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文檔簡介
ICS93.080.01
CCSP28
DB63
青海省地方標準
DB63/T2083—2022
公路波紋鋼管涵洞通道設計規(guī)范
2022-12-30發(fā)布2023-03-01實施
青海省市場監(jiān)督管理局??發(fā)布
DB63/T2083—2022
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定
起草。
請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。
本文件由青海省交通運輸標準化專業(yè)技術委員會提出。
本文件由青海省交通運輸廳歸口。
本文件起草單位:正平路橋建設股份有限公司、青海路拓工程設施制造集團有限公司、青海省交通
工程技術服務中心、青海藍圖公路勘察設計有限責任公司、青海交通職業(yè)技術學院、中國建筑第二工程
局有限公司。
本文件主要起草人:金生光、宋其忠、陳世英、李元慶、李元吉、王旭斌、任羅英、何彥邦、張義
剛、王玉光、宋方華、韓昌花、莫文生、韓鵬程、李炎、劉軍輝、袁乾龍。
本文件由青海省交通運輸廳監(jiān)督實施。
III
DB63/T2083—2022
公路波紋鋼管涵洞通道設計規(guī)范
1范圍
本文件規(guī)定了公路波紋鋼管涵洞通道工程設計的術語和定義、總則、基本要求、構件及材料、地基
及墊層設計、構造設計、主體結構設計、防滲及防腐設計和附屬工程設計等內容。
本文件適用于公路波紋鋼管涵洞通道工程設計。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本
文件。
GB/T700碳素結構鋼
GB/T706熱軋型鋼
GB/T1231鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件
GB/T1591低合金高強度結構鋼
GB/T2518連續(xù)熱鍍鋅和鋅合金鍍層鋼板及鋼帶
GB/T14683硅酮和改性硅酮建筑密封膠
GB/T17643土工合成材料聚乙烯土工膜
GB/T19250聚氨酯防水涂料
GB/T26528防水用彈性體(SBS)改性瀝青
GB/T27806環(huán)氧瀝青防腐涂料
GB/T34567冷彎波紋鋼管
GB50017鋼結構設計標準
GB50661鋼結構焊接規(guī)范
JC/T483聚硫建筑密封膠
JT/T536路橋用塑性體改性瀝青防水卷材
JGJ82鋼結構高強度螺栓連接技術規(guī)程
JT/T722公路橋梁鋼結構防腐噴涂技術條件
JTG2120公路工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準
JTG/T2231-01公路橋梁抗震設計規(guī)范
JTG3363公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范
JTG/T3650公路橋涵施工技術規(guī)范
JTG/T3365-02公路涵洞設計規(guī)范
JTGB01公路工程技術標準
JTGD30公路路基設計規(guī)范
JTGD40公路水泥混凝土路面設計規(guī)范
JTGD50公路瀝青路面設計規(guī)范
JTGD60公路橋涵設計通用規(guī)范
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DB63/T2083—2022
JTG/TD81公路交通安全設施設計細則
JTG/TF20公路路面基層施工技術細則
JTG/TF30公路水泥混凝土路面施工技術細則
JTGF40公路瀝青路面施工技術規(guī)范
DB63/T1735波紋鋼板拱橋設計規(guī)程
DB63/T1850公路波紋鋼板擋土墻設計規(guī)范
3術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
螺旋波紋鋼管
鋼帶經(jīng)軋制及螺旋鎖縫咬合制成的,具有完整截面的鋼管。
[來源:GB/T34567-2017,3.1.1]
環(huán)形波紋鋼管
鋼板或者鋼帶經(jīng)焊接后冷彎加工制成環(huán)形波紋,具有圓形截面的鋼管。
[來源:GB/T34567-2017,3.1.6]
波紋鋼板件
波紋鋼板經(jīng)形弧加工制成的具有一定曲率的板件。
[來源:GB/T34567-2017,3.1.8]
拼裝波紋鋼管
由波紋鋼板件通過高強度螺栓連接拼裝不同截面的鋼管。
[來源:GB/T34567-2017,3.1.7,有修改]
波紋鋼管涵洞
