鋼波紋管涵在國內(nèi)已使用多年,最初在青藏鐵路和公路中研究應(yīng)用,目前已在多種地質(zhì)地形情況下應(yīng)用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。也逐漸為交通業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可并,在各等級公路橋涵項目中發(fā)揮它的專長,國內(nèi)先后制定了交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路涵洞通道用波紋鋼管(板)》(JT/T及《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F有波形鋼涵洞章節(jié)。
鶴壁市公路管理局在國道107改建工程和新老區(qū)快速通道北延工程中都使用了鋼波紋管涵洞,取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。下面將鋼波紋管涵洞的使用情況做一下介紹。
(一) 技術(shù)指標(biāo)1、 涵洞孔徑:2-4米2、 涵洞交角:10&3、 設(shè)計荷載:公路-Ⅰ級4、 地基容許承載力:220KPa以上5、 涵洞長度90.96米
(二) 設(shè)計要點
1、 工程情況:鋼波紋管涵洞,直徑D=4m;波距L=150mm;波高d=50mm;厚度t=6.5mm;填石高度H=19m
2、荷載計算 設(shè)計荷載主要考慮管頂以上填土高度恒載和行車荷載的綜合作用,恒載用DL表示,動載用LL表示。實際工程中荷載系數(shù)K取0.86?偤奢dVP。VP(DLLL)KVP(DLLL)K=KN/m2+2.63 KN/m2)=KN/m2
;3、環(huán)向壓力 為適應(yīng)管材管壁受到徑向壓力下產(chǎn)生的變形,管結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度。管壁應(yīng)力的容許值一般是由室內(nèi)破壞性試驗獲得。波紋管所能承受的總壓力VP的選取要考慮波紋管的抗變形能力,以確定鋼波紋管的環(huán)向設(shè)計壓力。波紋管涵的直徑為D作用于管面的應(yīng)力VP和波紋管環(huán)向壓力C之間的關(guān)系為:CPD=KN/m2*4m/2=KN/m=Kg/cm4. 極限應(yīng)力計算結(jié)合本工程實際情況,涵管D=4m;波紋形狀150mm*50mm壁厚為6.5mm的鋼波紋管管取r=17.375mm(r為波紋管涵的截面回轉(zhuǎn)半徑)。即Dr==230.22<294,故取容許管壁應(yīng)力230bfMPa。 <當(dāng)取安全系數(shù)為2時,極限應(yīng)力的計算值為: 2cbff=230/2 MPa=115 MPa=1150 kg/cm2
5. 波紋管涵強(qiáng)度校核
根據(jù)設(shè)計要求,必須使得設(shè)計應(yīng)力cP≦cf,而環(huán)向壓力C和設(shè)計應(yīng)力cP有如下關(guān)系,即 22/kpcmgcmkgACcdiv>
故采用波形150mm*50mm,直徑D=4m,厚度t=6.5mm的鋼波紋管涵洞在19m填土高度公路—I級荷載作用下能夠滿足截面強(qiáng)度要求