简述金属波纹管在危桥加固中的应用

摘要：本文就以古塘桥加固工程为例介绍金属波纹管在危桥加固的一种应用方法，它还可以采用定制管片内衬方法（非整管）用于多种跨径拱桥加固，以及用于新、改建公路的桥涵、通道修筑，相对于钢筋混凝土涵洞，金属波纹管涵洞的应用，一方面节约了大量的石材、水泥，有利于环保，另一方面建设工期可以大幅度缩短，不仅加快了建设步伐，充分体现了建设工期缩短相对运营时间增加的经济效应，在抢险、保通工程中应用金属波纹管更能体现其明显的社会效应和经济效益，金属波纹管必将具有广阔的应用前景。

关键词：金属波纹管;危桥;加固;应用

Abstract: In this paper, the ancient Tangqiao reinforcement project as an example to introduce metal corrugated pipe application method of reinforcement in the bridge, it can also be used to customize the segment lining method ( non-integral tube ) for multiple span arch bridge reinforcement, as well as for the new, rebuilt highway bridge, channel construction, compared with reinforced concrete culvert, application of metal bellows culvert, on one hand, saving a lot of stone, cement, is conducive to environmental protection, on the other hand, the construction period can be shortened greatly, not only accelerated the pace of construction, fully embodies the construction time shorten the economic effects of increased relative operation time, application of metal bellows in emergency, traffic engineering tube which can reflect more obvious social effects and economic benefits, metal corrugated pipe will have broad application prospects.

Key words: metal bellows; bridge; reinforcement; application

中图分类号：O434.19

金属波纹管涵作为一种新型的公路桥涵构筑物具有：1、施工工期短，主要为拼装施工；2、采用标准化设计、生产，设计简单，生产周期短；3、生产不受环境影响，进行集中工厂化生产，有利降低成本，控制质量；4、现场安装不需使用大型设备，安装方便；5、与传统的混凝土涵洞相比，减少了工后养生及养护工序，不仅提高了工作效率，也降低了工程综合成本等特点。其卓越的性能，在各种复杂、困难的环境下，具有非常强的适应性，不仅可以全面取代传统的钢筋混凝土涵洞，也可用于桥梁的加固。

1 工程概况

古塘桥原为1跨5米石拱桥，桥梁全长8米，全宽8.5米，桥下净高7.5米，主要病害为1号台台身竖向开裂，主拱圈纵向开裂，裂缝达三条，裂缝最宽处大3mm，导致病害的主要原因为1号桥台基础的不均匀沉降及超重车辆过桥。根据现场察看，该桥0号台靠近山体，基础位于石质地基上，技术状况完好；1号台位于滩地填方路段，基础位于土质地基上，建设时下打入有松木桩加固，因河道冲刷，基础有不均匀沉降。

2金属波纹管加固工艺

2.1金属波纹管的优势

金属波纹管是一种新型的柔性结构物，不但具有一定的抗震能力，而且能适应各种复杂地形、较大的沉降与变形和不同的路基填土高度。在结构上具有横向补偿位移的优良特性,可充分发挥钢材的抗拉性能强、变形性能优越的能力。特别是波纹钢管的变形能力和钢材抗拉性能及抗疲劳性能都较好，对预防或解决人为或地区冬季冻胀而导致的破坏较为有效。

2.2设计要点

（1）在不影响泄洪流量的前提下，我们采用在每孔拱内设置一根直径为3m的金属波纹管，四周空隙用片石混凝土进行密实、填充加固处理。

（2）材料要求

对金属波纹管的要求：金属波纹管的几何尺寸在允许偏差范围内；表面光洁平滑.焊接平整,无气孔裂缝夹渣及飞溅物等缺陷:镀锌层厚度≥84.0 µm,镀锌层要均匀；金属波纹管在运输、装卸时应防止碰撞，镀锌层被破坏要及时进行增涂涂层。