洞身由螺旋波紋鋼管、環(huán)形波紋鋼管或波紋鋼板件拼裝管構成,具有過水能力的管狀形構筑物。
波紋鋼管通道
由波紋鋼板件拼裝管和管內路面構成,具有通行車輛、人員等功能的管狀形構筑物。
孔徑(直徑)
波紋鋼管涵洞通道管內水平方向對應波峰之間的最大距離。
計算直徑
波紋鋼管內水平方向的波紋中性軸(波峰與波谷之間的1/2處)之間的最大距離。
計算矢高
波紋鋼管圓形管為波紋中性軸處管的直徑、管拱形為波紋中性軸處管底至管頂高度的0.5倍。
螺栓連接副
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用于波紋鋼管連接的高強度螺栓標準套裝組合件,由螺栓、螺母和鋼墊片組成。
加勁肋板
波紋鋼管周長1/3弧長的波紋鋼板件連接安裝于波紋鋼管頂部的部件。
減載板
布置于波紋鋼管頂結構性回填層中的鋼筋混凝土板。
最小填土厚度
保證波紋鋼管涵洞通道結構穩(wěn)定性和發(fā)揮土—鋼結合相互作用的管頂最小覆土厚度(管頂至路面底
層之間的最小距離)。
4總則
設計應遵循“安全、耐久、環(huán)保、適用、經(jīng)濟”原則。
應綜合考慮公路等級、地形地貌、地質、水文、進出口排水、通行條件、路基填高、最小填土厚
度、材料運輸、施工條件、養(yǎng)護等因素合理布設。
設計洪水頻率、設計荷載、設計安全等級和結構重要性系數(shù)等,應符合JTGD60、JTG/T3365-02
和JTG2120規(guī)定。
通行二級及以上公路的通道不宜采用波紋鋼管結構。
位于腐蝕環(huán)境時應進行防腐蝕設計。
一級及以上公路的波紋鋼管涵洞通道主體結構設計使用年限不應低于50年、二級及以下公路不應
低于30年。
5基本要求
適用條件
5.1.1碎石土、砂土、粉土、黏性土、軟土、巖石等地質條件均可設置波紋鋼管涵通道,其他地質條
件可經(jīng)論證后設置。
5.1.2下列條件宜優(yōu)先設置:
a)設計基本地震動峰值加速度大于或等于0.2g的地區(qū);
b)地基承載力相對較低的路段;
c)地形條件復雜路段,涵洞需分岔、曲線布設時;
d)砂、石等原材料缺乏地區(qū);
e)多年凍土路段;
f)交通應急搶險保通等工程。
布設要求
5.2.1涵洞通道位置應符合公路路線布設要求。
5.2.2波紋鋼管排洪涵洞或通道兼排水功能時,應詳細調查、分析歷史最大洪水量,合理布設孔徑(直
徑),并采取防洪等安全措施。
3
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5.2.3根據(jù)工程現(xiàn)場勘察結果,可按單孔、雙孔或多孔布設。
5.2.4洞口的型式和尺寸應具有過水能力并保證路堤的穩(wěn)定。
5.2.5涵洞通道中線與道路中線宜正交布設。涵洞斜交時交角不宜大于45°(分岔或曲線布設時根據(jù)
現(xiàn)場實際布設交角),通道斜交時交角不宜大于30°。
5.2.6涵洞通道其他布設要求應符合JTG/T3365-02和JTGD60規(guī)定。
孔徑與凈空
5.3.1波紋鋼管涵洞孔徑應符合下列規(guī)定:
a)涵洞孔徑(直徑)宜采用1.00m、1.25m、1.50m、2.00m、2.50m、3.00m、4.00m、5.00m、
6.00m、7.00m、8.00m、9.00m、10.00m;
b)采用無壓力式涵洞設計,孔徑應根據(jù)JTG/T3365-02有關勘測、水文和水力等計算確定,最
小孔徑(內徑)、涵洞內頂點至最高流水面凈高應符合表1規(guī)定;
c)涵管下部埋置于地下時的管內底部鋪砌,不應小于表1規(guī)定的最小孔徑截面。
表1波紋鋼管涵洞不同長度的最小孔徑
波紋鋼管涵洞長度/m最小孔徑(直徑)/m備注
灌?溉涵≥1.0?
<15.0
排洪涵≥1.5內徑()≤3.0m時,涵洞內頂點
?至最高流水面凈高≥/4;
15.0≤<30.0≥1.5?
內徑()>3.0m時,涵洞內頂點
?
30.0≤?<60.0≥2.0至最高流水面凈高>0.75m
?
≥?60.0≥2.5
注:高寒高?海拔地區(qū)有涎流冰影響的波紋鋼管涵洞,應視涎流冰最大聚集量增加凈高或內徑。
5.3.2應根據(jù)通道功能和交通特征,合理確定通道凈空(凈寬、凈高)及孔徑,并符合下列規(guī)定:
a)通道建筑限界(凈空)及波紋鋼管參考孔徑(直徑)見表2,建筑限界(凈空)見圖1。通道
孔徑(直徑)根據(jù)建筑限界凈空(凈高、凈寬)計算確定;
b)通道長度超過20.0m、敷設排水管(溝、渠)、機車通道兼人行通道時,加寬通道內凈寬。
表2波紋鋼管通道建筑限界及參考孔徑(直徑)
通道內建筑限界(凈空)/m
波紋鋼管通道類型參考孔徑(直徑)/m
凈高h凈寬w
?
