DBJT45T 014-2020 公路鋼波紋管涵洞設(shè)計施工技術(shù)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(xué)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(shè)計施工技術(shù)指南構(gòu)造規(guī)定、地基、耐久性設(shè)計、施工、質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)防腐涂裝JTGF80/1公路工程質(zhì)量檢驗評定標準第一冊2閉口結(jié)構(gòu)structureswi水平（豎直）橢圓形管horizontally/verticallyellipti3螺旋形鋼波紋管helicalcorruga鋼波紋結(jié)構(gòu)板corrugatedste鋼波紋結(jié)構(gòu)板寬度widthofcorrugatedsteels鋼波紋管涵洞安裝成形后豎向?qū)?yīng)截面中心線之間的最大4結(jié)構(gòu)性回填土engineereds結(jié)構(gòu)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(shè)計及施工除應(yīng)符合本指南的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有5.1應(yīng)用原則5.1.1鋼波紋管涵洞設(shè)計應(yīng)綜合考慮公路等級、重要性程度、地形地貌、地質(zhì)、進出口排水條件、路5.1.2鋼波紋管涵洞布設(shè)應(yīng)符合路線線形的要求，結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)5.1.3鋼波紋管涵洞為柔性埋置式結(jié)構(gòu)，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(yīng)與波形相適應(yīng)，避免產(chǎn)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(yīng)具有足夠的耐腐蝕與耐磨蝕能力，設(shè)計和施工應(yīng)考慮適當(dāng)5.2適用條件e)快修工程：施工工期緊迫的應(yīng)急搶險、救災(zāi)等工程；f)原有結(jié)構(gòu)物改擴建：既有橋梁、涵洞的加固、接長。65.2.2涵洞布設(shè)時，下列情況不宜選用鋼波紋管涵洞，如需設(shè)置應(yīng)進行特殊設(shè)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(jié)構(gòu)類型5.3.1鋼波紋管涵洞其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，應(yīng)在洞身底部內(nèi)壁一定高度范圍全長設(shè)置內(nèi)襯進行防護處理。內(nèi)襯頂部應(yīng)5.5布設(shè)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(dāng)采用斜交洞口時，應(yīng)進行端部特殊設(shè)計。5.5.3當(dāng)涵底縱坡＞6％時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進行分段加固，限制其位5.5.4涵洞沿曲線布設(shè)或分岔布設(shè)時，可以通過彎頭、三通等構(gòu)造連接成整體結(jié)構(gòu)。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(yīng)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(yīng)符合GB/T12467.1的要求；6.4.1密封材料應(yīng)具有彈性、防滲透性和耐腐蝕性，并應(yīng)填塞緊密。對于密封要求較高的項選擇與板片粘結(jié)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(yīng)均勻完整、顏色一致，無漏鍍?nèi)毕?，表面光滑，不允許有流掛、滴9>0.12mm，表面應(yīng)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(yīng)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(yīng)6.7.1結(jié)構(gòu)性回填材料應(yīng)具有良好的透水性，并不得含有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。結(jié)構(gòu)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(zhì)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(yīng)按承載能力極限狀態(tài)進行設(shè)計，對7.1.5波形選擇應(yīng)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(yīng)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(yīng)組合，取最不利效應(yīng)組合Ed進行設(shè)計，Ed應(yīng)根據(jù)不同階段計a)對于結(jié)構(gòu)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(yīng)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(shè)計作用組合效應(yīng)；Q7.3.1鋼波紋管涵洞中由永久作用產(chǎn)生的管壁壓力應(yīng)按式（4）、式（(γG,G)=γGFG=γG×0.5kfW(1?0.1CS)..........................(4)FG——永久作用產(chǎn)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(chǎn)生的管壁內(nèi)力應(yīng)按式（6）、式（(γQ,Q)=γQFQ=min(γQ0.5dhpQmf,γQ0.5ltpQmf).....................(6)pQ=........................................(7)FQ——可變作用產(chǎn)生的每延米管壁壓力標準值（kN/mPQ——可變作用產(chǎn)生的管頂壓力(kPa)；AL——跨徑長度范圍內(nèi)布置的設(shè)計車輛荷載總軸重（kN），7.3.4施工階段可變作用產(chǎn)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(chǎn)生的管壁壓力按(γE,Eu)=γEFu=γEFGAv/g...............................(8)Fu——豎向地震作用產(chǎn)生的管壁壓力標準值（kN/mFG——永久作用產(chǎn)生的管壁壓力標準值（kN/m789AV07.4.1承載能力極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)承載力驗算應(yīng)符合式（φcmin(Ru,fy)≥....................................