DBJT45T 014-2020 公路鋼波紋管涵洞設計施工技術指南

DBJT45廣西壯族自治區(qū)交通運輸廳發(fā)布I Ⅲ 1 1 1 5 5 5 5 6 7 7 7 8 8 8 8 8 8 9 9 通高速公路有限公司、衡水益通管業(yè)股份有黃云、賴增偉、盧傲、徐龍旺、馮學茂、楊文志、段寶山、梁嵐、牛晉濤、唐武、劉洪林、楊泓全、1公路鋼波紋管涵洞設計施工技術指南構造規(guī)定、地基、耐久性設計、施工、質量檢驗評定標準、運營檢查、維GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允GB/T1231鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技JT/T722公路橋梁鋼結構防腐涂裝JTGF80/1公路工程質量檢驗評定標準第一冊2閉口結構structureswi水平（豎直）橢圓形管horizontally/verticallyellipti3螺旋形鋼波紋管helicalcorruga鋼波紋結構板corrugatedste鋼波紋結構板寬度widthofcorrugatedsteels鋼波紋管涵洞安裝成形后豎向對應截面中心線之間的最大4結構性回填土engineereds結構性回填區(qū)structuralba填土厚度depth/height環(huán)向壓力circumferentialcompressiveforce/ringco54.2廣西地區(qū)公路鋼波紋管涵洞的設計及施工除應符合本指南的規(guī)定外，尚應符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有5.1應用原則5.1.1鋼波紋管涵洞設計應綜合考慮公路等級、重要性程度、地形地貌、地質、進出口排水條件、路5.1.2鋼波紋管涵洞布設應符合路線線形的要求，結構應能適應5.1.3鋼波紋管涵洞為柔性埋置式結構，適用于多種地基條件，特別適用于地基承載力較低，或有較大沉降與變形的地基。鋼波紋管涵洞的類型與功5.1.4鋼波紋管涵洞的鋼板厚度選擇應與波形相適應，避免產生局部屈曲。波紋截面特征參數(shù)的確定5.1.5鋼波紋管涵洞所用鋼板及配件整體應具有足夠的耐腐蝕與耐磨蝕能力，設計和施工應考慮適當5.2適用條件e)快修工程：施工工期緊迫的應急搶險、救災等工程；f)原有結構物改擴建：既有橋梁、涵洞的加固、接長。65.2.2涵洞布設時，下列情況不宜選用鋼波紋管涵洞，如需設置應進行特殊設計：a)陡坡涵；b)沿海中度、重度腐蝕環(huán)境下和雨量大且水流砂石含量大的地區(qū)。5.3結構類型5.3.1鋼波紋管涵洞其結構組成如圖1所示。圖1鋼波紋管涵洞典型橫斷面5.3.2鋼波紋管涵洞根據(jù)截面形狀可分為圓管形、管拱形、豎直橢圓形、水平橢圓形等，如圖2所示。圖2鋼波紋管涵洞尺寸詳圖75.4.1河溝縱坡較陡、泥石流地區(qū)，或人煙稀少、清淤不便的地區(qū)，宜根據(jù)地形條件和植被情況在進5.4.2對沖刷嚴重的結構，應在洞身底部內壁一定高度范圍全長設置內襯進行防護處理。內襯頂部應5.5布設基本要求5.5.2鋼波紋管涵洞斜交時宜采取斜交正做的方式。當采用斜交洞口時，應進行端部特殊設計。5.5.3當涵底縱坡＞6％時，應對結構進行分段加固，限制其位5.5.4涵洞沿曲線布設或分岔布設時，可以通過彎頭、三通等構造連接成整體結構。5.6水力水文計算———86.1.1螺旋鋼波紋管采用連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶時，其性能、尺寸、外形、重量及允許偏差應符合6.1.3環(huán)形鋼波紋管、拼裝鋼波紋管6.2.4高強度螺栓、螺母規(guī)格為M12、M16、采用的型號應符合GB/T12467.1的要求；6.4.1密封材料應具有彈性、防滲透性和耐腐蝕性，并應填塞緊密。