三級、≥9.0≥8.5≥7.6≥6.1
≥4.5≥路基寬度
四級公路(40km/h)(30km/h)(20km/h雙車道)(20km/h單車道)
汽車通道
等外公路≥3.5≥6.0≥7.5
農牧通道≥3.2≥4.0≥5.1
拖拉機或畜力車通道≥2.7≥4.0≥4.8
人行通道、動物通道≥2.5≥4.0≥4.7
注:表列凈寬、參考孔徑(直徑)不包括通道內兩側需設置防撞墻、人行道(檢修道)、過水溝渠等。
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標引序號說明:
1——波紋鋼管;
2——填料過渡層及路面;
e——建筑限界頂角寬度(1.0m);
h——凈高;
j——檢修道或人行道;
w——凈寬(通行道寬度)。
圖1波紋鋼管通道建筑限界(凈空)示意圖
6構件及材料
一般規(guī)定
6.1.1螺旋波紋鋼管用鋼帶,宜采用GB/T2518規(guī)定的牌號為S300GD+Z、S320GD+Z或S350GD+Z的熱
鍍純鋅鍍層結構鋼。
6.1.2鋼板或鋼帶采用冷彎工藝加工環(huán)形波紋鋼管或波紋鋼板時,宜采用GB/T700規(guī)定的牌號為Q235
碳素結構鋼,或宜采用GB/T1591規(guī)定的熱軋鋼牌號為Q355低合金高強度結構鋼。鋼級宜采用B級、C
級或D級。
6.1.3GB/T700規(guī)定的Q235B級沸騰鋼軋制的鋼板或鋼帶(鋼牌號:Q235AF-U12350、Q235BF-U12353)
不應用于環(huán)境溫度等于或低于-20℃的波紋鋼管結構。
6.1.4不宜采用耐候結構鋼或不銹鋼復合鋼板及鋼帶。
6.1.5裝配化安裝連接應采用高強度螺栓連接副構件。
6.1.6防滲密封墊應具有良好的抗凍、抗腐蝕性能。
構件要求
6.2.1波紋鋼管(板件)應符合下列規(guī)定:
a)螺旋波紋鋼管用鋼帶的力學性能、尺寸、外形、重量及允許偏差符合GB/T2518規(guī)定;
b)環(huán)形波紋鋼管、波紋鋼板件拼裝管、加勁肋板使用的鋼板或鋼帶,其力學性能分別符合GB/T700
和GB/T1591規(guī)定;
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c)環(huán)形波紋鋼管的管體(法蘭)、三通或彎頭波紋鋼管、螺旋波紋鋼管的管箍連接焊接,其焊
縫內部缺陷應符合GB50661規(guī)定的檢驗等級B級和評定等級Ⅱ級質量要求,焊縫外觀質量符
合GB50661規(guī)定的一級焊縫等級要求;
d)波紋鋼管類型、波形(規(guī)格)參數(shù)見附錄A。
6.2.2連接件應符合下列規(guī)定:
a)管箍用鋼板或鋼帶與6.1.1和6.2.1a)的鋼材相同;
b)法蘭用碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼的力學性能分別符合GB/T700、GB/T1591規(guī)定,
角鋼截面面積、截面特性、理論重量等符合GB/T706規(guī)定;
c)高強度螺栓連接副用大六角頭螺栓、大六角螺母和鋼墊片性能符合GB/T1231規(guī)定。螺栓連
接副、規(guī)格、性能等級及配套組合見8.3.1。
材料要求
6.3.1接縫密封及接縫處防水材料應符合下列規(guī)定:
a)管箍連接、法蘭連接、波紋鋼板件拼裝管連接安裝的接縫密封墊符合GB/T34567規(guī)定;
b)波紋鋼管外壁的螺母及鋼墊片和法蘭接縫防水處理,采用硅酮密封膠(SR類)或雙組分聚硫
密封膠時,性能分別符合GB/T14683、JC/T483規(guī)定;
c)波紋鋼拼裝管連接接縫處的防水處理,宜采用聚氨酯涂層(MPU類)和路橋用塑性體改性瀝青
防水卷材,性能分別符合GB/T19250和JT/T536規(guī)定;
d)采用土工膜隔離(防水)層時,宜采用高密度聚乙烯土工膜,性能符合GB/T17643規(guī)定。
6.3.2噴涂防腐材料應符合下列規(guī)定:
a)波紋鋼管外壁與土體接觸面的防腐噴涂層宜采用環(huán)氧瀝青或改性瀝青,性能分別符合GB/T
27806、GB/T26528規(guī)定;
b)波紋鋼管內壁噴涂防腐(防磨蝕)材料品種、規(guī)格、性能符合JT/T722規(guī)定。
6.3.3結構性回填材料應符合下列規(guī)定:
a)選用礫類土、砂類土等低腐蝕性、低壓縮性、易壓實的填料;
b)回填層的最大凍深范圍內采用粗粒土,小于0.075mm顆粒(粉黏粒)含量不大于5%;
c)不準許采用高液限的細粒土或黏性土、高液限粉土、鹽漬土、膨脹土、含冰塊土(凍結土)、
泥炭、淤泥、草皮土、樹(草)根土等以及對波紋鋼結構產生嚴重腐蝕性的土。
6.3.4其他材料應符合下列規(guī)定:
a)地基換填材料優(yōu)先選用級配良好的砂礫混合料、砂質土、碎石土等;
b)管基松鋪砂礫墊層最大粒徑不大于波紋鋼管波深的0.5倍,且不大于50.0mm,小于0.075mm
顆粒(粉黏粒)含量不大于5%;
c)通道內防撞墻、涵洞內防磨蝕混凝土層、洞口路基邊坡側墻(擋土墻)和洞外等工程的水泥
混凝土材料,符合JTG/T3650規(guī)定;
d)洞口路基邊坡側墻(擋土墻)采用波紋鋼板側墻時的材料,符合DB63/T1850規(guī)定;
e)通道內道路路面基層材料符合JTG/TF20規(guī)定,水泥混凝土路面材料符合JTG/TF30規(guī)定,瀝
青路面材料符合JTGF40規(guī)定;
f)減載板鋼筋混凝土材料符合JTG/TF30規(guī)定。
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7地基及墊層設計
一般規(guī)定
7.1.1地基設計應分析管底下部及起拱線兩側結構性回填范圍(見8.5.3)、地基土體的均勻連續(xù)力
學特性、承載力和沉降性能。
7.1.2地基處理寬度(沿路線方向)應不小于8.5.3規(guī)定的結構性回填最小寬度,長度應為波紋鋼管
底部全長和洞口部分。
7.1.3應根據(jù)波紋鋼管自重、土-鋼結合共同受力、土拱效應和柔性結構等特性,結合JTG3363規(guī)定
對地基及基礎、地基承載力、沉降和穩(wěn)定性等進行計算。
7.1.4涵洞位于10.3.6規(guī)定的中度或嚴重磨蝕環(huán)境時,管體下部埋置于洞口標高以下深度不宜小于
50cm,管內鋪砌后的截面空間應滿足5.3.1規(guī)定。
地基設計
7.2.1地基處理最小厚度及處理方案,應符合表3規(guī)定。
表3地基處理最小厚度及處理方案
地基地質地基處理最小厚度/mm地基處理方案
優(yōu)質土地基(碎石土、卵石
地基表層壓(夯)實處理壓實度≥95%
土、砂礫、粗砂等)
一般土質地基1000<≤2000300換填粗粒土(砂礫等),壓
(中砂、細砂等砂土)實度≥95%
>?20000.2
0.3~0.5,
1000?<≤5000?
