裝配式公路箱型 鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道
一、結(jié)構(gòu)
1、材料:墻板采用波紋鋼板作為主體,以縱向法蘭、周向法蘭及其他結(jié)構(gòu)件以附件,焊接后組合成標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)地下墻板構(gòu)件。材質(zhì)是 Q345 鋼板或 Q420 鋼板,裝配用的螺栓采用埋地專用耐腐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼螺栓,或者采用不銹鋼螺栓。
2、墻板外形:拱形波紋鋼板組合件或平直波紋鋼板組合件。
3、裝配式箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道斷面形狀
單艙斷面
三艙斷面
二、原理應(yīng)用
力學(xué)原理
①將普通的平鋼板加工成波紋鋼板,顯著增加墻板的截面慣性矩,增加墻板強(qiáng)度。另外,波紋鋼板截面一般都是正弦曲線,所以波紋鋼板的波高波距同比例放大后,展開長不變,但其慣性矩卻呈幾何倍數(shù)提高,也就是說,在鋼板厚度不變(即用鋼量不變)的情況下,同比例放大波紋參數(shù),即可獲得大慣性矩顯著增高、增強(qiáng)的波紋鋼板。這個(gè)原理是裝配式箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道造價(jià)節(jié)省的第一因素。
②裝配式箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道結(jié)構(gòu)中,結(jié)構(gòu)體中與周圍土壤接觸的墻板都是拱形的,這個(gè)結(jié)構(gòu)可以與土壤產(chǎn)生土結(jié)共同受力作用,使周圍的土體共同參與結(jié)構(gòu)受力,從而大大減少該結(jié)構(gòu)鋼板的厚度。這個(gè)受力原理,是拱形地下鋼結(jié)構(gòu)所特有的,在地上的鋼結(jié)構(gòu)中,則無法利用該原理。這個(gè)原理是裝配式箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道造價(jià)節(jié)省的第二因素。
③裝配式箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道結(jié)構(gòu)中,內(nèi)部的豎墻是兩層豎直的波紋鋼板, 中間填充澆注了混凝土,波紋鋼板上設(shè)有鋼筋或剪力釘,此結(jié)構(gòu)中,波紋鋼板既是中間混凝土的澆注模板,又是結(jié)構(gòu)體本身,并與混凝土結(jié)構(gòu)形成了鋼與混凝土組合式結(jié)構(gòu),力學(xué)性能呈倍數(shù)增加,可使該處波紋鋼板的厚度減少一半左右。所以,內(nèi)部豎墻應(yīng)用了鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)原理,是裝配式箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道造價(jià)節(jié)省的第三個(gè)因素。
如圖所示:
三、防腐蝕方法及壽命鑒定
2010年,針對(duì)各地公路用熱鍍鋅波紋鋼管涵洞的腐蝕條件和行業(yè)防腐要求, 我公司與中國防腐蝕協(xié)會(huì)及南京工業(yè)大學(xué)、南京工程學(xué)院、中國石化集團(tuán)金陵石化公司等單位合作研究,借鑒及創(chuàng)新了其它領(lǐng)域的高壽命的成熟防腐技術(shù),將有機(jī)材料與無機(jī)超硬質(zhì)礦物材料融合,成功的取得了埋地用鋼結(jié)構(gòu)的熱浸鍍鋅加熱熔結(jié)塑料陶瓷的綜合防腐技術(shù),并已在國內(nèi)高速公路埋地式鋼質(zhì)波紋管涵洞結(jié)構(gòu)中運(yùn)用,效果顯著,獲得行業(yè)好評(píng)。2017 年,該項(xiàng)技術(shù)獲得南京市人民政府頒發(fā)的科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
2013 年 6 月,以中國工程院院士侯保榮帶隊(duì)的國內(nèi)知名防腐蝕專家和廣東省交通廳副廳長陳冠雄帶隊(duì)的交通行業(yè)專家組成的專家組,對(duì)我公司熱熔結(jié)塑料的鍍鋅波形鋼板產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑒定,現(xiàn)場(chǎng)審查生產(chǎn)設(shè)備、制造工藝、質(zhì)量保證等環(huán)節(jié),結(jié)合各項(xiàng)檢測(cè)報(bào)告,用戶反饋等資料,進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)估和論證,得出了
防腐方式及性能-實(shí)驗(yàn)
對(duì)普通碳鋼板片、熱浸鍍鋅鋼板片、熱鍍鋅后熱熔塑鋼板片分別進(jìn)行強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高比鹽液進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn): 由試驗(yàn)得出:普通碳鋼板和熱鍍鋅板在三種溶液中均出現(xiàn)不同程度的腐蝕,碳鋼板腐蝕最快,而碳鋼+熱浸鍍鋅+熱熔塑板在三種溶液中沒有變化,未出現(xiàn)腐蝕!
(1)普通碳鋼板在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境中腐蝕明顯,在高比鹽液中腐蝕輕微;
(2)熱浸鍍鋅鋼板在強(qiáng)酸環(huán)境中腐蝕明顯,在強(qiáng)堿、高比鹽液中腐蝕輕微;
(3)碳鋼+熱浸鍍鋅+熱熔塑板在三種溶液中未出現(xiàn)腐蝕。
四、各節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)
①波紋鋼板與縱向法蘭的連接結(jié)構(gòu)
五、密封方式及性能
六、施工方法
(1)吊裝預(yù)制底板至設(shè)計(jì)位置;
(2)預(yù)制底板間預(yù)留鋼筋捆扎,并與抗拔樁連接,澆注底板間空隙,使底板澆注為一個(gè)整體;
(3)安裝側(cè)板,側(cè)板用斜拉鋼絲繩固定;
(4)安裝頂板并密封;
(5)澆注艙間豎墻自密實(shí)混凝土;
(6)內(nèi)側(cè)地坪澆注,及角部節(jié)點(diǎn)處澆注;
(7)基坑回填。
七、施工現(xiàn)場(chǎng)
八、南京聯(lián)眾體系裝配式公路箱型鋼結(jié)構(gòu)涵洞及通道特點(diǎn)
(1)全裝配式結(jié)構(gòu)。
(2)工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),質(zhì)量保證。
(3)可集成化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及裝配。
(4)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,可以埋深 20 米。
(5)結(jié)構(gòu)體高度比較高,可達(dá)到 5 米~8 米,容量大,容積率高。
(6)抗?jié)B漏能力強(qiáng),可達(dá)30 米高水柱。
(7)防腐能力強(qiáng),雙重防腐蝕,在國外鋼結(jié)構(gòu)熱鍍鋅防腐蝕基礎(chǔ)上,增加熱熔工程塑料防腐,經(jīng)過嚴(yán)格檢測(cè)及論證,壽命可達(dá)100年。
(8)重量輕,是混凝土結(jié)構(gòu)的十分之一~四分之一,運(yùn)輸及施工便捷。
(9)工期縮短三分之二以上。
(10)造價(jià)低,比混凝土涵洞及通道造價(jià)低 5%~15%。
(11)減少砂石開采,有利生態(tài)保護(hù)。
(12)配合國家供給側(cè)改革政策,消除鋼鐵過剩產(chǎn)能。
(13)符合國家發(fā)展裝配式綠色建筑政策。
(14)符合國家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展政策。