带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高填方路段大口径波纹钢板涵洞，尤其涉及一种带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞。
【背景技术】
[0002]近年来基础设施建设大力发，经常需要在地形复杂、沟壑纵横的山区修建高速公路，而高速公路的路线指标一般要求高，使得工程存在大量的高填深挖路基和隧道工程，特别是高架桥和隧道相连的情况较多，若采用高填方涵洞替代高架桥，彻底解决了隧道弃渣问题，大大节约了工程造价，符合低碳环保的要求，因此，高填方路基成为山区高等级公路的常用形式之一，从而使高填方路堤下的涵洞建设大量涌现。
[0003]传统的高填方混凝土涵洞属于刚性结构，受荷后变形小，难以将上部荷载转移到周围土体中去，故很难与周围土体共同受力，其设计的截面尺寸较大，需要更多的截面钢筋来提供足够的强度。而波纹钢板以其自身诸多优良特性使得波纹钢板涵洞在工程中的应用越来越广泛。高填方地段的波纹钢管因为涵顶覆土较大，而设计人员在涵洞设计时很难全面了解涵洞基底的地质情况，施工人员在施工过程中如果没有严格按照合理施工工艺作业，例如在回填过程中如果没有严格按照工艺流程和施工要求作业，两侧填土压实度达不到96%，会致使波纹钢管在回填后甚至回填中就产生超过允许值的变形；同时，由于单层波纹钢板端部有连接螺栓孔，造成波纹钢板端部强度减弱，存在波纹钢板端部受力集中问题，可能导致局部屈服的安全隐患；波纹钢板片环向拼接构成管节时，拼接位置的钢板强度衰减，达不到母材强度，如果拼接处在建设中或使用中屈服损坏，则会造成整道涵洞的损坏。另外，高填方涵洞需承受较大土压力，若土压力过大超过其能够承受的变形量，也会造成涵洞的开裂甚至破坏。目前，解决上述为问题的方法是:在普通路段中，通常是加长钢板搭接长度，增多螺栓数量来实现，然而在高填方路段，加长搭接处长度已经不能满足接缝强度要求；或者可对波纹钢管涵洞的钢板壁进行加厚，如此不仅增加经济成本，而且提高了管片加工难度，施工工程量同样增加，且施工周期较长，大大减弱了波纹管涵的优势。
【实用新型内容】
[0004]实用新型目的:本实用新型的目的是提供一种具有高强度的环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞。
[0005]技术方案:本发明所述的高填方波纹钢管涵洞，由波纹钢板弯曲、拼接构成环状结构的管节，相邻管节拼装而成；其中，每块波纹钢板的左右两端拼接处各设带有波型的加强板，该加强板的波型与波纹钢板的波型相吻合，一块加强板位于波纹钢板左端拼接处的上方，另一块加强板位于同一波纹钢板右端拼接处的下方，当相邻弯曲的第一波纹钢板与第二波纹钢板拼接时，位于第一波纹钢板上方的第一加强板、第一波纹钢板、第二波纹钢板以及位于第二波纹钢板下方的第二加强板依次通过螺栓连接。
[0006]其中，所述加强板的长度略小于拼接处波纹钢板的宽度；如此，加强板可以围焊在波纹钢板上，以保证焊接处的质量。
[0007]所述管节可以由若干块(例如三块)波纹钢板弯曲、拼装构成。
[0008]相邻管节上的环向加强拼接结构交错布置；更进一步地，间隔管节上的环向加强拼接结构处于同一水平线上。
[0009]实用新型原理:钢波纹管属于典型的柔性结构，波纹钢板是利用周围土体一起受力，使得周围土体与波纹钢管形成“土拱效应”，充分发挥了钢材优越的变形和拉压受力性能。采取上述加强拼接结构后，相邻的波纹钢板环向拼接构成管节时，拼接结构由两块波纹钢板和两块加强板通过螺旋连接而成，如此加强了波纹钢板的端部拼接强度，提高了涵洞的承载力，满足了高填方路段的较大上部载荷的受力要求，可用于管顶覆土更高的工程中，同时主体材料增加量较小，工程的造价只是微量增加，保证了波纹钢管涵洞的造价优势。
[0010]有益效果:与现有技术相比，本实用新型的优点为:首先，利用环向加强拼接结构，增加了波纹钢管涵洞环向拼接处的强度，防止因波纹钢板拼接处局部屈服引起的涵洞压塌损坏，可用于覆土更高的工程中；其次，钢板的波纹形状增加了其截面惯性矩，提高了其抗压强度，如此增强了涵洞的承载力，涵洞不易开裂损坏；同时，无需对波纹钢板壁进行加厚，或加长钢板搭接长度，不会大大增加工程造价；另外，波纹板片可标准化生产及标准化防腐处理，可多片、多节拼装，可全部在工厂预制，也可将波纹板片运至现场后预制，施工方便、周期短，波纹板片可层叠式运输，占用空间小，大大提高了运能及运量，减低了运输成本，保证了波纹钢管涵洞的造价优势。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型设置了加强板的波纹钢板展开示意图；
[0012]图2为图1中的波纹钢板弯曲后的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型波纹钢板拼接构成管节的截面图；
[0014]图4为图3中的A点放大图。
【具体实施方式】