粉土、黏性土、且不小于500mm應符合JTGD30、JTG3363
軟土等地基??的規(guī)定,壓實度≥95%
>?50000.2~0.3
200mm~4?00mm(波深小于55mm時采用較小?值、波?深大于或
巖石地基等于55mm時采用較大值)。當管頂以上填土高度大于5.0m時,按7.2.2規(guī)定處理
管頂以上填土每增高1.0m,地基處理厚度增加40mm
濕陷性黃土、鹽漬土、
應符合7.2.3的規(guī)定
多年凍土等地基
注:為波紋鋼管直徑,以mm計。
7.2.2巖?石地基應符合下列規(guī)定:
a)巖石與土質地基銜接段清除風化層或表層,銜接段換填長度不小于波紋鋼管直徑的1.5倍;
b)風化巖層處理厚度為滿足地基承載力要求;
c)采用級配砂礫等材料換填處理,換填壓實度不小于95%。
7.2.3其他特殊巖土地基處理應符合下列規(guī)定:
a)濕陷性黃土、鹽漬土、多年凍土地基處理及封水層處理符合JTGD30和JTG3363規(guī)定;
b)換填處理壓實度不小于95%。
7.2.4管拱形拱腳處的極限狀態(tài)或壓力不滿足附錄C.6計算要求時,應進行加固設計(見圖2)。
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標引符號說明:
——管拱形底部半徑;
管拱形拱腳處半徑。
?b——
h
?圖2管拱形拱腳處地基加固處理示意圖
7.2.5除巖石地基外,應根據(jù)地基的預期最大變形(沉降量)、管底縱坡和填土高度等因素綜合確定
設置防沉降積水的預拱度。一般在管基上預留設置管頂以上總填土高度()的0.25%~0.5%與管長度
()的0.3%~0.6%之和的預拱度;多年凍土路段或部位的波紋鋼管涵洞預拱度可適當增大,且涵洞
?
中心的高程不高于進水口的高程。
?
7.2.6涵洞洞口底部應銜接設置混凝土枕梁基礎,寬度不小于30cm、長度不小于波紋鋼管直徑,基礎
埋深應在季節(jié)性最大凍深以下不小于25cm,并對基礎土質進行防凍處理。
7.2.7涵洞通道洞口構筑物地基及基礎和洞口路基邊坡?lián)鯄υO計,應符合JTGD30和JTG3363規(guī)定。
墊層設計
7.3.1管基墊層應采用級配砂礫,松鋪厚度應填充波谷(波深),最大厚度不宜大于波深的1.6倍,
且不小于波深的1.3倍。
7.3.2圓管形截面的管基寬度,平面地基上安裝時宜為管徑的0.4倍,開槽安裝時應為槽的弧長;管
拱形截面的管基墊層寬度宜為管底弧長的1.2倍。
8構造設計
一般規(guī)定
8.1.1波紋鋼管涵洞通道采用閉口結構形式,截面形式宜采用圓管形和管拱形,見圖3。
8.1.2波紋鋼管(閉口結構)截面不能滿足排水或通行能力時,宜采用波紋鋼板拱形(開口結構)截
面,并按DB63/T1735規(guī)定進行設計。
8.1.3涵洞分岔或曲線布設時,除現(xiàn)場采用管箍、法蘭和波紋鋼板件高強螺栓連接外,分岔或曲線段
的波紋鋼管彎頭、三通等連接采用工廠焊接連接成整裝構件。
波紋鋼管構造
8.2.1分節(jié)整裝螺旋波紋鋼管構造見圖4分圖a)、分節(jié)整裝環(huán)形波紋鋼管構造見圖4分圖b)、波
紋鋼板件構造見圖4分圖c)和波紋鋼板件拼裝管構造見圖4分圖d)。
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a)圓管形截面b)管拱形截面
標引符號說明:
D——波紋鋼管直徑;
——管頂以上回填總厚度(含路面結構層厚度);
計算直徑(波紋中性軸處計算);
?——
計算矢高(波紋中性軸處計算);
?h——
矢高(波紋中性軸處計算);
?V——
結構性回填最小寬度范圍區(qū);
??——
管拱拱底部半徑;
?——
管拱拱腳處半徑;
?b——
圓管半徑或管拱拱頂半徑。
?h——
t
?圖3波紋鋼管涵洞通道截面形式示意圖
a)螺旋波紋鋼管b)環(huán)形波紋鋼
c)波紋鋼板件d)波紋鋼板件拼裝管
標引符號說明:
——波紋鋼管直徑;
——波紋鋼板件弧線長;
?
