钢波纹管涵在南方山区高速公路中的应用

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1、公路与汽运第４期２４２Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ２０１２年７月钢波纹管涵在南方山区高速公路中的应用池坤敏（广东省公路勘察规划设计院股份有限公司，广东广州５１０５０７）摘要：结合广东省某高速公路工程实例，将钢波纹管涵与拱涵进行分析对比，总结了钢波纹管涵在南方山区高速公路中应用的特点和优势，并介绍了钢波纹管涵的设计经验，为钢波纹管涵在类似地形条件下的推广应用提供借鉴。关键词：公路；钢波纹管涵；砼涵洞；高填土中图分类号：Ｕ４１７．３文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－２６６８（２０１２）０４－０２４２－０３钢波纹管是由碳钢板经冷成型加工而成的管壁程。钢波纹管目

2、前在中国东北、华北、西北及华东地带有波形截面的并且管体表面经耐腐蚀处理的金属区公路工程中已开始大规模应用。２００８年，交通运管道状结构物，用来代替公路、铁路工程中的砼涵洞输部发布并实施ＪＴ／Ｔ７１０－２００８《公路桥涵波形钢及小桥等。具有一定柔性的高强度钢波纹管，不仅板》，２０１０年又发布ＪＴ／Ｔ７９１－２０１０《公路涵洞通道提高了适应地基与基础变形的能力，有效解决因地用波纹钢管（板）》，为钢波纹管的推广应用提供了依基基础不均匀沉降导致涵洞破坏的问题，而且波纹据和有利的条件。涵管涵洞由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力１钢波纹管涵应用工程实例特性，轴向和径向同时承担因载荷引起的应力应变，

3、可以更大程度上分散载荷的效应，更好地发挥钢结广东省某山区高速公路有２个Ｕ形沟谷路段，构的优势。原施工图设计采用高架桥跨越，但在实施阶段由于钢波纹管桥涵最早于１７８４年诞生于英国，１８９６征地拆迁等原因，导致施工进度滞后许多。为加快年美国率先将波纹钢管应用于公路涵洞。美国、加施工进度，将两处高架桥改为填方路基，同时设置涵拿大等国家从２０世纪八九十年代开始制定相应的洞满足过人及过水的需求。由于涵顶填土较高，备技术规范，并广泛使用钢波纹管桥涵。选涵洞方案有拱涵及钢波纹管涵２种，经过比较，采中国于２０世纪９０年代才逐步开展钢波纹管的用在两处填方路段均设置钢波纹管涵的方案。其技研究、生产及应用，并

4、且应用于青藏公路的抢修工术指标如表１所示，洞身构造如图１所示。表１钢波纹管涵技术指标钢波纹管钢波纹管涵顶填土壁厚／热镀锌平均波高／波距／序号形式直径／ｍ高度／ｍｍｍ厚度／μｍｍｍｍｍ１圆形４１６．９５５．５≥８４５５２００２圆形６１８．５５６．５≥８４５５２００150２高填土时钢波纹管涵与拱涵的比较水沟盖板2510025515目前，高填方路段涵洞的形式较多采用钢筋砼6M7.5浆砌片石拱涵，其拥有钢材用量较少、结构坚固、自重及超载02C20砼沟底铺砌潜力大及使用寿命较长等优点，但同时也存在圬工量大、占用劳力较多、工期长和对地基承载能力要求图１钢波纹管涵洞身构造示意图（单位：ｃｍ）高等不利因

5、素。对比钢筋砼拱涵，钢波纹管涵具有公路与汽运总第１５１期Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ２４３以下优势：时，应修正截面变形后重新压实（如图２所示）。（１）对地基要求低。由于钢波纹管涵为柔性结构物，其基础一般也为柔性基础，涵洞基底的沉降和05粗砂或碎石>0.5D>0.5D特别两侧路基的沉降是均匀的，所以在涵洞构筑时不必夯实区单独对钢波纹管的基底进行特别处理，基本原则是∶1D11∶1路基怎样处理，涵洞基底也怎样处理。而钢筋砼拱1∶2127°1∶210涵对地基承载力的要求较高，涵顶填土高度大于１２∶1803砂砾或碎石基础ｍ的拱涵通常要求地基承载力达到５００ｋＰａ以

6、上。2D碎石垫层南方地区软土分布广泛，地基承载力通常达不到设图２钢波纹管涵基础及台背填筑示意图（单位：ｃｍ）置拱涵的要求，需采用强力的地基处理方案提高地基承载力，而且处理后仍然可能无法避免不均匀沉（２）加强防腐防冲刷设计。南方地区地下水多降，导致拱涵开裂等。带有不同程度的腐蚀性，同时山岭重丘地区地表水（２）施工便捷。钢波纹管生产、管体拼装与土流湍急，季节性降雨冲刷严重。因此，钢波纹管涵的建可分开同时实施，大大缩短施工期。钢波纹管重防腐及防冲刷设计应重点考虑。在涵洞内外壁热镀量只有水泥制品的１０％～２０％，现场吊、拼装通常锌层严格按照相关标准控制的基础上，可采用如下只需要２～３周，参与的人

7、员和机械较少。而钢筋砼措施加强涵洞的防腐及防冲刷能力：１）对腐蚀及冲拱涵施工通常需要数月时间，需耗费大量人力、物刷不严重的场合，可在钢波纹管内外壁增加热涂沥力。同时，减短工期也可使工程早期交付使用及减青层２道，每道厚约１．５ｍｍ，沥青涂抹需在回填之少因施工而引发的民怨。前进行。该措施也可增强涵洞的防水功能。２）对（３）经济性较好。通过测算比较，该文例举的腐蚀及冲刷较为严重的场合，除在外壁增加２道热钢波纹管涵平均每延米的造价比同等规格