對于密封要求較高的項選擇與板片粘結力強、使用年限長、耐久性高的密封材6.4.2密封材料可采用聚乙烯發(fā)泡材料熱浸鍍鋅螺旋波紋鋼管和管箍≥300g/m2，或鍍鋼管、波紋鋼板件、法蘭盤≥600g/m2，或鍍鋅層平均≥350g/m2，或鍍鋅層平均厚度≥50μ鋅層應均勻完整、顏色一致，無漏鍍缺陷，表面光滑，不允許有流掛、滴9>0.12mm，表面應均勻光滑、連續(xù)，無肉眼可分辨的小孔、空間、孔隙、裂縫、脫皮及其他應均勻光滑、連續(xù)，無肉眼可分辨的孔隙、裂縫、脫皮及其他缺陷，厚度應6.7.1結構性回填材料應具有良好的透水性，并不得含有腐蝕性化學物質。結構性回填材料I粗(%)壓縮模量EsI636用中，可按集料、粉煤灰、水泥和水以728317按質量）的配比進行配合比試驗，其28d抗壓強度控制在0.6MPa～1.1MPa。受控低強度材料一般僅用于管溝法施工時空7.1.2鋼波紋管涵洞應按承載能力極限狀態(tài)進行設計，對7.1.5波形選擇應與孔徑相匹配，板厚根據(jù)計算確定。選用鋼板的厚度宜≤10mm，b)可變作用應分別考慮施工階段的施工車輛荷載及運營階段的車輛荷載；7.2.2按承載能力極限狀態(tài)進行作用效應組合，取最不利效應組合Ed進行設計，Ed應根據(jù)不同階段計a)對于結構承載力驗算、連接件驗算或運營階段的塑性鉸驗算：1)運營階段的永久作用與可變作用組合，按式Ed=(γGG,γQQ) 2)運營階段的永久作用與地震作用組合，按式（2）計算：Ed=(γGG,γEEu) b)對于施工階段塑性鉸驗算，應取施工階段的永久作用和可變作用組合，按式（3）計算：Ed=(γGG,γQQC)....................................(3)Ed——設計作用組合效應；Q7.3.1鋼波紋管涵洞中由永久作用產生的管壁壓力應按式（4）、式（(γG,G)=γGFG=γG×0.5kfW(1?0.1CS)..........................(4)FG——永久作用產生的每延米管壁壓力標準值（kN/mkf——土壓力增大系數(shù)，可按表8取用；；（E——波紋鋼材料的彈性模量MPa)；表8kf系數(shù)取值表h/dvh/dv7.3.3鋼波紋管涵洞中由可變作用產生的管壁內力應按式（6）、式（(γQ,Q)=γQFQ=min(γQ0.5dhpQmf,γQ0.5ltpQmf).....................(6)pQ=........................................(7)FQ——可變作用產生的每延米管壁壓力標準值（kN/mPQ——可變作用產生的管頂壓力(kPa)；AL——跨徑長度范圍內布置的設計車輛荷載總軸重（kN），7.3.4施工階段可變作用產生的管壁壓力(γQQC）計算方法與運營階段相同，采用施工臨時機械或施7.3.5鋼波紋管涵洞僅考慮豎向地震作用，地震作用產生的管壁壓力按(γE,Eu)=γEFu=γEFGAv/g...............................(8)Fu——豎向地震作用產生的管壁壓力標準值（kN/mFG——永久作用產生的管壁壓力標準值（kN/m789AV07.4.1承載能力極限狀態(tài)下，結構承載力驗算應符合式（φcmin(Ru,fy)≥....................................(9)(fkr)2uy12Eik6當r(fkr)2uy12Eik66Ek60.5ir=fyk5 6Ek60.5iEI0.25k5=k7Esmr3 tRu——鋼波紋結構設計抗壓承載力(MPa)；F——運營階段波紋鋼截面壓力組合值，取組合值(γGG,γQQ)、(γGG,γEEuQ)的最大值；A——單位寬度波紋鋼截面面積（mm2/mm）；I——單位寬度波紋管截面慣性矩（mm4/mmre——等效半徑（mm>1時取1；fy——波紋鋼材料的屈服強度（MPai——波紋截面的回轉半徑（mmk6——從管頂?shù)焦軅韧馏w剛度變化的系數(shù)；Sm——多跨結構之間的最小橫向凈間距mmEsm——土體平均壓縮模量的修正值（MPa）,對于結構的兩側和下半部分，分別取Esm=Es、）；rt——結構拱頂處曲率半徑（mmk7——計算管壁相對剛度的系數(shù)，對于除且的Rs＜dv/2且dv＜dh/0.4的圓拱結構之外的所有結構上注：結構管壁應根據(jù)兩條對稱的半徑線分上、下兩部分驗算結構承載力，從豎直線到半徑線的夾角θ0=1.6+0.2log()為分界點。