一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在地面（5)上的路側(cè)回填區(qū)（4)，還包括設(shè)置在路側(cè)回填區(qū)（4)內(nèi)的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)（3)和設(shè)置在結(jié)構(gòu)性回填區(qū)（3)內(nèi)的波紋鋼管(6)，且波紋鋼管（6)設(shè)置在砂墊層（1)上，砂墊層（1)的上表面與地面平齊，砂墊層（1)上設(shè)置有與波紋鋼管（6)下部外形適配的凹陷，砂墊層（1)設(shè)置在底基層（2)上。該填筑結(jié)構(gòu)克服了原有圬工涵洞剛性基礎(chǔ)容易造成波紋鋼管管壁破損的缺點，采用砂墊層加底基層的柔性基礎(chǔ)填筑，并在軟弱地質(zhì)條件時采用土工布，有效防止波紋鋼管的不均勻沉降。而且整個管身置于結(jié)構(gòu)性回填區(qū)的保護中，能有效保護波紋鋼管管身，并更吻合波紋鋼管的柔性材料特性。該填筑結(jié)構(gòu)適用于圓形、橢圓形和管拱形等各種形狀的波紋鋼管，也適用于管溝法或筑堤法施工。
【專利說明】一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及涵洞管件填筑領(lǐng)域，具體涉及一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)。適用于公路建設(shè)中尤其是在山區(qū)公路和不良地質(zhì)條件下波紋鋼管涵洞建設(shè)的回填。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著山區(qū)公路建設(shè)的快速發(fā)展和鋼材生產(chǎn)、加工工藝的進一步提高，波紋鋼管涵洞由于具有受力性能好、適應(yīng)性強、施工工期短、使用壽命長、行車舒適性好的特點，在國內(nèi)外公路建設(shè)中尤其是在山區(qū)公路和不良地質(zhì)條件下，正日益得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]然而目前國內(nèi)尚沒有波紋鋼管涵洞的施工規(guī)范，已建成或在建的波紋鋼管涵洞基本仍參照圬工涵洞的方式填筑，或者僅進行略微改動，沒有針對波紋鋼管柔性管身的特點形成一套切實有效的填筑結(jié)構(gòu)，不能滿足波紋鋼管填筑的需要。
[0004]圬工涵洞的基礎(chǔ)主要有兩種，一種采用混凝土或砌體等剛性基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上面設(shè)置混凝土管座，其頂部弧形面與管身緊密貼合，使管節(jié)受力均勻。另一種做法是直接將圬工涵洞管身放在天然地基土，但要按照設(shè)計要求將管底土層夯壓密實，并做成與管身弧度密貼的弧形管座，若管底土層承載力不符合設(shè)計要求，還應(yīng)進行處理和加固。這兩種做法都使得涵洞的基礎(chǔ)剛性較大，而由于波紋鋼管涵洞的管身為柔性材料且?guī)в胁y形狀，使用剛性基礎(chǔ)會使波紋鋼管管身與基礎(chǔ)不能緊密貼合，不利于管身應(yīng)力的均勻擴散，容易造成波紋鋼管管身局部擠壓破壞。而且兩種填筑結(jié)構(gòu)只重視波紋鋼管管身下的基層材料，均未對管身兩側(cè)尤其是頂部的填筑材料提出要求，結(jié)構(gòu)性回填區(qū)的范圍太小。由于波紋鋼管的管壁較薄，填筑材料的粒徑過大易造成管壁磨損或擠壓破壞，必須對緊貼管身的所有填筑材料做出嚴(yán)格要求。同時，由于波紋鋼管是柔性材料，當(dāng)管頂填土高度較小(<100cm)時，管頂上方不得使用重型壓路機。
[0005]本實用新型的目的是針對波紋鋼管涵洞實用新型一種地基基礎(chǔ)及管身回填的填筑結(jié)構(gòu)，使其具有經(jīng)濟實用、便于施工、有效保護管身的特點，能更好地發(fā)揮波紋鋼管適應(yīng)基礎(chǔ)變形及不均勻沉降的優(yōu)勢。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于改變傳統(tǒng)填筑結(jié)構(gòu)剛性大、易損傷柔性管身、不適用于波紋鋼管涵洞的現(xiàn)狀，提供一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、適用性廣，能很好地保護波紋鋼管管壁不受破壞，并充分發(fā)揮波紋鋼管材料的柔性優(yōu)勢。