——波紋鋼管波紋的波距。
??
圖4分節(jié)整裝波紋鋼管和波紋鋼板件拼裝管構造示意圖
8.2.2分節(jié)整裝波紋鋼管最大直徑應根據(jù)運輸條件確定,孔徑(直徑)不宜大于3.0m;當孔徑(直徑)
大于3.0m時,宜采用波紋鋼板件拼裝管。
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DB63/T2083—2022
8.2.3波紋鋼板件標準長度和寬度宜符合GB/T34567規(guī)定,當波紋鋼板件拼裝管和加勁肋板的局部長
度和寬度需減小時,依據(jù)直徑等計算確定。
8.2.4波紋鋼管類別、構造參數(shù)見附錄A。
連接構造
8.3.1分節(jié)整裝螺旋波紋鋼管管箍連接、環(huán)形波紋鋼管法蘭連接和波紋鋼板件拼裝管采用高強度螺栓
連接,并符合以下規(guī)定:
a)高強度螺栓連接副性能等級配套組合應符合表4規(guī)定;
b)螺栓連接副的鋼墊片尺寸見表5,鋼墊片的螺栓孔型及孔徑應與被連接件一致;
c)凸凹面型鋼墊片的凸凹面半徑與波紋鋼板件的波峰處或波谷處半徑一致;
d)根據(jù)JGJ82的規(guī)定計算確定螺栓長度,終擰后外露出2~3個扣絲。
表4高強度螺栓連接副性能等級配套組合及扭矩系數(shù)
性能等級及硬度
螺栓連接副組合螺栓扭矩系數(shù)
大六角頭螺栓大六角螺母鋼墊片
18.8S24HRC~31HRC8H30HRC
35HRC~45HRC0.110~0.150
210.9S33HRC~39HRC10H32HRC
注1:S、H分別為螺栓和螺母的性能等級符號,HRC為螺栓和螺母的洛氏硬度。
注2:螺栓連接副組合1和組合2在設計螺栓連接時,按滿足計算強度(性能等級)配套組合采用。
表5鋼墊片尺寸
配套螺栓規(guī)格
鋼墊片類型尺寸類別
M12M16M20M24
管箍和法蘭螺栓平面尺寸/mm25.033.0——
平面型鋼墊片厚度/mm3.84.8——
波紋鋼板螺栓連接平面尺寸/mm—30.0×30.040.0×45.048.0×55.0
凸凹面型鋼墊片厚度/mm—2.53.03.0
注:凸凹面型鋼墊片厚度為最薄處厚度。
8.3.2分節(jié)整裝環(huán)形波紋鋼管法蘭連接構造應符合GB/T34567規(guī)定,法蘭螺栓孔距不大于157mm(弧
長)并均勻分布。法蘭尺寸及連接螺栓規(guī)格見表6。
表6法蘭尺寸及連接螺栓規(guī)格
波距×波高
波紋鋼管直徑/mm法蘭角鋼邊寬×厚度/mm高強度螺栓規(guī)格
()/mm
200×551000≤≤30?0070×7M16
?×?
8.3.3分節(jié)整裝螺旋波紋鋼管連接構?造應符合下列規(guī)定:
a)分節(jié)整裝螺旋波紋鋼管的管身咬口連接構造及咬合力、管箍連接構造符合GB/T34567規(guī)定;
b)管箍的波形(規(guī)格)及壁厚與被連接的主體管節(jié)相同;
c)管箍連接螺栓規(guī)格及段式見表7。
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表7管箍連接螺栓規(guī)格及段式
波距×波高高強度螺栓規(guī)格管箍連接段式
()/mm螺旋波紋鋼管直徑/mm螺栓規(guī)格螺旋波紋鋼管直徑/mm管箍段式
?×?1000≤≤1400?M12≤1000?二段式
68×13?1000?<≤1600二段式
1400<≤2000M16
1600<?≤2000三段式
?
75×25、1000≤≤1600二段式
1500≤≤3000M16?
76.2×25.4
1600<?≤3000三段式
?
8.3.4波紋鋼板件拼裝管連接構造應符合下列規(guī)定:?