对金屑波纹管基础的要求：金属波纹管适应形变能力较强，适应在许多不良地质中使用，它对基础材料要求相对不高，一般采用沙砾垫层或换填砂砾石即可，对金属波纹管外同填筑材料的要求：金属波纹管与原桥孔间的间隙,采用C30的片石混凝土填筑，片石的抗压强度应不小于30MPa,并不得低于混凝土的级别；在使用前应清扫、冲洗干净；填充片石的数量不宜超过混凝土体积的25%，片石厚度不小于150mm；片石应均匀放置于刚浇筑的混凝土上，其净距不小于100mm。

3 方案比选

（1）老桥注浆加固方案。注浆可封堵裂缝，对台身、拱圈有一定的加强，但因老桥基础先天条件不佳，且桥上有超重交通通行，不能阻止病害的继续发展，故不予采用。

（2）拆除老桥，修建新桥（涵）方案。该方案中首先是桥址的选择。原址地基不宜建设桥梁，如往0号台侧偏移，可采用扩大基础，亦利于防护工程修筑，缺点是0号台靠山体，且近路线急弯侧，基础和河道改迁开挖石方量大，造价高亦对环境破坏较大。如往1号台侧偏移，靠近滩地，基础较差，需采用桩基础，造价较高且不利于防护工程修筑。其次该方案施工工期长，同时需要修筑较长便道，用地较多，造价较高，临时便道的交通维护困难大，对地区交通运输的影响较大。经计算分析，可采用往1号台侧偏移，修筑1-5×4米钢筋砼箱涵的方案。该方案中箱涵对地基要求较低，防护工程量较少，造价约50万元，作为主要比较方案，但仍存在临时便道交通维护的问题。

（3）金属波纹管内衬管涵加固方案。该方案主要利用新型材料金属波纹管在老桥净空内设置一道直径450cm，长9米的金属波纹管涵来对老桥进行加固详见下图：

图一

加固方法为：（1）、采用砂砾对老桥址处河床进行回填，在上、下游均设置2道砼截水墙对老桥基础进行保护加固，面层采用砼铺砌，并作为新增管涵的基础；（2）、在空地对金属波纹管进行拼装，拼装完成后吊车吊装就位；（3）、对桥下除管涵部分外的净空采用C20砼分层回填，拱顶下20cm范围处采用注浆灌实。该方案优点为（1）、施工工期短，正常天气下20天即可完成；（2）、社会影响小，不需要封闭交通，仅吊装作业时短时间占用道路，不用修筑临时便道；（3）、不需要拆除老桥，节约投资且环保节能；（4）、加固效果好，桥、涵共同受力；（5）加固风险小，即使桥梁失效，涵洞亦可单独承载；（6）加固费用低，加固工程造价约25万元，比改建新桥节约50%费用。该方案为实施方案。

4 施工注意事项

（1）拼装金属波纹管型号为CSPS 450～5.5，直径450cm，管壁厚5.5mm，管身采用Q235A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375MPa；

（2）管涵施工前应有仪器确定出路线的中心线和管涵轴线的控制点位。基础放样时应在涵洞纵向适当预留一定的预拱度，一般在0.3％～1.0％之间；

（3）钢板波纹管为分片拼装，分片拼装管的紧固件采用国标中的标准紧固件，其强度和规格应满足力学要求，且不低于管材强度要求。拼接处必须清理干净，以确保拼缝搭接紧密，搭接处用密封防水材料（或热沥青）涂装。挚片与紧固件相配，螺栓与螺母均采用热浸镀锌处理。其它要求详见《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》（JT/T791-2010）。

5 结语：本文通过实例介绍了金属波纹管在桥梁加固中的一种应用方法，它还可以采用定制管片内衬方法（非整管）用于多种跨径拱桥加固，以及用于新、改建公路的桥涵、通道修筑，相对于钢筋混凝土涵洞，金属波纹管涵洞的应用，一方面节约了大量的石材、水泥，有利于环保，另一方面建设工期可以大幅度缩短，不仅加快了建设步伐，充分体现了建设工期缩短相对运营时间增加的经济效应，在抢险、保通工程中应用金属波纹管更能体现其明显的社会效应和经济效益，金属波纹管必将具有广阔的应用前景。