smt7.4.2承載能力極限狀態(tài)下，塑性鉸驗算應符φNsφhcMp(p)2+M≤1.0 φNsφhcMp2+≤1.0................................(16)Ns=Afy Mp=Wplfy Mf=γGM1+γGMB+γQMc(1+μ) M=M1+MB+MC M1=kM1kM4γdh3 MB=?kM2kM4γdh2 MC=kM3kM5dhF1 (0.018?0.004log(NF),NF≤50000.120?0.018log(NF),NF≤100000kM3= 0.120?0.018log(NF),NF≤100000kM3= 0.030,NF>100000dddddh2dhFNF=........................?hc——施工階段塑性鉸的材料抗力系數(shù)，取0.Ns——每延米波紋鋼截面的軸向抗壓承載力標準值（kN/mP——施工階段每延米波紋鋼截面的最不利推力組合值，取組合值(γGG,γQQc)（kN/mWpl——每延米波紋鋼截面的塑性截面模量（m3/mHC——實際填土高度，對于運營階段，指最終填土高度；對于施工階段，F(xiàn)ax——車輛的最不利軸重（kNk4——計算等效線荷載的系數(shù)，見表9；m244888φjRbs≥Ed......................................(31)Rbs——縱向螺栓接縫的承載力。根據(jù)生產商提供的試驗數(shù)據(jù)確定時，接縫強度試驗方法應符合附錄D的有關規(guī)定；無試驗數(shù)據(jù)時，可根據(jù)JTGa)螺旋形鋼波紋管可采用工廠咬口方式連接或平行式連接；b)環(huán)形鋼波紋管可采用軸向法蘭盤連接或采用半圓管節(jié)翻邊連接。a)板分片尺寸應由母材尺寸及鍍鋅、吊裝、運輸和拼裝條件確定；b)波紋鋼板件縱、環(huán)向均應錯縫搭接，環(huán)向搭接長度應≥50mm，縱向搭接長度應≥100mm，并應d)波紋管內外兩面和緊固連接件等均應進行防腐處理，接縫應進行密封防水防腐處理。8.1.3設置鋼波紋管涵洞應滿足最小填土厚度要求，并進行結構物承載力驗算。其最小填土厚(i)600mm(i)600mm dh填土厚度填土厚度H最小填土厚度H最小填土厚度HHmin波紋剖面中性軸8.1.4當鋼波紋管涵洞的填土厚度小于規(guī)定的最小厚度時，不應有施工車輛通行。若施工階段）；由極限狀態(tài)設計或數(shù)b)多孔涵洞的結構性回填寬度應從外側涵洞邊緣向外延伸不小于表1c)結構性回填區(qū)的高度應為結構的最小填土厚度與結構的有效矢高之和。dh+hbhdhdh+hbhhb bhb bdh bh注：dh—結構的有效跨徑；hb—拱頂以上結構性回填區(qū)高度；b—結構單側結構性回填區(qū)寬度；c—結構間最小凈距8.1.7對于多圓弧組成的截面，管壁任意位置處的曲率8.1.8對于高填方鋼波紋管涵洞，應根據(jù)涵洞坡度及地基沉降量設置預留%~1％，涵洞中心高程應小于進水口高程。8.2.1鋼波紋管涵洞應根據(jù)地質、地形、路基邊坡等因素合理選用洞口形式。有條件時可優(yōu)先竹式、簸箕式等輕型洞口形式，也可采用八字圖6常規(guī)鋼筋混凝土洞口8.2.2削竹式洞口適用于涵洞管徑與溝寬基本一致的波紋鋼涵洞，洞口宜采用混凝土領圈進行加固，如圖7所示。圖7削竹式洞口及領圈8.2.3簸箕式洞口宜在工廠軋制成型，端部與洞身采用螺栓或管箍連接，適用于需集納和擴散水流的涵洞，如圖8所示。圖8簸箕式洞口8.2.4當洞口為混凝土端墻時，宜采用錨栓將波紋鋼管節(jié)與端墻墻體予以錨固。8.3進出口溝床加固及防護設計8.3.1鋼波紋管涵洞進出口溝床加固及防護應按照JTG/TD65-04的規(guī)定執(zhí)行。8.3.2鋼波紋管涵洞洞口應設置攔水設施，防止水流對管基的沖刷、淘蝕。8.3.3鋼波紋管涵洞內水流速較大時，削竹式洞口應對邊坡迎水面進行鋪砌加固，并設置截水墻和趾部錨固措施。9.1.1管基材料宜采用級配良好的砂礫、碎石，最大粒徑不宜超過50mm,且不應超過波高的1/2。