a)拼裝波紋鋼管的板件端頭(短邊)縱縫采用錯縫連接、板件側邊(長邊)環(huán)縫采用通縫連接,
不應焊接連接;
b)波紋鋼板件連接螺栓孔采用標準圓孔,螺栓規(guī)格(公稱直徑)配套的孔徑見表8,孔位、孔邊
距和孔間距符合GB/T34567規(guī)定;
c)波紋鋼板件拼裝管縱縫(板件端頭)連接的螺栓規(guī)格及數(shù)量符合表8規(guī)定,環(huán)縫(板件側邊)
采用單排螺栓連接,規(guī)格及螺栓連接副配套性能等級與縱縫(板件端頭)連接相同。
表8螺栓規(guī)格配套的螺栓孔徑
螺栓孔(標準圓孔)直徑,
波距×波高孔徑(直徑)高強度螺栓
不大于/mm每波紋數(shù)量(個)
()/mm/mm規(guī)格(公稱直徑)
承壓型連接摩擦型連接
?×??M1618.0017.93≥4
200×553000≤≤5000
或M2022.0022.52≥3
5000<?≤8000M1626.0026.52≥6
400×150
18.0017.93
>8?000M20≥6
注:當接縫連接強度計算的螺栓規(guī)格或螺栓數(shù)量大于表列規(guī)格或數(shù)量時,采用計算的螺栓規(guī)格或數(shù)量。否則,采用
表列螺栓規(guī)格或數(shù)量。
加勁肋板構造
8.4.1孔徑(直徑)大于或等于8.00m的波紋鋼板件拼裝管,孔徑(直徑)6.00m~小于8.00m且壁
厚為附錄A規(guī)定的最小值、管頂填土總厚度(含路面結構層)大于5.0m的波紋鋼板件拼裝管,均應增
設波紋鋼加勁肋板。
8.4.2加勁肋板的波形、壁厚、寬度、弧形曲面及半徑、鍍鋅層厚度等,應與主體結構的波紋鋼板件
相同。
8.4.3加勁肋板與波紋鋼管主體結構波峰對波峰連接,見圖5分圖b),加勁肋板螺栓孔布設應與波
紋鋼管主體結構螺栓孔一致,并利用主體結構螺栓一體化連接,形成組合截面。
8.4.4加勁肋板宜設在波紋鋼管頂縱軸線上,截面長度為圓心角120°扇形弧長,呈扇形組合截面,
見圖5分圖a);沿波紋鋼管頂縱軸線每間隔3個波距設置,見圖5分圖b)。
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a)波紋鋼管頂加勁肋板截面構造b)波紋鋼管頂加勁肋板縱向構造(波峰對波峰連接)
標引序號說明:
1——波紋鋼管涵洞通道主體結構;
2——波紋鋼加勁肋板。
圖5波紋鋼管頂加勁肋板構造示意圖
結構性回填
8.5.1波紋鋼管頂(波峰)以上的結構性回填最小填土厚度(見圖6),并按附錄B規(guī)定計算確定。
a)無加勁肋板的最小填土厚度b)有加勁肋板的最小填土厚度
標引序號說明:
1——波紋鋼管主體結構;
2——波紋鋼管的波紋剖面中性軸;
3——波紋鋼加勁肋板;
——波紋鋼管頂以上填土總厚度;
——波紋鋼管頂結構性回填最小填土厚度。
?
?min圖6波紋鋼管頂以上結構性回填最小填土厚度示意圖
8.5.2當波紋鋼管頂結構性回填最小填土厚度不足或受限時,按8.6設置混凝土減載板。管頂設減載
板的結構層回填最小填土厚度,按附錄B計算確定。
8.5.3波紋鋼管周圍起拱線處的管基以上結構性回填最小寬度(沿路線方向)范圍、并列雙孔或多孔
起拱線之間的回填最小寬度見表9、圖7。
表9結構性回填最小寬度
波紋鋼管涵洞通道管外側結構性回填最小寬度/m
結構性回填最小寬度/m
計算直徑/m
h′
?1.5?0?.5
2++()
1.0<h≤2.01.0h0.5
?=1.0?′
???h??1?
?h?h?h
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表9結構性回填最小寬度(續(xù))
波紋鋼管涵洞通道管外側結構性回填最小寬度/m
結構性回填最小寬度/m
計算直徑/m
h′
2.0<≤?10.00.5?1?.0
2++()
>h10.00.5h0.1
??′
???h??1?
注:為?h波紋鋼管孔數(shù)。?h?h
?
a)單孔結構b)多孔結構
標引序號說明:
1——波紋鋼管涵洞通道主體結構;
2——管基松鋪砂礫墊層;
3——地基寬度范圍;
4——結構性回填范圍區(qū);
——計算直徑(波紋中軸線處計算);
——管頂(波峰)以上結構性回填最小填土厚度(見圖6);
?h
——結構性回填最小寬度范圍區(qū);
?min
——多孔之間最小凈距。
?
