管廊式桥管设计时如何防止沉降

张莉

摘要：在管道工程中，给水管道沿桥敷设为供水带来了便利。可在实际工程中道路与桥梁的不均匀沉降又为管道正常运行带来不小的影响，本文根据不同的过桥方式分析了产生沉降的原因，并提出相应的防沉降措施。

关键词: 桥管设计，沉降，防止

Abstract: in the pipeline engineering, water supply pipe laying along the bridge for the water supply brought convenient. But the real project of road and bridge uneven settlement and for the normal operation of pipeline to bring a lot of influence, this paper, according to the different way across the bridge analysed the cause the cause of the settlement, and put forward the corresponding prevention measures of the settlement.

Keywords: bridge tube design, settlement, prevent

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1引言

绍兴地处江南水乡，河流众多，自然桥梁也多不胜数。目前，小口径（管径≤400mm）的给水管过河通常采用沿桥敷设的方式来处理，一般新建道路在桥梁设计的时候都会给给水管预留管道通道，通常位于人行道下，直接放在盖板下，或放在预埋的工字钢上，因此管道和桥梁就相当于是一体的了。随着时间的推移，道路和桥梁将会产生沉降，管道也随之沉降，而道路的沉降和桥梁的沉降量不一致，有些桥梁的接坡处产生很大的跳跃，这种不均匀的沉降就会将管道拉开，造成破损，漏水等一系列危害，给管道正常运行带来不小的影响。因此在桥管设计阶段，就必须将这些问题预防处理，做到防患于未然，防止管廊式桥管沉降。

2原因分析

发生不均匀沉降最主要是因为刚性结构的桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力，在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下，桥梁与道路同时发生沉降，而两者的沉降量不同时就形成了不均匀沉降。根据JTGD30-2004《公路路基设计规范》中要求，道路的允许工后沉降为：一般路段≤0.5m，桥台与路基相邻处≤0.2 m，如果这时候桥头连接处下敷设有管道，时间久了，不均匀沉降就会将管道拉开，表现在管道接头拉开、焊口拉裂、伸缩节拉变形或者直接拉开。

3管廊式桥管形式

3.1方式一

管道敷设在道路下，在桥梁起坡前后均位于道路下，到桥梁的位置走预留的管道通道，如图一所示。

图一 方式一过桥

这种方式的优点是：管道顺直，水头损失小。缺点是：管道在桥坡的地方易发生沉降。

3.2方式二

管道敷设在道路下，在桥梁两端起坡点之前将管道改道至道路外敷设，到桥梁的位置走预留的管道通道，如图二所示。

图二 方式二过桥

这种方式的优点是：避免了管道在桥坡处的沉降。缺点是：管道不顺直，水头损失增大，占用道路以外地带，增加投资。

4设计解决方案

4.1方案一

尽可能避免在桥头连接处等易产生沉降的地段下敷设管道，在桥梁起坡之前将管道改道至道路外敷设，类似于图二中的做法。此种做法已经在绍兴县的兰亭镇兴工路生活、工业给水管道工程，兰亭镇娄中路南段给水工程等多项工程中设计并实施，截止目前尚未发生管道接口拉开、伸缩节移位、管道漏水等情况。

4.1方案二

桥头连接处下的管道采用钢管，避免柔性接口，并延长钢管的距离至桥梁起坡点，避开易产生沉降的路段，同时提高钢管焊缝的质量，夏季施工时避开高温阶段，管道安装应选择在早晨或傍晚，以减小闭合温差。此种做法目前绍兴市区应用的较多，解放北路北延（群贤路-钱陶公路）给水工程、镜湖新区站前大道给水工程、凤林西路西延伸（洋渎工业区-金川路）给水工程等多项工程中已设计并实施，目前均运行良好，未出现异常状况。

4.3方案三

在易发生沉降地带的管段上安装伸缩节，以释放温度及地基沉降所产生的应力。伸缩节也可称为管道伸缩节、膨胀节、补偿器、伸缩器，伸缩节的选用可以选用轴向型、横向型和角向型，轴向型伸缩节主要包括：内压式、外压式、复式、平衡式、直埋式等，用于轴向长度补偿；横向型伸缩节主要包括：大拉杆横向补偿器、万向铰链横向型伸缩节等，用于补偿横向变形；角向型伸缩节主要包括：铰链补偿器、万向铰链伸缩节等，用于补偿转角变形。伸缩节为保障管道安全运行，具有以下作用： ○1补偿吸收管道轴向、横向、角向受热引起的伸缩变形；○2吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响；○3吸收地震、地陷对管道的变形量。绍兴的袍江曹娥江大桥给水管道就采用此种方式，曹娥江大桥是绍兴市单体建设规模最大、最长、最宽的拱桥，全长2207.6米，主桥长638.2米，在主桥与引桥连接处使用BY型压盖松套限位伸缩接头，在松套伸缩接头原有性能的基础上增设限位装置，在最大伸缩量处用双螺母锁定。这样就实现了管道在允许的伸缩量中可以自由伸缩，一旦超过其最大伸缩量，就起到限位作用，当温度变化时管子能在接头中间自由的伸缩，当地基下沉，管子能偏斜，并确保密封无渗漏，从而起到自动补偿之目的。伸缩节特别适用于有振动或有一定斜度及在拐弯的管路中的连接，有效的确保管道的安全运行。

5结论

桥管的沉降是不可忽视的问题，小到漏水，大到爆管，给正常的供水带来隐患。因此，作为设计人员一定要严把第一道关口，在设计时因地制宜，采用合理的措施防止沉降的产生，从源头杜绝危害。

参考文献：

[1] 给水排水设计手册（城镇给水）

[2] 给水排水设计手册（常用资料）

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。