均匀收紧。

②半圆或拱形桥涵：

分片拼装的半圆或拱形桥涵，应当按先底部后顶部的顺序进行拼接，两侧底部的波纹板结构应与混凝土支承基础中的预埋件连接可靠后，两侧同时由下往上逐片搭接至半圆或拱形的顶部，各片的轴向、径向重叠搭接处的螺栓孔要对齐，用配供的螺栓螺母均匀收紧。

分片拼装的圆管涵、钢波纹板桥涵在逐片重叠搭接后，每片上可在间隔位置先固定收紧5~6处螺栓螺母，以方便后续各片位置、角度的调整。待整道桥涵各片拼接到位后，再均匀收紧所有的螺栓螺母。并且所有的螺栓拼接时扭转力矩应达到340Nm。

对于埋设于一般土质地基上的波纹管涵洞或通道，经过一定时间后会产生一定的下沉，而且往往是管道中部大于两端。因此在管涵敷设时应设置预留拱度，其大小根据地基土质、涵底纵坡、填土高度等因素综合确定，一般为管身长度的0.3%~1%，最大不宜大于2%。

（4）密封防腐处理

圆管涵敷设就位、桥涵拼装完成后回填前进行密封防腐处理的现场作业。在桥涵结构板重叠搭接处、圆管端部接合处、紧固件连接的螺栓孔空隙处用耐候胶填封，可通过专用胶枪注、涂。固化后以提高圆管涵或桥涵的整体密封性。

仔细检查桥涵内外表面，对于表面防腐层损伤点进行清理除锈后采用喷锌、喷涂环氧树脂、涂刷沥青等不同的方式补救处理，以避免整道桥涵防腐耐久能力的降低。

管壁内外涂乳化沥青或热沥青两道，从外观看管壁内外均匀的涂成了黑管即可，一般沥青涂层的厚度要达到1mm。

（5）回填

金属波纹管桥涵敷设、密封处理完成后及时回填，但回填前必须校核桥涵的规格、位置、方向、坡度等符合图纸要求。

回填不需要特殊的填土材料，一般土质即可。在桥涵波纹管壳外30cm范围内的填土中， 不得有超过8cm的石块、混凝土块、冻土块、高塑性粘土块或其他有害物质，以免损伤涵管。

回填时坚持先底部两侧楔形部位、后管体两侧、最后管体顶部的原则，并且保证在涵管两侧对称且均衡的状态下作业。

回填必须分层摊铺后逐层压实，每层压实厚度不超过15cm~25cm，填土压实度达到96%以上，管顶则与该处路基的压实度一致。

回填须满足管顶最小填土厚度的要求，其数值依据桥涵规格、公路等级、土质情况等综合分析后确定，圆管涵不小于0.6m，钢波纹板桥涵不小于1.0m。

①管体底部两侧楔形部回填的方法：

采用最大粒径不超过3cm的级配碎石，掺砂30%进行回填。然后用小型夯实机械斜向夯实，确保管底的回填质量。

②管体两侧和管顶部回填要求：

a、纵向施工顺序，可从涵洞中心至两侧，也可以从两侧至涵洞中心。

b、管身最大直径两侧0.6m外可使用18T压路机碾压，0.6m范围内必须使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大型机械设备对管涵的撞击。填筑时应分层填筑、分层压实，每层压实后的厚度为20cm，压实度要求达到96%方可进行下层填筑。

c.管体两侧分层压实回填应同步对称进行，两侧的回填土高度差不得大于30cm。对于多道桥涵平行排列的，中间各道与两侧也应遵循同步对称回填的原则。

d.在回填夯实过程中，管体两侧面压实施工时夯实装备应与桥涵轴线（长度方向）平行行驶；管体上方压实施工时夯实装备应与桥涵轴线（长度方向）垂直行驶。

e.管顶填土厚度小于50cm时，管顶不得使用大于8t的压路机械，也不允许施工机械通行或在管体上方堆放重物。管顶填土第一层厚度以30cm为宜，采用小型机具夯实或8t以下的手扶压路机压实，以上各层以20cm厚度压实，直至达到管体直径或跨径要求的最小填土厚度后采用振动式压路机碾压，可允许施工机械通行。

（6）洞口处理

金属波纹管桥涵常用的洞口形式有八字式、端墙式、锥坡式、平头式、直管或直管延长式等，一般情况下多采用八字式和端墙式洞口。

3、结论

钢波纹管涵洞是薄壳结构，尤其是构件直径较大时，存在稳定性的问题。一方面，在荷载较大、不均衡填筑等施工荷载作用的情况下，需要考虑结构失稳破坏的问题；另一方面，在高填土以及重车等较大荷载的作用下，自身结构发生变形时，与之相连的混凝土前墙、侧墙、铺装、涵顶及侧向填土等构造的弹性变形能力有限，在变形较大的情况下会产生裂缝，因此钢波纹管涵洞的变形是否对路基及相连混凝土构造的稳定性产生影响，也需要进一步分析和验证。

参考文献：

王艳丽，赵卫国，钢波纹管结构在河北省公路桥涵中的应用 《公路》, 2008,(05).