CN210194456U - 钢波纹管涵填土结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及钢波纹管涵填土结构，包括上宽下窄的用于放置钢波纹管涵的梯形槽，梯形槽的底部铺设底部垫层，钢波纹管涵设置在底部垫层上，钢波纹管涵的楔形部填设有砂砾石层，钢波纹管涵的两侧设置水泥土层，水泥土层设于底部垫层上方且水泥土层高度为钢波纹管涵径向高度的三分之二，水泥土层上方填设土层。本实用新型中，钢波纹管涵的两侧采用水泥土层，水泥土的无侧限抗压强度比天然软土大几十倍，给管涵提供更大的被动土压力，在一定程度上起到保护钢波纹管涵的作用，使得钢波纹管涵能够在允许变形量范围内承受上方的更大填土厚度的压力。与工程中钢波纹管钢混组合结构相比造价低，施工简单、节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种填方路基下涵洞结构，特别是钢波纹管涵填土结构。
背景技术
钢波纹管涵也叫波纹管涵，是指铺埋在公路、铁路路下的涵洞用的螺纹波纹管，它是由波形钢板卷制成或用波形钢片组拼成的圆形钢结构管。金属波纹管涵的波纹结构可使涵洞路面受力合理，荷载分布均匀，并具有一定的抗变形能力，能解决北方寒冷地区(霜冻)对桥梁和管涵砼结构的破坏问题；使路表面没有伸缩缝，提高行车舒适性；有利于改善软土地基结构与路堤交界处的“错台”现象，提高行车安全性。
现有的钢波纹管涵填土结构，是直接在钢波纹管两侧填土，波纹钢管涵和周围填土相互作用，形成一个拱形结构和弹性层组成的复合结构，该结构既柔韧又结拱成型受力，弹性层不断均衡土压力，将荷载分散到两侧的土体，周围土体在波纹钢管涵四周形成若干支撑点，提高了钢板自身承载力。但是，当钢波纹管涵上方的填土厚度很大时，填土自重也会很大，管涵承受很大的压力，管涵会向两侧挤压填土，由于填土抗压能力有限，往往造成钢波纹管涵变形过大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供钢波纹管涵填土结构，本实用新型的技术方案如下：
钢波纹管涵填土结构，包括上宽下窄的用于放置钢波纹管涵的梯形槽，梯形槽的底部铺设底部垫层，钢波纹管涵设置在底部垫层上，钢波纹管涵的楔形部填设有砂砾石层，钢波纹管涵的两侧设置水泥土层，水泥土层设于底部垫层上方且水泥土层高度为钢波纹管涵径向高度的三分之二，水泥土层上方填设土层。
所述梯形槽的坡面为台阶状且各台阶宽高比均为1:1。
每个台阶的宽度大于或等于1m。
所述水泥土层为含水泥8％的水泥土层。
本实用新型中，钢波纹管涵的两侧采用水泥土层，水泥土的无侧限抗压强度比天然软土大几十倍，给管涵提供更大的被动土压力，在一定程度上起到保护钢波纹管涵的作用，使得钢波纹管涵能够在允许变形量范围内承受上方的更大填土厚度的压力。与工程中钢波纹管钢混组合结构相比造价低，施工简单、节约成本。
更进一步的，梯形槽的坡面为台阶状，这样和填筑的水泥土层以及土层形成相互咬合的搭茬，结构更稳定，由于水的横向渗透能力较弱，与斜面坡相比，该结构具有一定的防渗漏功能。
附图说明
图1是本实用新型的钢波纹管涵填土结构示意图。
具体实施方式
钢波纹管涵填土结构的实施例，如图1所示，包括上宽下窄的用于放置钢波纹管涵的梯形槽1，梯形槽的槽底宽度为钢波纹管涵直径的两倍，梯形槽的底部铺设底部垫层8，底部垫层由砂砾石铺垫形成,钢波纹管涵3设置在底部垫层上，钢波纹管涵的楔形部填设砂砾石层7，楔形部为钢波纹管涵、底部垫层以及两个斜面围城的区域，两个斜面在钢波纹管涵轴线处垂直相交，钢波纹管涵的两侧设置水泥土层5，水泥土层为含水泥8％的水泥土层，水泥土层设于底部垫层上方且水泥土层高度为钢波纹管涵径向高度的三分之二，水泥土层上方填设土层2，梯形槽的坡面6为台阶状。
