裝配式鋼結構雨污水箱涵

                  發(fā)布時(shí)間:2021-02-03 15:37 瀏覽次數:4523

                  裝配式鋼結構排水箱涵

                  背景技術(shù)介紹

                  一、現澆及預制鋼筋混凝土結構箱涵

                  由鋼筋混凝土或圬工材料制成箱形管節的涵洞,可用來(lái)輸水、排水、蓄水、行洪,過(guò)人及車(chē)輛通過(guò)。箱涵施工一般采用現澆,也有部分采用預制砼。其優(yōu)缺點(diǎn)如下:


                  、大口徑鋼質(zhì)排水波紋管

                  波紋鋼埋置式結構涵洞、通道在國外已有百余年的悠久歷史和成功應用案例,國內外的工程實(shí)踐證明,波紋鋼埋置式結構由于具有良好的變形適應能力,特別適用于常年凍土、膨脹土、軟土以及濕陷性黃土等不良地質(zhì)條件和高填方路段及地震地區的涵洞和通道,以及長(cháng)距離排水排洪管道。波紋鋼埋置式結構始于19世紀末,百余年來(lái)隨著(zhù)波紋鋼埋置式結構的不斷普及及應用,其已成為一種比較成熟的結構形式。


                  其具有如下優(yōu)缺點(diǎn):

                  1、優(yōu)點(diǎn):

                  (1)、工廠(chǎng)化、標準化生產(chǎn),有利于控制質(zhì)量;

                  (2)、造價(jià)低;

                  (3)、施工簡(jiǎn)便,大幅縮短工期;

                  (4)、減少因施工阻礙交通的時(shí)間,降低社會(huì )影響;

                  (5)、減少施工現場(chǎng)污染、低碳環(huán)保;

                  (6)、可制成大跨徑結構,國內最大口徑已達10米;

                  2、缺點(diǎn):

                  (1)、分片拼裝式波紋鋼結構,每片波紋鋼板面積只有2~3平方米,單節長(cháng)度沿縱向長(cháng)度只有1~1.5米,并且要求錯縫拼裝,接縫多。

                  (2)、每片板的四周有螺栓孔,分布在管壁的縱向和周向,這些螺栓孔是直接穿透管壁的,漏水現象普遍。

                  (3)、只有圓形結構,截面形狀受限,流量受影響,圓形斷面無(wú)法設置抗上浮結構,只能深埋。

                  (4)、管體形變大,非常依賴(lài)于周?chē)Y構性回填的質(zhì)量,但圓管涵左右下角的楔形部位,很難回填及密實(shí),造成管體施工和運行過(guò)程中變形。

                  (5)、防腐方式單一,僅采取熱浸鍍鋅防腐方式,對于污水工程難以滿(mǎn)足其設計要求。

                  (6)、底部波紋形狀流阻大,易淤積泥沙,易對管道底部防腐層磨損,減低壽命。





                  、編標準

                  中國工程建設標準化協(xié)會(huì )CECS標準《裝配式鋼結構排水箱涵工程技術(shù)規程》

                  主編單位:河海大學(xué)、南京聯(lián)眾工程技術(shù)有限公司

                  參編單位:中國市政工程華北設計研究總院、中國市政工程中南設計研究院、北京市政設計研究總院、上海市政工程設計研究總院、中建三局、中建水務(wù)集團、中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司、廣東省建筑設計研究院、南京市政設計研究院、合肥市政設計院、江蘇省水科設計院、南京水利科學(xué)研究院

                  、各項檢測報告



                  四、論證報告及關(guān)鍵結論



                  參與論證單位:

                  南京市江北新區公共工程建設中心、東南大學(xué)、上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司、中鐵十七局集團有限公司、中國科學(xué)院、中國市政工程華北設計研究總院、江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司、南京市江北新區廣聯(lián)管廊建設有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟大學(xué)、深圳市政設計研究所、河海大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、中國建筑股份公司技術(shù)中心、江蘇省建筑科學(xué)研究院

                  關(guān)鍵結論;

                  1、關(guān)鍵技術(shù)指標達到了國家標準GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規范》的各項要求,完全滿(mǎn)足工程應用需要,為全面推廣應用提供了技術(shù)支撐;

                  2、裝配式方拱形多艙鋼結構地下綜合管廊技術(shù)具有獨特的技術(shù)創(chuàng )新性、先進(jìn)性和應用性,符合我國綠色發(fā)展、智能制造、供給側改革,以及預制裝配式地下建筑和綜合管廊建設產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,預期經(jīng)濟效益、社會(huì )效益和環(huán)境效益顯著(zhù),具有廣泛的推廣應用前景。

                  3、為形成具有中國特色、國際先進(jìn)的綜合管廊綠色建造,提供技術(shù)支撐。



                  五、南京市推廣示范產(chǎn)品









                  十三、防腐蝕方式

                  根據排水箱涵國家標準中的要求,結構壽命不少于75年。裝配式鋼結構排水箱涵波紋鋼板及相關(guān)構件,要進(jìn)行強防腐設計。

                  防腐蝕技術(shù)關(guān)鍵要求:

                  鋼結構箱涵必須設置雙重防腐蝕方式,第一重防腐蝕措施,能夠單獨保證或與第二重防腐措施共同保證,結構件大于75年壽命。其中的第二重防腐措施,能防止鋼構件的第一重防腐層,在運輸或施工過(guò)程中碰撞受傷,而形成局部腐蝕或點(diǎn)腐蝕,并能保證受傷處耐腐蝕壽命大于75年。

                  第二重防腐措施,預設的受傷面狀況如下:每平方米受傷點(diǎn)的總面積是100cm2~200 cm2,相當于有100個(gè)~200個(gè)花生米大小的破損點(diǎn),但實(shí)際情況下是不可能有如此多破損的,并且是絕大部分情況下沒(méi)有任何破損點(diǎn)。即使有肉眼可見(jiàn)的破損點(diǎn),在施工時(shí)都會(huì )發(fā)現,并按標準修復。

                   

                  目前,國內外埋地鋼結構管道的長(cháng)效防腐方式有如下兩種。

                  (一)非金屬熱熔結FBE復合層技術(shù)(FBE技術(shù)

                  技術(shù)簡(jiǎn)介:內外面每面熱熔結環(huán)氧FBE層,其中與土壤接觸一側的FBE層的厚度不小于400um,另一側的厚度不小于350um。另外,設置服役年限不小于75年的陰極保護裝置,以防止運輸及施工過(guò)程中撞傷部位形成局部腐蝕或點(diǎn)腐蝕。

                  特點(diǎn):

                  1、適用于任何腐蝕性介質(zhì)及地質(zhì)狀況;

                  2、耐強腐蝕,多用于海水及污水化工行業(yè);

                  3、耐沖刷及磨損,多用于化工行業(yè)水泵、葉輪、閥門(mén)、管道內壁;

                  4、壽命長(cháng):港珠澳大橋及杭州灣大橋海水中的鋼管樁使用該防腐技術(shù),防腐年限分別是100年和120年。耐海水腐蝕,海水及泥砂沖刷,耐海水與淡水交替腐蝕,耐海洋生物腐蝕,耐打入泥沙時(shí)的樁擊。


                  (二)熱浸鍍鋅防腐技術(shù)

                  技術(shù)簡(jiǎn)介:熱浸鍍鋅,鋅層厚度不小于1200克/平方米(雙面合計),且內外面的每面鋅層厚度不小于86um。

                  此防腐方式適用于滿(mǎn)足以下全部條件的區域:

                  1、箱涵內流通介質(zhì)為雨水,且雨水泥沙量少;

                  2、土壤及回填料PH值在5~8之間;

                  3、所在區域20公里內無(wú)礦井或工業(yè)腐蝕性徑流;

                  4、土壤電阻率大于2000Ω?cm;

                  5、非鹽堿地帶。

                  案例:二戰期間云南滇緬公路排水涵管

                  1942年完成的云南滇緬遠征軍公路采用熱鍍鋅鋼管作為排水涵洞,狀態(tài)良好,至今仍在使用中,已使用81年。



                  二十、總結

                  (一)結構強度

                  強度遠高于鋼筋混凝土結構箱涵,可以深埋,埋深達20米。

                  (二)防腐壽命

                  雙重強腐蝕:第一重防腐層是保證75年防腐蝕壽命;第二重防腐蝕是陰極保護,防止結構件表面碰撞受傷后產(chǎn)生局部腐蝕,保證受傷處耐腐蝕75年。

                  (三)密封性能

                  廊壁上無(wú)任何穿透孔,密封能達到30米高水柱,并在所有接縫處預留有補漏節點(diǎn),非常適合于倒虹吸箱涵。

                  (四)耐火性能

                  疏導法耐火三小時(shí)。

                  (五)抗地震、耐不均勻沉降

                  (六)施工

                  ①裝配式結構,結構體工期是現澆混凝土結構的三分之一至五分之一,是裝配式混凝土工期的一半,是普通的涵洞型鋼波紋管結構管廊的一半以上;

                  ②模塊化及集成化節點(diǎn),易裝配;

                  ③基礎開(kāi)挖寬度減??;

                  ④重量輕,只有砼結構十分之一左右,對施工機械要求降低;

                  ⑤預留充足的各類(lèi)支架包含熱力管道支架螺栓著(zhù)力點(diǎn)。

                  ⑥消除了對兩側回填土施工質(zhì)量對廊體結構變形的影響。

                  ⑦回填施工簡(jiǎn)便易行,工作量比涵洞型鋼管廊減少一半以上。

                  (七)節省造價(jià)

                  ①結構體本身材料節??;

                  ②節省施工機械費用;

                  ③節省砼廊體的防水處理費用;

                  ④工期縮短后節省的費用:人工工資、支護樁租賃費、降水費、其它的必須的措施費;

                  ⑤與砼管廊相比總體節省10%~20%左右。

                  (八)國家政策倡導

                  ①裝配式建筑;

                  ②綠色建筑;

                  ③工地環(huán)保;

                  ④戰略新興產(chǎn)業(yè);

                  ⑤供給側改革。

                  二十一、與砼結構箱涵比較的優(yōu)勢

                  (一)、造價(jià)節??;

                  (二)、工期縮短;

                  (三)、施工便利;

                  (四)、密封性能強很多;

                  (五)、可距離運輸(2000公里運輸半徑)。




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