[0007]本實用新型的目的可通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在地面上的路側(cè)回填區(qū)，還包括設(shè)置在路側(cè)回填區(qū)內(nèi)的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)和設(shè)置在結(jié)構(gòu)性回填區(qū)內(nèi)的波紋鋼管，且波紋鋼管設(shè)置在砂墊層上，砂墊層的上表面與地面平齊，砂墊層上設(shè)置有與波紋鋼管下部外形適配的凹陷，砂墊層設(shè)置在底基層上。
[0009]如上所述的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)包括依次疊放的填筑層，每個填筑層的厚度為20_50cm。
[0010]如上所述的底基層的底面設(shè)置有土工布。
[0011]如上所述的底基層從波紋鋼管的最外側(cè)向外延伸的距離大于2m。
[0012]如上所述的波紋鋼管為圓形波紋管、橢圓波紋管或管拱式波紋管。
[0013]如上所述的管拱式波紋管的拱腋處下方的底基層設(shè)置有拱腋加固區(qū)。
[0014]如上所述的拱腋加固區(qū)的底寬大于0.2Rb/Rs，其中Rs為管拱式波紋管拱腋處的半徑；Rb為管拱式波紋管管底處的半徑。
[0015]如上所述的拱腋加固區(qū)的橫截面為邊坡為1:1的倒梯形。
[0016]如上所述的波紋鋼管為單個或多個，砂墊層上設(shè)置有與波紋鋼管數(shù)目對應(yīng)的凹陷。
[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0018](I)承載波紋鋼管的砂墊層能更緊密貼合波紋鋼管表面，使波紋鋼管管壁受力均勻，避免波紋鋼管局部應(yīng)力過大而破壞，同時限制了與波紋鋼管直接接觸的填筑材料的粒徑，有效防止大粒徑石礫等堅硬殘渣混在填筑材料里對波紋鋼管的管壁造成劃傷、磨損甚至刺穿。
[0019](2)底基層能更有效地分布管底應(yīng)力，充分發(fā)揮波紋鋼管能適應(yīng)不均勻沉降的優(yōu)勢。同時能改善沼澤淤泥等不良地質(zhì)，防止波紋鋼管沉降過大。
[0020](3)管側(cè)和頂部均設(shè)為結(jié)構(gòu)性回填區(qū)，擴大的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)能有效保護柔性的波紋鋼管，避免施工、壓實和運營時波紋鋼管的局部應(yīng)力過大。
[0021](4)管溝法施工的開挖邊坡I =Ii1和筑堤法施工的填筑邊坡1:n2根據(jù)現(xiàn)場土壤條件和填筑材料確定，保證邊坡的穩(wěn)定性即可。
[0022](5)結(jié)構(gòu)性回填區(qū)為邊坡1:n2的倒梯形，先將路基填筑至指定位置后再壓實涵洞，有利于涵洞填筑材料的充分壓實，結(jié)構(gòu)性回填區(qū)的倒梯形正好對接路側(cè)回填區(qū)的正梯形，可以有效提高填筑效率，縮短填筑時間。
[0023](6)底基層的土工布可有效改善軟弱地質(zhì)的不利影響，提高軟弱地基的承載力。
[0024](7)在拱腋的半徑變化處進行基礎(chǔ)加固設(shè)計，設(shè)置拱掖加固區(qū)，避免半徑變化處應(yīng)力集中破壞造成基礎(chǔ)破壞。
[0025](8)對砂墊層和底基層只進行簡單壓實，壓實度不超過90%，避免基礎(chǔ)由于過度壓實而呈現(xiàn)較大的剛性，與波紋鋼材料的柔性特性沖突。
[0026](9)對結(jié)構(gòu)性回填區(qū)只進行簡單壓實，壓實度不超過95%，避免從下向上的填筑過程中，管壁由于壓實過度受土體壓力造成側(cè)面向內(nèi)、頂部向上的變形，這種變形即使后期在波紋鋼管頂部填土后也無法恢復(fù)。
[0027](10)適用于單管或多管涵洞，也適用于路堤式和路塹式的路基，適用于各種形狀的波紋鋼管，包括圓管、橢圓管和管拱式等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)單管填筑結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2為一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)雙管填筑結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3為管拱式波紋管的單管填筑結(jié)構(gòu)圖
[0031]圖4為管拱式波紋管的管腋處結(jié)構(gòu)圖。
[0032]其中:1—砂墊層，2—底基層，3—結(jié)構(gòu)性回填區(qū)，4一路側(cè)回填區(qū)，5—理論地面線，6—波紋鋼管，7—拱腋加固區(qū)，8—土工布；9_開挖線；