制作该钢波纹管涵填土结构，需要先在钢波纹管涵的楔形部回填，回填材料采用天然级配砂砾石，形成砂砾石层，对称分层填筑密实，压实度≥96％，然后，在钢波纹管涵两侧部位回填，管涵两侧回填从钢波纹管涵底部至钢波纹管涵上部2/3处，回填材料为8％水泥土，经过三维数值模拟分析，该高度的水泥土层，使得钢波纹管涵变形较小，更高或者更低高度，变形都会增大。回填之前，可在波纹管涵两侧面用红油漆按每20cm高度作出填高标示，填筑时按标注线控制，在钢波纹管涵的管身最大直径两侧50cm范围内采用小型夯实机械夯实，靠近管体周围0.5米范围内，不允许有大于50mm的石块等硬物，防止夯实过程送损伤钢波纹管涵。填筑时应分层填筑、分层压实，每层压实厚度为20cm，压实度达到96％以上后方可进行下一层填筑。填筑必须在管涵两侧对称同步进行，两侧的回填土高差不得大于30cm。
钢波纹管涵顶部回填：管顶填土前，应在管内每6米设置一道竖向和横向十字临时支撑4，支持采用20a型工字钢，管内的临时支撑应在水泥土全部回填完成后28d后可拆除。管涵上方当回填厚度小于100cm时采用手扶振动夯机压实，压实度应满足规范要求。当管涵顶填土大于100cm后，方可采用20T压路机压实，每层厚度20cm，压实度应满足规范要求。管涵没有达到最小填土高度时，严禁一切重型车辆通行。规范指的是《公路路基设计规范》。
对有端部挡墙的涵洞，从涵洞两端向结构的中心进行回填；对没有端部挡墙的涵洞，从涵洞的中心向两端进行回填。管涵顶部及两侧10米范围内不允许使用机械进行强夯。
由于受弯构件的挠度主要由弯曲变形形成，运用结构力学方法，对管顶、管底、管侧压力作用下的变形进行计算并叠加，可以得到管道的压缩变形Δp如下：
式中Kd，Kc分别为基床系数和侧压力系数；qv为管顶垂直土压力；r0为管道结构的平均半径；e为管侧填土的弹性抗力系数。Ip指的是管道惯性矩；Ep为管道材料弹性模量。
在钢波纹管涵两侧填充水泥土代替普通填土或砂土，能够提高管侧填土的弹性抗力系数e，能够提高管侧填土侧压力系数Kc，从而降低变形。
Claims (4)
1.钢波纹管涵填土结构，其特征在于：包括上宽下窄的用于放置钢波纹管涵的梯形槽，梯形槽的底部铺设底部垫层，钢波纹管涵设置在底部垫层上，钢波纹管涵的楔形部填设有砂砾石层，钢波纹管涵的两侧设置水泥土层，水泥土层设于底部垫层上方且水泥土层高度为钢波纹管涵径向高度的三分之二，水泥土层上方填设土层。
2.根据权利要求1所述的钢波纹管涵填土结构，其特征在于：所述梯形槽的坡面为台阶状且各台阶宽高比均为1:1。
3.根据权利要求2所述的钢波纹管涵填土结构，其特征在于：每个台阶的宽度大于或等于1m。
4.根据权利要求1所述的钢波纹管涵填土结构，其特征在于：所述水泥土层为含水泥8％的水泥土层。
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| CN112127226A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-25 | 周同和 | 一种公路填方路基中钢波纹管涵填土施工方法 |
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