′
?圖7波紋鋼管結構性回填范圍示意圖
8.5.4結構性回填層與巖石路基(沿路線方向)銜接時,銜接直徑宜設置不小于2.0m的半剛性(水
泥穩(wěn)定層等)過渡段。
8.5.5波紋鋼管的管基頂面以上結構性回填長度(沿涵洞通道的長度方向)范圍,應與路基寬度(包
括路基邊坡及邊坡側墻或護坡等)相同。
8.5.6非干旱地區(qū)路段的波紋鋼管涵洞通道結構性回填層頂面宜設置不滲水的防滲水層。
減載板構造
8.6.1管頂結構性回填土最小厚度不滿足計算厚度時應設置減載板,混凝土強度等級不低于C30。
8.6.2減載板底面與波紋鋼管頂(波峰)之間的最小凈距(結構性回填層厚度)宜為30cm~35cm。
8.6.3減載板長度按設置位置計算確定,寬度應延伸至最外側的波紋鋼管起拱線外不小于1.0m。
8.6.4通過計算確定減載板鋼筋網(wǎng)、多孔結構之間的伸縮縫及傳力桿鋼筋布置,宜按JTGD40規(guī)定的
圓形管狀構筑物上混凝土路面單層鋼筋網(wǎng)布置。
洞口構造
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8.7.1洞口可采用八字墻、一字墻、端墻、翼墻等,構造參照JTG/T3365-02規(guī)定設計。
8.7.2洞口周圍的路基邊坡?lián)鯄刹捎貌y鋼板擋墻(參照DB63/T1850設計),以及鋼筋混凝土擋
墻、有面板(預制塊砌體)加筋土擋墻、漿砌預制塊或片(塊)石擋墻等參照JTGD30設計。
8.7.3洞口可采用“削竹式”(見圖8),洞口斜坡(坡度)與路基邊坡相同。
a)洞口正立面示意圖b)洞口側立面示意圖
標引序號說明:
1——波紋鋼管主體結構;
2——“削竹式”洞口;
3——結構性回填范圍;
4——洞口地面;
5——洞口坡面防護;
6——填筑路基。
圖8“削竹式”洞口示意圖
8.7.4“削竹式”的洞口管緣宜采用鋼筋混凝土加強圈(細部構造見圖9),強度等級不低于C30。并
符合下列規(guī)定:
a)加強圈宜設置在起拱線以上;
b)波紋鋼管直徑小于或等于4.00m時,洞口管緣預置M16螺栓,加強圈高度為45cm;直徑大于
4.00m時,洞口管緣預置M20螺栓,加強圈高度宜為60cm;
c)直徑8mm光圓鋼筋(箍筋)間距和預置螺栓間距為45cm,箍筋與預置螺栓綁扎連接;
d)鋼筋保護層厚度不小于50mm。
標引序號說明:
1——波紋鋼管結構;
2——水泥混凝土;
3——預置M16或M20螺栓;
4——直徑8mm光圓鋼筋(箍筋);
5——N16帶肋鋼筋。
圖9鋼筋混凝土加強圈示意圖
8.7.5洞口路基邊坡的坡面可采用漿砌片石或混凝土預制塊鋪砌、混凝土預制塊網(wǎng)格等防護(不宜采
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用干砌片石防護)。
9主體結構設計
一般規(guī)定
9.1.1主體結構按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設計。按承載能力極限狀態(tài)設計時,對
持久設計狀況和短暫設計狀況應采用作用的基本組合,對地震設計狀況應采用作用的地震組合;按正常
使用極限狀態(tài)設計時,根據(jù)不同的設計要求,采用作用的頻遇組合或準永久組合。
9.1.2設計應考慮永久作用、可變作用和地震作用。永久作用主要為波紋鋼管上回填后產生的作用,
可變作用主要為車輛荷載和施工階段施工設備(車輛)等臨時荷載。
設計計算
9.2.1主體結構的作用設計應符合以下規(guī)定:
a)波紋鋼管上回填后產生的作用主要為波紋鋼管涵洞通道結構上每延米填土的重力;
b)車輛荷載主要為汽車荷載為荷載擴散到波紋鋼管頂?shù)膲毫蜎_擊荷載,施工設備(車輛)重
力等臨時荷載;
c)地震作用為抗震設防烈度大于等于7度的地區(qū),一般只考慮豎向地震作用引起的波紋鋼管壓
力。對于波距400mm、波深150mm波形的波紋鋼管涵洞通道結構,考慮豎向地震作用對恒載
彎矩的放大作用(由地震作用引起的波紋鋼管結構跨中截面的附加彎矩);
d)結構設計安全等級、汽車荷載及其主要技術指標、常用材料重度、作用及分項系數(shù)、作用的
組合方法和結構重要性系數(shù)等參數(shù)確定,并符合JTG3365-02和JTGD60規(guī)定;對于波紋鋼
管結構按下列原則取其最不利組合效應進行設計:
1)結構上可能同時出現(xiàn)的作用應進行組合,當結構或結構構件需進行不同受力方向的驗算
時,則以不同方向的最不利的作用組合效應進行計算,
2)當可變作用的出現(xiàn)對結構構件產生有利影響時,該作用不參與組合,
3)施工階段的作用組合,按計算需要及結構所處的條件而定,結構上的施工人員和施工機
具設備均作為可變作用加以考慮,
4)多個偶然作用不同時參與組合,
5)地震作用不與偶然作用同時參與組合;
e)作用按附錄C.1計算確定。
9.2.2主體結構設計計算應符合以下規(guī)定:
a)波紋鋼管結構應力分別按考慮地震作用和不考慮地震作用計算波紋鋼管的軸向壓應力;
b)極限抗力,通過波紋鋼管結構截面上部圓弧圓心與豎向中心線形成夾角的兩條對稱直線將管