[0033]tl:波紋鋼管頂至結(jié)構(gòu)性回填區(qū)頂?shù)木嚯x；t2:結(jié)構(gòu)性回填區(qū)填筑的分層厚度；t3:波紋鋼管管底砂墊層的厚度；t4:砂墊層向下凹陷的距離；t5:底基層的厚度。
[0034]D:波紋鋼管直徑；T:底基層從波紋鋼管最外側(cè)向外延伸的距離；Ε:波紋鋼管的間距。
[0035]Rs:橢圓管或管拱式波紋鋼管拱腋處的半徑；Rb:橢圓管或管拱式波紋鋼管管底處的半徑;W:波紋鋼管拱腋加固區(qū)底部的長度。
[0036]ηι、η2分別為結(jié)構(gòu)性回填區(qū)的挖方邊坡斜率和填方邊坡斜率，即指當(dāng)結(jié)構(gòu)性回填區(qū)的高度為I時，對應(yīng)的挖方邊坡和填方邊坡在水平面上投影的長度為ηρ?ν

【具體實施方式】
[0037]為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合實施例進一步闡明本實用新型的內(nèi)容，但本實用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0038]實施例1:
[0039]一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在地面5上的路側(cè)回填區(qū)4，還包括設(shè)置在路側(cè)回填區(qū)4內(nèi)的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3和設(shè)置在結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3內(nèi)的波紋鋼管6，且波紋鋼管6設(shè)置在砂墊層I上，砂墊層I的上表面與地面平齊，砂墊層I上設(shè)置有與波紋鋼管6下部外形適配的凹陷，砂墊層I設(shè)置在底基層2上。
[0040]結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3包括依次疊放的填筑層，每個填筑層的厚度為20_50cm。
[0041]底基層2的底面設(shè)置有土工布8。
[0042]底基層2從波紋鋼管的最外側(cè)向外延伸的距離T大于2m。
[0043]波紋鋼管6為圓形波紋管、橢圓波紋管或管拱式波紋管。
[0044]管拱式波紋管的拱腋處下方的底基層2設(shè)置有拱腋加固區(qū)7。
[0045]拱腋加固區(qū)7的底寬W大于0.2Rb/Rs，其中Rs為管拱式波紋管拱腋處的半徑；Rb為管拱式波紋管管底處的半徑。
[0046]拱腋加固區(qū)7的橫截面為邊坡為1:1的倒梯形。
[0047]波紋鋼管6為單個或多個，砂墊層I上設(shè)置有與波紋鋼管6數(shù)目對應(yīng)的凹陷。
[0048]實施例2:
[0049]涵洞下臥層為巖石，波紋鋼管為圓管，直徑為D = 2m時:
[0050]砂墊層I厚t3 = 30cm,底基層2厚t5 = 60cm,底基層2的頂寬T = 5m,波紋鋼管6頂部以上的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度tl = 10cm0砂墊層I的粒徑不大于12mm。底基層2為砂礫，粒徑不大于37.5mm,底基層2不得過度壓實，壓實度介于85?90%之間，底基層延伸距離T為2m。結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3按每層厚度20cm分層填筑，壓實度介于93?95%之間。結(jié)構(gòu)性回填區(qū)高度范圍內(nèi)，壓路機平行于涵洞運行，且不得走行至管側(cè)150cm范圍內(nèi)；結(jié)構(gòu)性回填區(qū)高度以上，壓路機可垂直于涵洞方向運行。
[0051]實施例3:
[0052]涵洞下臥層為沼澤，波紋鋼管為圓管，直徑為D = 6m時:
[0053]砂塾層I厚t3 = 30cm，底基層2厚t5 = 80cm，底基層2的頂覽T = 10m，波紋鋼管6頂部以上的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度tl = 100cm，砂墊層I粒徑不大于12mm。底基層2為砂礫，粒徑不大于37.5mm，底基層2不得過度壓實，壓實度介于85?90%之間。底基層2下表面D范圍內(nèi)鋪設(shè)土工布，底基層延伸距離T為2m。。結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3為砂礫，按每層厚度40cm分層填筑，壓實度介于93?95%之間。結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度范圍內(nèi)，壓路機平行于涵洞運行，且不得走行至管側(cè)150cm范圍內(nèi)；結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度以上，壓路機可垂直于涵洞方向運行。