(9)(fkr)2uy12Eik6當(dāng)r(fkr)2uy12Eik66Ek60.5ir=fyk5 6Ek60.5iEI0.25k5=k7Esmr3 tRu——鋼波紋結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)半徑（mmk6——從管頂?shù)焦軅?cè)土體剛度變化的系數(shù)；Sm——多跨結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的兩側(cè)和下半部分，分別取Esm=Es、）；rt——結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)之外的所有結(jié)構(gòu)上注：結(jié)構(gòu)管壁應(yīng)根據(jù)兩條對稱的半徑線分上、下兩部分驗算結(jié)構(gòu)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(yīng)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(chǎn)商提供的試驗數(shù)據(jù)確定時，接縫強度試驗方法應(yīng)符合附錄D的有關(guān)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(yīng)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(yīng)錯縫搭接，環(huán)向搭接長度應(yīng)≥50mm，縱向搭接長度應(yīng)≥100mm，并應(yīng)d)波紋管內(nèi)外兩面和緊固連接件等均應(yīng)進行防腐處理，接縫應(yīng)進行密封防水防腐處理。8.1.3設(shè)置鋼波紋管涵洞應(yīng)滿足最小填土厚度要求，并進行結(jié)構(gòu)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(dāng)鋼波紋管涵洞的填土厚度小于規(guī)定的最小厚度時，不應(yīng)有施工車輛通行。若施工階段）；由極限狀態(tài)設(shè)計或數(shù)b)多孔涵洞的結(jié)構(gòu)性回填寬度應(yīng)從外側(cè)涵洞邊緣向外延伸不小于表1c)結(jié)構(gòu)性回填區(qū)的高度應(yīng)為結(jié)構(gòu)的最小填土厚度與結(jié)構(gòu)的有效矢高之和。dh+hbhdhdh+hbhhb bhb bdh bh注：dh—結(jié)構(gòu)的有效跨徑；hb—拱頂以上結(jié)構(gòu)性回填區(qū)高度；b—結(jié)構(gòu)單側(cè)結(jié)構(gòu)性回填區(qū)寬度；c—結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)涵洞坡度及地基沉降量設(shè)置預(yù)留%~1％，涵洞中心高程應(yīng)小于進水口高程。8.2.1鋼波紋管涵洞應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、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(lǐng)圈進行加固，如圖7所示。圖7削竹式洞口及領(lǐng)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(dāng)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(shè)計8.3.1鋼波紋管涵洞進出口溝床加固及防護應(yīng)按照JTG/TD65-04的規(guī)定執(zhí)行。8.3.2鋼波紋管涵洞洞口應(yīng)設(shè)置攔水設(shè)施，防止水流對管基的沖刷、淘蝕。8.3.3鋼波紋管涵洞內(nèi)水流速較大時，削竹式洞口應(yīng)對邊坡迎水面進行鋪砌加固，并設(shè)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(yīng)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(yīng)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(cè)結(jié)構(gòu)回填區(qū)的地基沉降量。9.3地基處理9.3.1當(dāng)?shù)鼗休d力不滿足要求時，應(yīng)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(yīng)直接置于混凝土基礎(chǔ)和巖石地基等剛性基礎(chǔ)上，應(yīng)在管身與地基之間設(shè)置砂9.3.3膨脹土地區(qū)涵洞管基以下應(yīng)增設(shè)防水土工布隔水處理，基礎(chǔ)頂部的涵底兩側(cè)可增設(shè)透水盲管進9.3.4當(dāng)采空區(qū)、巖溶發(fā)育區(qū)上覆蓋層較薄時，應(yīng)按該路段路基設(shè)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(dāng)不滿足要求時，應(yīng)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(jié)√√×√××√√√√××√√√√√×√√×√√√[5]鋅涂層＋瀝青涂層＋混凝土拱√√√√√√234—產(chǎn)生侵蝕，否則應(yīng)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(yīng)防止鋼對于涂層脫落或鍍鋅后焊接的區(qū)域，應(yīng)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(yīng)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(nèi)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(nèi)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(shè)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(yīng)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(shè)計截面的形次序應(yīng)有利于涵洞內(nèi)的流水流向出口。對于內(nèi)底部有襯砌的管涵，可按疊部分邊緣至螺栓孔中心距離應(yīng)＞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(yīng)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(yīng)采取錨固措施防止鋼波紋結(jié)構(gòu)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(cè)）套上墊圈旋上螺母，用套筒11.6.4結(jié)構(gòu)物兩側(cè)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(yīng)≥96%,11.6.9結(jié)構(gòu)外側(cè)60cm范圍內(nèi)宜采用手持式振動壓實機、60cm～200cm范圍內(nèi)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(yīng)平順，法蘭盤螺栓連接應(yīng)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(zhì)量驗收除應(yīng)符合本章規(guī)定外，還應(yīng)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(jié)構(gòu)名稱功能與應(yīng)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