壁劃分為上下兩部分,分別驗算管壁抗壓強度,并計算極限抗力臨界應力驗證結構穩(wěn)定性;
c)彎矩和軸力組合效應,分別按考慮地震作用和不考慮地震作用計算。對于波距400mm、波深
150mm波形的波紋鋼管結構,其彎矩和軸力組合效應小于截面乘系數(shù)的塑形抗彎承載力;
d)管拱形拱腳處極限狀態(tài)壓力,主要考慮荷載在拱腳處產生的壓力;
e)施工過程結構驗算應校核波紋鋼管運輸和安裝施工過程中剛度(以最大柔度系數(shù)控制),主
要考慮施工過程中涵洞通道結構的截面彎矩與軸向壓力的內力組合進行強度計算;
f)按附錄C.2~C.7進行結構設計計算。
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9.2.3波紋鋼板件拼裝管高強度螺栓連接強度及扭矩應符合下列規(guī)定:
a)波紋鋼板件拼裝管采用高強度螺栓承壓型連接。當波紋鋼板件鍍鋅層表面摩擦力和接縫連接
疊合的波紋板件在波峰波谷處縫隙能滿足摩擦型連接要求時,可采用摩擦型連接;
b)高強度螺栓承壓型連接的抗剪強度主要由螺栓桿受剪和波紋鋼板螺栓孔壁承壓兩種破壞模式
控制,分別計算每個高強度螺栓的受拉承載力設計值、受剪承載力和承壓承載力設計值,并
滿足同時承受剪力和桿軸方向拉力的承載力,計算滿足JGJ82要求;
c)高強度螺栓摩擦型連接,分別計算每個高強度螺栓的受剪承載力設計值、受拉承載力設計值,
并滿足同時承受剪力和外拉力承載力,計算滿足JGJ82要求;
d)高強度螺栓終擰扭矩,根據(jù)JGJ82的規(guī)定計算確定。
10防滲及防腐設計
一般規(guī)定
10.1.1應對管體接縫高強度螺栓連接防滲、管體內外壁防腐和涵洞內壁防磨蝕等進行防滲、防腐設計。
10.1.2應通過測試確定結構受周圍土體長期作用下的腐蝕性物質指標和等級,采取相應防腐措施。
10.1.3應通過勘察預測涵洞內排水磨蝕推移質的量、預期流速指標,采取相應的防磨蝕措施。
10.1.4波紋鋼管(板)和連接件等的防腐鋅層應采用工廠化熱浸鍍鋅工藝,局部修補可采用噴涂工藝。
10.1.5非干旱地區(qū)宜在管頂上結構性回填層頂面設置防滲水層,管頂結構性回填層中設減載板時宜在
減載板底部設置防滲水層。防滲水層的長度與路基同寬,寬度與結構性回填層一致。
防滲設計
10.2.1接縫防滲密封墊應符合下列規(guī)定:
a)波紋鋼管連接接縫防滲密封墊厚度不小于5.0mm;
b)寬度與被連接件的連接部位接縫(搭接)面寬度一致;
c)管箍密封墊的長度不小于管體外周長,法蘭密封墊與法蘭周長一致,拼裝管搭接連接密封墊
長度不小于接縫長度;
d)螺栓密封墊的尺寸不小于鋼墊片尺寸,孔徑不大于螺栓公稱直徑。
10.2.2分節(jié)整裝螺旋波紋鋼管接頭管箍連接防滲應符合下列規(guī)定:
a)管箍內側與管體端頭外側之間設置防滲密封墊;
b)管端頭緊密對合,管箍的波峰對應于管體的波谷緊扣壓于防滲密封墊上,管端頭對合縫處位
于管箍寬度的1/2處。
10.2.3分節(jié)整裝環(huán)形波紋鋼管接頭法蘭連接防滲應符合下列規(guī)定:
a)管端頭兩個法蘭盤對接之間設置防滲密封墊,螺栓密封墊設置于鋼墊片與法蘭之間;
b)法蘭連接的外露螺栓、螺帽、鋼墊片、防滲墊及周圍縫隙和法蘭對接縫外圈,采用硅酮密封
膠(SR類)或雙組分聚硫密封膠加強防滲處理。
10.2.4拼裝管接縫連接防滲應符合下列規(guī)定:
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a)波紋鋼板件接縫搭接面之間設置防滲密封墊,螺栓密封墊設置于高強度螺栓的鋼墊片與波紋
鋼板件之間;
b)三塊波紋鋼板件搭接接縫重疊處或波峰與波谷之間搭接面縫隙較大時,根據(jù)縫隙大小增設滿
足縫隙填充的密封墊厚度。
10.2.5拼裝管連接接縫處防水處理應符合下列規(guī)定:
a)管外壁外露螺栓、螺帽、鋼墊片、防滲密封墊及周圍縫隙,采用6.3.1b)規(guī)定的硅酮密封膠
(SR類)或雙組分聚硫密封膠加強防滲(防水)處理;
b)管外壁接縫處采用6.3.1c)規(guī)定的聚氨酯(MPU類)防水涂層,厚度不小于2.0mm,涂層寬
度縱縫不小于120mm、環(huán)縫不小于80mm;
c)聚氨酯(MPU類)防水涂層表面,粘貼一層6.3.1c)規(guī)定的路橋用塑性體改性瀝青防水卷材的
要求,平均厚度不小于3.5mm、最小厚度不小于3.3mm,粘貼寬度縱縫不小于120mm、環(huán)縫不
小于80mm。
防腐設計
10.3.1波紋鋼管、波紋鋼加勁肋板、連接件,均應進行熱浸鍍鋅防腐,鍍鋅防腐層厚度及其質量,應
符合GB/T34567規(guī)定。
10.3.2波紋鋼管的使用年限應綜合考慮結構性回填土體的腐蝕特性、波紋鋼管壁厚及鍍鋅防腐層構造
等因素。結構受周圍土體長期作用下的腐蝕性等級指標見表10,當波紋鋼管所處土體(環(huán)境)的腐蝕
性質處于多種介質同時作用時,應采用腐
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