CN103276675A - 圆弧拱钢波纹板桥涵结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆弧拱钢波纹板桥涵结构。钢筋混凝土结构的圆弧拱桥涵不能很好的适应地基变形和不均匀沉降，无法有效的缓冲地震带来的破坏，且施工成本较高，工期较长。本发明的桥涵结构下部设置有基础，基础上部设置有单跨或多跨桥拱，桥拱为钢波纹板圆弧拱，由钢波纹板通过螺栓拼装固定组成；钢波纹板圆弧拱的半径为2.1648m，中心角为135°，圆弧曲率半径为4.33m，单跨径为4m，矢高为1.3365m。本发明的钢波纹板涵洞具有轴向波纹，具有优良的受力特征，轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，有效分散荷载的应力集中，更好地发挥钢结构的优势，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于道路交通技术领域，具体涉及一种圆弧拱钢波纹板桥涵结构。
背景技术
在多年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等不良地基中，由于加载在地基上的荷载不同，以及地基土层的不均匀性，还有各种外界因素的影响，构造物的地基会发生不均匀的沉降，将引起构造物变形和结构内力的产生，对于刚性混凝土结构而言，这种不均匀变形如果过大，内力超过结构内力限值，将引起混凝土结构的裂缝、破坏，从而导致影响结构物的适用功能及寿命。尤其是钢筋混凝土结构的圆弧拱桥涵，不能很好的适应地基变形和不均匀沉降，无法有效的缓冲地震带来的破坏，且施工成本较高，工期较长，多受雨季环境条件的影响，施工进度慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以更大程度上分散荷载应力集中的圆弧拱钢波纹板桥涵结构。
本发明所采用的技术方案是：
圆弧拱钢波纹板桥涵结构，下部设置有基础，其特征在于：
基础上部设置有单跨或多跨桥拱，桥拱为钢波纹板圆弧拱，由钢波纹板通过螺栓拼装固定组成。
所述的钢波纹板圆弧拱的半径为2.1648m，中心角为135°，圆弧曲率半径为4.33m，单跨径为4m，矢高为1.3365m。
所述的钢波纹板的波纹为轴向波纹，波形为150mm×50mm×28mm，板顶覆土厚度为1.08m。
所述的钢波纹板圆弧拱的拱间距为0.5m。
本发明具有以下优点：
1）变形适应性强
钢波纹板桥涵为柔性结构，且钢材的抗拉强度很大，结构物不会产生开裂破坏，保证了结构物的安全，波纹状结构不仅能够适用一定程度的变形，也不会引起结构物的破坏，从而有效的保证了结构物的使用功能及寿命。
2）便于质量控制、施工便捷，节约工期
钢波纹板采用工厂标准化生产，按照《公路涵洞、通道用波纹管（板）》行业标准进行质量控制，避免了因材料差异、施工差异、人为因素等引起的质量问题；另外集中简约化生产有利于降低成本。结构的安装采用拼装，现场施工速度快，质量易控制，也不受气温，养生等环境、时间的限值。
3）工程造价较低
从圬工结构物及钢波纹板桥涵的设计对比可知，钢波纹板桥桥对于地基的要求也比圬工结构物要求要低，这样又省去了地基处理的费用；另外由于钢波纹板桥是柔性结构，桥头也就不用再做特殊的处理。相比于钢筋混凝土结构桥梁，总体造价节省约10%~30%。
4）利于环保
钢波纹板桥主要材料为钢材，并且采用工厂标准化生产，其结构对水泥、沙、石等材料用量较少。少用水泥、块片石或碎石、砂等，有利于环境保护。本发明的钢波纹板桥涵结构，是采用波纹状弧形板通过连接、拼装形成的一种桥涵形式，不仅可以解决多雨等气候环境影响工程质量和施工进度的技术难题，而且可以适应地基变形，减少不均匀沉降，缓冲地震带来的破坏。考虑地基处理、基础工程等费用，钢波纹结构桥涵的造价将接近或比钢筋混凝土结构更节省，并且具有施工速度快，不需要养生，不受气温影响等优势。
附图说明
图1为本发明结构图。
图中，1-钢波纹板圆弧拱，2-基础，3-地面线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所述的一种圆弧拱钢波纹板桥涵结构，下部设置有基础2，采用C30钢筋水泥混凝土。基础2上部设置有单跨或多跨桥拱，桥拱为钢波纹板圆弧拱1，由钢波纹板通过螺栓拼装固定组成。如图1所示的三跨圆弧拱钢波纹板桥涵，钢波纹板圆弧拱1的半径为2.1648m，中心角为135°，圆弧曲率半径为4.33m，单跨径为4m，矢高为1.3365m。钢波纹板的波纹为轴向波纹，波形为150mm×50mm×28mm，板顶覆土厚度为1.08m。钢波纹板圆弧拱1的拱间距为0.5m。
钢波纹板涵洞因轴向波纹的存在使其具有优良的受力特征，轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散荷载的应力集中，更好地发挥钢结构的优势。对金属波纹管涵洞，其外侧主要为土壤腐蚀，内侧主要为水腐蚀和大气腐蚀。国外钢波纹管涵洞的寿命一般在50年以上，也存在一些使用70年以上的，个别预估寿命100年。我国一般地区的钢波纹管涵洞镀锌层的寿命应达到30~50年以上。如果考虑钢波纹管涵洞防腐的非金属涂层、养护（大修、二次防腐）、设计厚度腐蚀富余量等，钢波纹管涵洞的耐腐蚀寿命达到50年以上。土壤腐蚀弱的地区，寿命可能也达100年。
本项目考虑到公路等级、使用环境等因素，最终确定钢波形板内外表面热镀锌总量为1200g/m2，并且喷涂200μm厚耐磨环氧树脂以防腐（根据相关资料介绍在热镀锌基础上覆盖耐磨环氧树脂后寿命增加30年以上）。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.圆弧拱钢波纹板桥涵结构，下部设置有基础（2），其特征在于：
基础（2）上部设置有单跨或多跨桥拱，桥拱为钢波纹板圆弧拱（1），由钢波纹板通过螺栓拼装固定组成。
2.根据权利要求1所述的圆弧拱钢波纹板桥涵结构，其特征在于：
所述的钢波纹板圆弧拱（1）的半径为2.1648m，中心角为135°，圆弧曲率半径为4.33m，单跨径为4m，矢高为1.3365m。
3.根据权利要求1或2所述的圆弧拱钢波纹板桥涵结构，其特征在于：
所述的钢波纹板的波纹为轴向波纹，波形为150mm×50mm×28mm，板顶覆土厚度为1.08m。
4.根据权利要求3所述的圆弧拱钢波纹板桥涵结构，其特征在于：
所述的钢波纹板圆弧拱（1）的拱间距为0.5m。
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