[0015]下面对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0016]本实用新型的所述的高填方波纹钢管涵洞，由波纹钢板I弯曲、拼接构成环状结构的管节2，相邻管节拼装而成(参见图3);其中，每块波纹钢板I的左右两端拼接处各设带有波型的加强板3，该加强板的波型与波纹钢板的波型相吻合，一块加强板位于波纹钢板左端拼接处的上方，另一块加强板位于同一波纹钢板右端拼接处的下方(参见图1-2)，加强板3与波纹钢板I焊接，更进一步，加强板3的长度可以略小于拼接处波纹钢板I的宽度，这样加强板3可以围焊在波纹钢板I上，为保证焊接处的质量，焊接在车间内进行，并采用气体保护。当相邻弯曲的第一波纹钢板5与第二波纹钢板7拼接时，位于第一波纹钢板上方的第一加强板6、第一波纹钢板5、第二波纹钢板7以及位于第二波纹钢板下方的第二加强板8依次通过螺栓4连接(参见图4)，其中螺旋4与加强板3之间使用垫片9。
[0017]施工步骤:
[0018](I)根据施工图加工波纹钢板涵洞的主体板片(即波纹钢板);
[0019](2)根据施工图在波纹钢板的两端拼接处设置加强板；
[0020]其中，可用预弯机械将加强板弯曲，加强板弯曲弧度与主体波纹板弧度一致，以保证两者之间贴合紧密无间隙。
[0021](3)采用围焊的方式将加强板固定在波纹钢板的端部拼接处上；
[0022]其中，加强板用临时螺栓固定在波纹钢板上，将加强板的三条边(包括两道窄边和远离波纹钢板端部的一道宽边)与波纹钢板焊接，为保证焊接质量，焊接在车间内进行，并采用气体保护；焊接完成后清除焊渣，检查焊缝，拆除临时固定螺栓。因为加强板的焊接位置不是全部相同，在焊接前，需要在主体钢板上标明加强板焊接位置，防止加强板位置错误。焊接完一个批次后，采用热浸镀锌的方式对波纹钢板镀锌，钢板在镀锌前要进行酸洗，为防止酸洗后酸液残留在加强板与波纹钢板之间，腐蚀钢板。酸洗后将波纹钢板静置一段时间，以使酸液从未焊接一侧(靠近波纹钢板端部的一道宽边)流出。镀锌完成后，将波纹钢板运至现场拼装。
[0023](4)现场将带有加强板的波纹钢板拼装成涵洞；拼装之前对地基进行处理，使得地基承载力要求达到设计要求；拼装时可采用三块波纹钢板拼装成环状结构的管节，每个管节上有三道拼接结构，相邻管节上的环向加强拼接结构交错布置，例如间隔管节上的环向加强拼接结构处于同一水平线上，具体来说，第一、三、五等管节上的某个环向加强拼接结构处于同一水平线上，第二、四、六等管节上的某个环向加强拼接结构处于同一水平线上，拼接结构交错布置使得涵洞不易同时开裂损坏，可用于覆土更高的工程中。
【主权项】
1.一种带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，其特征在于:所述高填方波纹钢管涵洞由波纹钢板弯曲、拼接构成环状结构的管节，相邻管节拼装而成；其中，每块波纹钢板的左右两端拼接处各设带有波型的加强板，该加强板的波型与波纹钢板的波型相吻合，一块加强板位于波纹钢板左端拼接处的上方，另一块加强板位于同一波纹钢板右端拼接处的下方，当相邻弯曲的第一波纹钢板与第二波纹钢板拼接时，位于第一波纹钢板上方的第一加强板、第一波纹钢板、第二波纹钢板以及位于第二波纹钢板下方的第二加强板依次通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，其特征在于:所述加强板的长度略小于拼接处波纹钢板的宽度。
3.根据权利要求2所述带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，其特征在于:所述加强板围焊在波纹钢板上。
4.根据权利要求1、2或3所述带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，其特征在于:所述管节由三块波纹钢板弯曲、拼装构成。
5.根据权利要求1、2或3所述带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，其特征在于:相邻管节上的环向加强拼接结构交错布置。
6.根据权利要求1、2或3所述带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，其特征在于:相邻管节上的环向加强拼接结构交错布置，间隔管节上的环向加强拼接结构处于同一水平线上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有环向加强拼接结构的高填方波纹钢管涵洞，该涵洞由波纹钢板弯曲、拼接构成；每块波纹钢板的左右两端拼接处各设带有波型的加强板，该加强板的波型与波纹钢板的波型相吻合，一块加强板位于波纹钢板左端拼接处的上方，另一块加强板位于同一波纹钢板右端拼接处的下方，当相邻弯曲的第一波纹钢板与第二波纹钢板拼接时，位于第一波纹钢板上方的第一加强板、第一波纹钢板、第二波纹钢板以及位于第二波纹钢板下方的第二加强板依次通过螺栓连接。利用环向加强拼接结构，增加涵洞环向拼接处的强度，防止因波纹钢板拼接处局部屈服引起的涵洞压塌损坏，增强了涵洞的承载力，可用于覆土更高的工程中，保证了波纹钢管涵洞的造价优势。
【IPC分类】E01F5-00
【公开号】CN204589832
【申请号】CN201520127010
【发明人】彭立, 李健, 唐小富, 陈先义, 穆程, 战福军, 彭海涛, 张贵明, 陈卓
【申请人】湖南省永龙高速公路建设开发有限公司, 湖南省交通规划勘察设计院, 南京联众建设工程技术有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年3月5日