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1、波紋管用途(一)概述作為新型材料波形鋼板的軋制始于1784年,當時英國出現了第一臺軋制波形鋼板的專用設備。由于鋼板的供給不足,波形鋼板未能及時得到推廣應用。直到1890年之后,隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展.鋼板的供應有了保障.波形鋼板的應用迅速擴大。1896年.首次出現了利用波形鋼板卷制的鋼管,并被用作涵管。隨著應用經驗的積累,波形鋼管的直徑不斷增大,達到2.4m以上。當時的波形鋼管都是工廠直接卷制而成的。到1931年,人們成功地開發(fā)了利用渡形結構鋼片進行工地現場組拼的技術。到目前為止,這種組拼結構的最大跨徑已超過15m波形鋼板結構以其獨有的特點.被廣泛應用于各種工程中。在北美地區(qū),公路工程中的涵洞(
2、管)、小橋、擋土墻等結構物有很大一部分是用波形鋼板制成的。對道路涵洞來說,涵洞的不均勻沉降是其破壞的主要型式之一。從材料與結構和功能的本質關系上分析,采用柔性、高強度的鋼波紋管涵洞,不僅具有適應地基與基礎變形的能力,可以解決因地基基礎不均勻沉降導致的涵洞破壞問題,更好地發(fā)揮鋼結構的優(yōu)勢。金屬波紋管涵具有自重輕、運輸方便、施工簡單且施工工期短、造價低、對地基擾動小、對基礎要求較低、適應變形性能好的優(yōu)點,金屬波紋管涵還具有較強的抗拉、抗剪和抗疲勞能力。金屬波紋管涵洞具有較為廣泛的應用前景。能夠滿足多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等因地基因素引起不均勻沉降對涵洞結構拉應力的特殊需求。文章通過試驗
3、從不同側面研究其受力大小、應力集中位置及峰谷之間的關系。(二)關于波紋管的一些介紹l.波形鋼板的結構特點、應用范圍1.1波形鋼板結構的優(yōu)缺點優(yōu)點:(1)重量輕。以內徑1.5m的涵管為倒,波形鋼板制作的涵管每米重量為7l~396kg(依制作工藝、波紋型式及鋼板厚度而定),僅為鋼筋混凝土涵管重量的4~22,這給施工帶來了極大的方便,采用小型起重機械即可安裝;同時,轉運和裝卸費用也大大減少。(2)耐久性好已有的結構實例顯示,鍍鋅波形鋼板結構的使用壽命可達到75年以上,對于通常的工程來說,這樣的使用壽命完全可以滿足要求。(3)采用工廠化生產。波形鋼板結構或構件是在工廠成批生產的,這樣,產品成本大大降
4、低,質量穩(wěn)定可靠,在不過多增加成本的情況下.可以制作出適應工程不同需要的各種形狀的結構產品。(4)施工和安裝方便。由于波形鋼板結構的安裝過程是簡單的栓接和就位過程.固此,旋工人員不必經過特殊培訓即可操作。(5)施工過程中對地基擾動小,熱阻小,對土層的熱擾動小。不滲水,有利于保持多年凍土地區(qū)的水熱平衡,保護凍土,達到高寒地區(qū)涵洞工程的整治目的。(6)結構類型適應性好,延性好缺點:(1)造價較混凝土有所提高。(2)施工過程中易發(fā)生變形,產生過多的位移和塑性鉸,造成結構的連續(xù)性倒塌或永久變形。(3)易發(fā)生平面外失穩(wěn)。(4)防腐性能差。鋼材易被空氣中的水蒸氣腐蝕,降低強度,造成不可避免的損失。在設計
5、施工過程中應加強防腐性能,如在鋼材表面鍍鋅等。1.2波形鋼板結構的應用范圍波形鋼板結構種類很多,在工程中的主要用途有:(1)肋條形鋼板擋土墻。采用肋條形鋼板制成.其外表美觀,安裝靈活方便,耐久性好。(2)鋼板樁將鋼板軋成槽形后翩成鋼板樁,作為施工開挖時的臨時防護工程,施工速度快,可重復使用,造價低廉。(3)路側護欄“w”形波形鋼板護欄被廣泛用作公路路側防撞護欄,由于具有較高的強度和良好的彈性.當高速行駛的汽車與之相撞時,既可阻止汽車駛出公路,又可避免對車輛造成過大的破壞。目前,波形鋼護欄已成為高速公路最常用的防撞護欄(4)廠房屋面。波形鋼板重量輕,具有良好的防滲漏性能,加上近年來彩色鋼板技術
6、的普及,彩色波形鋼板被大量用作各種大跨度工廠廠房屋面。(5)糧倉。利用波形鋼板拼接制成的糧倉具有強度高、防水性好、占地面積小、拼裝方便等優(yōu)點。(6)涵洞(管)、下水管及公用設施通道大直徑波形鋼板重量小,敷設方便,被廣泛用作公路排水涵洞(管)、城市下水管道,大直徑管道還可作為電力線路、通訊線纜及燃氣管道等公用設施的公用通道(被稱為“城市公用設撼共同溝)。(7)通道和跨線橋。采用結構鋼片組拼技術,波形鋼板結構跨徑已達到15m以上,可以用來建造公路通道和各種跨線橋。2、波形鋼板結構與鋼筋混凝土結構的區(qū)別以涵管為例,波形鋼板卷制的涵管是柔性結構,鋼筋混凝土涵管是剛性結構,二者在荷載作用下的表現是不同
7、的。當垂直荷載作用于波形鋼板涵管時,其斷面形狀會發(fā)生微小變化,通過與周圍土體的相互作用,使荷載有效傳遞給周圍土體;而當荷載作用于鋼筋混凝土涵管時,其形狀基本不發(fā)生變化,荷載大部分由涵管底部土體承擔。波形鋼板涵管底部壓力明顯比鋼筋混凝土涵管底部壓力小,而且由于斷面的微小變化,使其周邊徑向壓力更趨均勻。有關試驗數據表明,波形鋼板涵管僅承擔其上部荷載的6%.其余4%由周圍土體承擔。由于波形鋼板涵管將荷載分攤到周圍土