高等级公路圆管涵开裂原因及防治措施
(内蒙古乌兰察布市公路工程局，内蒙古 乌兰察布 012000)
摘 要：文章分析了圆管涵受力情况，提出过大的施工荷载、管涵的自身品质是现高等级公路圆管涵屡展开裂的原因，并提出了防治措施。
关键词：圆管涵；开裂高等级公路
中图分类号：U416.23＋1 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2008)04—0088—01
钢筋混凝土圆管涵是高等级公路上常用的涵洞型式，但由于现行公路桥涵设计施工规范对它的设计、构造、施工方面的规定较为简单和粗糙，导致目前我国公路建设尤其是高等级公路工程建设中所采用的圆管涵开裂现象严重，使涵管部分或全部失效，从而影响已建公路的运营。
1 圆管涵开裂原因分析
1.1 受力原因
圆管涵受到垂直土压力、施工荷载、运营期间的行车荷载、管节自重、侧向约束力的共同作用。管节垂直压力作用大于横向约束力作用，竖向为压缩变形，横向为膨胀变形，从而导致管顶开裂，同时，从对以往高等级公路圆管涵开裂现象的调查也发现，沿涵管方向，洞口附近填土低，碾压少，涵管开裂不严重，路基中部则破裂严重。
钢筋混凝土圆管涵为刚性管节，主要有以下受力特性：①刚性涵管下的基底压力和沉降，一般比邻近路堤下的大；③洞顶填土作用于涵洞上的压力，大于洞顶土柱的压力；③、刚性涵洞的变形不影响作用于涵洞上或其基底上的压力。
虽然规定涵洞顶上填土厚度必须大于0.5～1m时，才允许机械通过，但没有对压实机械的荷载做明确规定，没有体现涵洞填筑与一般路基填筑的特殊性，对涵洞填筑高度H≤05m时采用什么类型压实机械，填筑高度H>0.5m．时是否还有必要限制施工荷载没有明确规定，从而施工荷载内力有可能远大于设计、验算荷载内力，导致涵洞在填筑施工中出现开裂。
1.2 制作原因
目前圆管涵多数为离心法生产，该生产工艺技术难度比较大，容易出现离析。圆管涵壁集料分层明显，内层为细集料，中层为中集料，外层为粗集料，导致混凝土强度不均，特别是抗剪强度降低。
2 防治措施
2.1 圆管涵管座型式的选取
公路上常用的圆管涵管座形式大致有三种：素土平基管座、弧形土基座、弧形混凝土管座。由于素土平基管座圆管涵反力集中于管底，涵管受力条件很不利。弧形土基座涵管受力不均匀且施工难度较大，故在高等级公路上一般不予采用。
现在高等级公路圆管涵一般采用弧形混凝土管座，它施工简单，质量令人放心，且有利于涵管的安放，一般采用120°的护管基础，但对照图l可知，管底受负弯矩，120°的护管基础只能防止不均匀沉降，并不能改善管的受力情况，故临长高速公路将其改为180°的护管基础，如图2，因为横向边界变形的制约是抑制圆管涵开裂的关键，180°的护管基础能提供横向水平向内制约力。.gif)
2.2 涵管制作
钢筋混凝土圆管涵一般采用离心法施工，当转速过低、混凝土塌落度较小时，混凝土密实度无法保证；当转速过高、混凝土塌落度较大时，易发生离析现象，混凝土在离心力作用下粗骨料富集于涵管外壁，水泥浆富集于涵管内壁；以上两种情况都将严重影响混凝土强度，应根据混凝土塌落度制定合理的离心法施工频率、时间，既保证涵管混凝土密实，又尽可能减少混凝土的离析分层。
2.3 回填
根据受力分析，如回填方法不当，施工荷载内力有可能大于设计、验算荷载内力，从设计上当然可以考虑这些因素的影响，但不经济，应结合回填施工工艺予以控制。
3 结语
高等级公路钢筋混凝土圆管涵的开裂，主要是由于施工规范规定不详细，设计时没有考虑施工荷载的影响以及管涵自身的制作品质。通过引入180°护管基础，可以大幅度的改善管涵受力情况：通过规范管节制作方法，可以确保管涵品质：通过制定相应回填方法，可以在经济的情况下确保管涵不开裂。
［参考文献］
［1］ JTJ021—89公路桥涵设计通用规范［S］.北京：人民交通出版社，1998.
［2］ JTJ041—89公路桥涵施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，1998.