9.1.2不同地基條件下管基的最小厚度與寬度應滿足表14的要求。2dh0.2dh2dh2dh～3dh9.2沉降要求9.2.1鋼波紋管涵洞地基的沉降量不得小于兩側結構回填區(qū)的地基沉降量。9.3地基處理9.3.1當?shù)鼗休d力不滿足要求時，應先進行地基處理，處治方案同該路段的路基，處理完成后再填9.3.2鋼波紋管涵洞不應直接置于混凝土基礎和巖石地基等剛性基礎上，應在管身與地基之間設置砂9.3.3膨脹土地區(qū)涵洞管基以下應增設防水土工布隔水處理，基礎頂部的涵底兩側可增設透水盲管進9.3.4當采空區(qū)、巖溶發(fā)育區(qū)上覆蓋層較薄時，應按該路段路基設計要求進行處理，滿足地基變形及9.3.6對于管拱形涵洞，拱腋區(qū)域地基承載力需單獨驗算，當不滿足要求時，應采用級配良好的粗砂rrrr45°45°管基0.2m×r/r>100—>4.6— — [1]鋅涂層，有底拱，正常流時結√√×√××√√√√××√√√√√×√√×√√√[5]鋅涂層＋瀝青涂層＋混凝土拱√√√√√√234—產生侵蝕，否則應在計算使用年限中考慮天然土壤條件。廣西天然土壤11.3.3鋼波紋管或鋼波紋板件采用套疊方式運輸時，應防止鋼對于涂層脫落或鍍鋅后焊接的區(qū)域，應清除表面附著物后進行a)螺旋鋼波紋管每節(jié)的長度由吊裝、運輸、安裝條件確定；c)螺旋鋼波紋管采用平行式、螺旋式管箍連接時，其管箍形式和寬度應符合表20的規(guī)定，管箍676a)環(huán)形鋼波紋管每節(jié)的長度由吊裝、運輸、安裝條件確定；b)環(huán)形鋼波紋圓管（內徑≤2000mm）整體采用軸向法蘭盤連接時，法蘭盤、管節(jié)的焊接工藝及c)環(huán)形鋼波紋圓管（內徑750mm～1500mm）軸向采用左右（或a)鋼波紋板件長度和寬度根據(jù)鋼板尺寸及吊裝、運輸和拼裝條件確定；b)板件加工時，根據(jù)設計的弧長、波形參數(shù)等計算確定螺栓孔位和螺栓數(shù)量；c)板件的拼裝應按安裝圖紙或施工作業(yè)書進行，必要時可以利用支撐裝置來維持設計截面的形次序應有利于涵洞內的流水流向出口。對于內底部有襯砌的管涵，可按疊部分邊緣至螺栓孔中心距離應＞40mm，軸向搭接螺栓孔邊緣距離視波距大小而定；波紋鋼f)鋼板拼裝完畢后，應在縱向和橫向連接處各自隨機選取螺栓總數(shù)的5用扭矩計量％，g)安裝處水位較高時，應采取錨固措施防止鋼波紋結構在回填過程中上浮。b)安裝前檢查：鋼波紋管涵底部平整度、標高；確定涵管的位置、中心軸線；向外插入孔位，對面（外側）套上墊圈旋上螺母，用套筒11.6.4結構物兩側保持對稱均勻、分層攤鋪、逐層壓實，每層厚度宜為150mm，其壓實度應≥96%,11.6.9結構外側60cm范圍內宜采用手持式振動壓實機、60cm～200cm范圍內宜采用輕型溝槽壓路機11.6.10涵頂路基填筑不宜采用強夯施工，避免對鋼波紋管涵洞造成沖擊1234管節(jié)長度Lp(%)5跨徑dn(%)6鋼波紋板件長度LL(%)7鋼波紋板件寬度Lw(%)1234檢查方法和頻率1±1％dh23±10%4a)涵管連接應平順，法蘭盤螺栓連接應緊固可靠；12.5.1鋼波紋管涵洞在拼裝完成后、回填過程中以及回填完成鋼波紋管涵洞質量驗收除應符合本章規(guī)定外，還應符合JTG/T(%)543波形300mm×110mm、380mm×2+1005035螺栓孔撕裂、過度變形、管底抬高、管端抬高、管端變形和端墻損壞(資料性附錄)鋼波紋管涵洞的類型與功能表A.1給出了鋼波紋管涵洞的類型與功能。表A.1鋼波紋管涵洞的類型與功能結構名稱功能與應用圓形涵洞、雨水管、下水道、車行或人行通道，在各種功能狀況下均使用良豎向橢圓涵洞、雨水管、下水道、車行或人行通道，埋深較大時使用較在最小覆土厚度的情況下可作人行、機動車和自行車通道使凈空較小，具有水力優(yōu)勢，可作涵洞、下水道、立交橋、雨水管。橫向橢圓d=13TLd=13TL8R=17.5TR=17.5TAmm2/mmθ°Imm4/mmWmm3/mmTT Amm2/mmθ°IWmm3/mmTT Amm2/mmθ°Imm4/mm