[发明专利]采用HDPE缠绕增强管和泡沫混凝土的公路涵洞结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种采用HDPE缠绕增强管和泡沫混凝土的涵洞结构，包括涵管基础、涵管、以及位于涵管两侧和上方的填充体,填充体为泡沫混凝土填充体；涵管包括首尾顺次连接多个HDPE缠绕增强管，相邻两个HDPE缠绕增强管连接处的内侧卷绕设置环形钢带，环形钢带与HDPE缠绕增强管之间设置防渗密封结构，环形钢带上设置密封加强装置。该涵洞结构的自重轻，对地基承载力要求低，可以有效解决涵管不均匀沉降和涵管塌腰问题。适合于在腐蚀、磨蚀的环境条件。本发明公开了一种涵洞结构的施工方法，步骤一、涵管基础施工；步骤二、安装涵管；步骤三、填充体施工；步骤四、路面施工。该施工方法采用泡沫混凝土作为填充材料，取消了拱顶和涵侧填料压实环节。

技术领域

本发明属于公路涵洞结构技术领域，具体是涉及一种采用HDPE缠绕增强管和泡沫混凝土的公路涵洞结构和施工方法。

背景技术

在国内公路铁路建设中，涵洞占有较大的比例。目前绝大部分涵洞设计采用钢筋混凝土或圬工结构。涵洞圬工量大，施工繁琐、工期长。在复杂的地质条件下，地基处理和基础工程所占工程量较大，施工困难。圆管涵虽然具有横断面受力条件好、整体性强等优点，但是，在涵洞纵向接头多，适应地基变形能力较差，当地基出现不均匀变形时，将引起管节脱开或错牙，进而导致渗漏问题，影响涵洞的功能及寿命，严重者影响到路基的承载力和路面的使用性能，出现病害后维修难度较大。

金属波纹管涵洞由于具有安装方便，适应地基变形能力强等优点，近年来在国内一些地区得到一定程度的应用。但是，钢材的锈蚀问题一直是制约波纹钢管涵洞在高等级公路及干线铁路上推广应用的重要因素。尽管工厂在波纹钢板或钢管制作过程中已经采用镀锌技术措施对管壁表面做了防腐处理，一些工程在涵管安装时又在涵管表面涂刷了涂料和沥青防腐层，但是，由于涵洞使用环境较为潮湿，一些地区河流及土壤中易溶盐等腐蚀性物质含量较高，常常导致涵洞钢板严重锈蚀，影响到涵洞的长期性能。而一些河流泥沙含量较高，对涵洞内壁产生了强烈的磨损作用，部分运营多年涵洞的底部已经磨穿，出现渗漏和冲蚀病害，影响了涵洞的承载力性能。

高密度聚乙烯(HDPE)缠绕增强管具有柔韧性好、耐老化、寿命长、抗震性能好、重量轻、运输和安装便捷等优点，其环刚度等级可达10KN/m²以上，近年来在市政建设领域给水排水工程中已经得到了一定程度的应用。如果将其应用于公路涵洞工程领域，与钢筋混凝土圆管涵洞相比，高密度聚乙烯增强管具有接头少、适应地基变形能力强等优点，可有效地避免钢筋混凝土圆管涵洞管节之间的脱开、错牙、渗漏等病害，另外，由于重量轻，便于运输和安装，是替代传统涵洞产品的优良选择；与金属波纹管涵洞相比，高密度聚乙烯增强管内壁光滑,对于液体流动的阻力小，并且更适合于在侵蚀-磨蚀环境条件下使用。

公路涵洞管径较大，与市政给水排水管道在管材受力条件和回填材料密实度及变形要求等方面均有一定差别。如果涵管在路基和行车荷载作用下产生较大的变形，则会对路基路面的性能产生不利影响。所以，将高密度聚乙烯增强管用于公路桥涵工程领域，若直接采用市政工程的在高密度聚乙烯增强管周围填筑普通砂砾做法，还存在一些技术问题。应采取措施着重解决高密度聚乙烯增强管周围填料承载力及高密度聚乙烯增强管环刚度等方面的问题，特别应解决在大孔径涵洞以及多孔涵洞工况条件下涵管结构的稳定性问题。