波纹钢管在公路建设中的应用

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1、波纹钢管在公路建设中的应用　　(内蒙古交通设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特010010) 　　摘要：文章指出：波纹钢管涵洞与钢筋混凝土和圬工砌体涵洞相比，具有结构轻便、设计简单、施工方便、工期短等特点，并以波纹钢管涵在内蒙古地区的推广应用的实例进行了论证。 　　关键词：公路；波纹钢管；截面；简单；工期短 　　中图分类号：U449.83文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)03—0262—02 　　随着公路建设事业的发展、国民经济实力的提高，一些新型结构、新工艺、新材料，正层出不穷地应用到公路建设中。其中，波纹钢管作为一种新型的结构物，越来越广泛被人们认识和使用

2、，在公路建设中发挥着重要的作用。 　　涵洞是公路工程中的重要组成部分之一，几十年来一直是钢筋混凝土结构或圬工结构。钢筋混凝土涵洞和圬工砌体涵洞的缺点是设计、施工较繁琐，施工工期较长。另外，混凝土管涵也有不少缺陷，如多管节组合体，管节间不存在强度连接；在寒冷地区，单节的冻起或下沉导致整座涵洞的破坏。根据对内蒙古各级公路混凝土圆管涵的调查和了解，多数在使用3个月到2年后即出现程度不同的各种病害，有的甚至还没有使用就出现管节裂缝等病害，因此从设计、施工及养护进行预防与治理，采取多种措施，其中采取波纹钢管涵就是较为有效的措施之一，能减少上述大部分病害。波纹钢管涵洞是一种柔性结构物，不但具有一

3、定的强度和抗震能力，而且能适应各种复杂地形的沉降、变形和不同的路基填土高度，与钢筋混凝土和圬工砌体涵洞相比，具有结构轻便、设计简单、施工方便、工期短等特点。采用波纹钢管作为涵洞的主要结构材料，来代替原来的钢筋混凝土和圬工砌体涵洞，以此来解决中国在涵洞建设中存在的工序繁杂、工期长、病害多等缺点，具有十分重要的意义。 1波纹钢管在国内外的应用现状 　　在国外，波纹钢管涵技术在具体的工程建设中已有较长的应用历史。波纹钢管是由波形钢板制作而成。在美国、加拿大、北欧等分布有多年冻土及沙漠的国家，波纹钢管涵洞已被广泛应用于公路工程，并制定出相应的设计、制造及施工安装手册，积累了较为成熟的修建经

4、验，特别是在岛状多年冻土地区及高寒地区的工程中，应用波纹钢管涵洞更显其优越性。 　　由于波纹钢管的适应性和优越性，发展到现在其不仅仅应用于涵洞，还可以广泛的应用水利治理、小跨度桥梁等许多方面。在韩国，波纹钢管被广泛应用于涵洞、隧道、小桥涵的建设中，建成的工程实例已有2000多例。 　　中国波纹钢管涵洞的应用，首次出现在50年代修建青藏公路不冻泉段时的抢修工程中，到70年代开挖时发现其使用状况良好。但是由于历史背景和其他原因，未能广泛应用。中国使用金属波纹管涵是从2001年以后，通过近几年的市场开发，已在河北、内蒙古、青海、宁夏、新疆、西藏等省市区的公路建设中得到广泛应用。 2波

5、纹钢管的结构及特性 　　波纹钢管是一种挠性、薄壁、有横向波纹的管壳零件。它既有弹性特性又有密封特性，在外力及力矩作用下能产生轴向、角向、侧向、及其组合位移，密封性能好。可适用于内蒙古岛状多年冻土地区，还可适用于内蒙古沙漠无砂石材料的地方。 　　波纹钢管的性能取决于它的结构，不同的结构有不同的性能，而不同的结构反映在波型上，波型是指轴向剖开后的波纹型式和形状。波纹钢管的波型基本上有U型、C型、Ω型和S型，为了提高承压能力和降低刚度，又可以做成多层波纹钢管和有加强环的波纹钢管。 　　波纹钢管按其用途不同，表现出的力学性能也不相同。用于管道连接时，可只考虑波纹钢管的轴向受压，而作为

6、涵洞，则主要考虑环向受压作用。波纹钢管作为涵洞，其基本的截面型式有圆形、椭圆形和拱形(见图1)。进出口也可按照边坡比例做成斜口，孔径从几十厘米到十几米大小不等，小孔径涵管为整体式，大孔径涵管为多片拼装式，有螺栓联接、铆接、焊接或卷边接缝等几种联接方式。管壁厚度为3～7mm，能够满足填土0.5～40m厚的需要。试验表明，对于回填土高度为35m的土压力，波纹钢管只承担60％而相邻的土体承担40％。这些试验第一次表明，具有柔性的波纹钢管和周围土体组合起来可以作为一个复合结构承受土压力。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　波纹钢管涵的材料大都为Q2

7、35钢材，为了防止腐蚀，波纹管的外表涂一层沥青或无机富锌漆材料，管节之间通过法兰盘联结，而且中间夹一层密封性胶垫。波纹管的波纹形式有环形和螺旋形两种形式。波纹钢管涵的基础一般采用级配良好的天然砂砾，深度一般为0.6m～0.8m，涵身直接放于垫层上。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　在多年冻土地区的涵洞工程中，在冻土融化时，若发生融沉现象，在涵洞的进出口处会产生比路