[0054]實施例4:
[0055]涵洞下臥層為巖石，波紋鋼管為管拱式，跨徑為6.25m，矢高為3.91m，波紋鋼管底部直徑為Rb = 9.625m,拱腋直徑為Rs = 0.84m時:
[0056]砂墊層I厚t3 = 30cm,底基層2厚t5 = 60cm,底基層2的頂寬T = 9.25m,波紋鋼管6頂部以上的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度tl = 10cm0砂墊層I的粒徑不大于12mm。底基層2為砂礫，粒徑不大于37.5mm,底基層2不得過度壓實，壓實度介于85?90%之間，底基層延伸距離T為3m。結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3按每層厚度20cm分層填筑，壓實度介于93?95%之間。結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度范圍內(nèi)，壓路機平行于涵洞運行，且不得走行至管側(cè)150cm范圍內(nèi)；結(jié)構(gòu)性回填區(qū)3高度以上，壓路機可垂直于涵洞方向運行。
[0057]設(shè)置拱腋加固區(qū)7，其高度即為底基層2的高度t5 = 60cm，底部長度W = 0.2Rb/Rs = 0.2*9.625/0.84 = 2.3m。拱腋加固區(qū)7的側(cè)邊坡為1:1。
[0058]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在地面(5)上的路側(cè)回填區(qū)(4)，其特征在于，還包括設(shè)置在路側(cè)回填區(qū)(4)內(nèi)的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)(3)和設(shè)置在結(jié)構(gòu)性回填區(qū)(3)內(nèi)的波紋鋼管￠)，且波紋鋼管(6)設(shè)置在砂墊層(I)上，砂墊層(I)的上表面與地面平齊，砂墊層(I)上設(shè)置有與波紋鋼管(6)下部外形適配的凹陷，砂墊層(I)設(shè)置在底基層(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)性回填區(qū)(3)包括依次疊放的填筑層，每個填筑層的厚度為20-50cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的底基層(2)的底面設(shè)置有土工布(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的底基層(2)從波紋鋼管的最外側(cè)向外延伸的距離(T)大于2m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的波紋鋼管(6)為圓形波紋管、橢圓波紋管或管拱式波紋管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的管拱式波紋管的拱腋處下方的底基層(2)設(shè)置有拱腋加固區(qū)(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的拱腋加固區(qū)(7)的底寬(W)大于0.2Rb/Rs，其中Rs為管拱式波紋管拱腋處的半徑；Rb為管拱式波紋管管底處的半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的拱腋加固區(qū)(7)的橫截面為邊坡為1:1的倒梯形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋鋼管涵洞填筑結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的波紋鋼管(6)為單個或多個，砂墊層(I)上設(shè)置有與波紋鋼管(6)數(shù)目對應(yīng)的凹陷。
【文檔編號】E02D17/18GK204023431SQ201420480013
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】余順新, 盧傲, 鄧濤, 鞠金熒, 張春華, 夏飛, 王志成, 何苑 申請人:中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司