浅谈钢波纹管涵的应用优势

谢子微

山西通畅交通勘察设计咨询有限公司山西太原030006

摘要：钢波纹管涵洞具有工期短、造价低、安装方便、有利环保、耐久性好、对基础要求较低等优点，有很好的推广价值。

关键词：钢波纹管涵；应用；优势

0引言

在我国公路建设过程中，涵洞作为一种重要的和常见的结构设施，通常为满足排水、通道的要求，多年来一直采用钢筋混凝土或圬工结构的涵洞，但该类涵洞存在设计繁琐、施工周期长、易出现沉陷及跳车等缺点，给公路行车带来极为严重的安全隐患。针对此状，亟待出现新的涵洞结构形式以解决传统涵洞所面临的缺陷。

随着国民经济的发展，新材料、新工艺及新结构的不断涌现填补了这一空白，金属波纹涵管作为一种材料被广泛应用于公路建设中，它是由金属板材（一般为钢板）制成波形板后卷扎而成或者拼装而成的涵洞用管。

1金属波纹涵管的主要优点

造价低。采用金属波纹涵管结构的涵洞和钢筋混凝土盖板涵和浆砌片石结构的涵洞相比，直接费用可以降低10----30%。

工期短。采用金属波纹涵管，构造物结构简单，现场开挖和地基处理与管体制作分别实施，地基处理只是夯实和砂砾摊铺，管体到现场后实施填埋，工序简单，实施也比较简单。

行车舒适。由于采用混凝土结构或者其他结构，构造物与非构造物部分的连接处最易产生跳车现象，使人感觉不适。而采用金属波纹涵管结构，管身上部填土厚度是渐变的，避免了突变引起的跳车现象，还避免了因为跳车现象引起的构造物损坏。

管体的生产由专业化工厂实施，不受现场环境的影响，从而避免了无法施工的天气对工程进度的影响，工厂大规模集约化的生产有利于降低成本，更有利于质量控制。

现场安装方便，由于金属波纹涵管重量较小无需大型安装设备，对直径超过3米的拼装式金属波纹涵管益通公司拥有专业化的安装队伍，他们安装迅速，安装质量有可靠的保证。

2工程实例

临县至离石高速公路是《山西省高速公路网调整规划》中3纵12横12环西纵高速公路

的重要组成部分。

其中第一合同段第十二施工段K45+413处有U型一冲沟，从现场勘测来看，冲沟上游汇水面积为0.5km2~1.0km2。为了满足排水的要求，需要在此处设置桥梁或涵洞，沟中最大路基填土高度达15m，出于路基土石方填挖平衡和经济方面的考虑采用高填土涵洞方案比较科学。经过对石拱涵、钢筋混凝土板涵、钢筋混凝土箱涵、钢筋混凝土圆管涵的技术、经济、工期多方对比论证，最终决定采用直径3m，4m的钢波纹管涵洞。

3钢波纹管的设计

3.1主要材料

（1）混凝土：用于涵洞内铺砌、帽石。

（2）圬工砌体：进出口铺砌、八字墙墙身、八字墙基础、隔水墙。

（3）钢材：①用材质：Q235－A或SS400热板。钢板符合GB/T912或GB/T3274的规定，钢板牌号为SS400或Q235－A，其化学成分及力学性能符合GB/T700的规定；钢板的尺寸及允许误差符合GB/T719的规定。②镀锌质量：金属波纹板热镀锌处理，镀锌量要求大于600g/m2，平均厚度不小于84μm。镀锌质量应符合国家的检测标准。

3.2钢波纹管的设计荷载

1）车辆荷载。计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下作30°分布；管顶填土厚度不小于0.5m，对管身的竖向压力按土柱重力计算，不计入车辆冲击力；当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外边的扩散线为准。

2）荷载组合。承载能力极限状态组合和正常使用状态极限状态组合。

4钢波纹管涵的施工

4.1施工放样

对施工场地进行平整，安排布置各种材料堆放场地，组织所需机械设备。施工前组织测量人员根据设计文件放出管涵轴线，打好中边桩，在涵管基础范围边缘撒上白色灰线，测出原地面高程。

4.2基础垫层填筑

基础垫层材料采用厚150cm天然砂砾。填筑宽度为7.5m。密实度达到95%。涵管基础顶面采用天然砂砾找平，并按照涵管安装要求预留0.2-0.6%的预拱度。以确保管道中部不出现凹陷或逆坡。

4.3管身安装

（1）管身安装前要求准确放出管涵的轴线和进、出水口的位置，拼装时要注意端头管节和中间管节的位置，管涵的安装必须按照正确的轴线和图纸所示的坡度敷设。

（2）管身安装应紧贴在砂砾垫层上，使管涵能受力均匀。基础顶面坡度与设计坡度一致.

（3）管身采用Q235-A热轧钢板3-4块连接一周整体成型后再进行纵向连接。整体由中心向两端对称进行安装。安装时先安装底片，然后分别向上拼接。每安装10m进行一次管节的位置校正。如出现偏位，采用千斤顶在偏位的方向向上顶管节进行纠偏。

（4）管节安装需在管节内外搭设施工脚手架，以方便施工操作。

（5）管节全部拼装完成后，应检查管节位置是否符合设计要求。并在管身内侧所有钢板拼缝采用密封材料进行密封防止泄漏。

（6）管身安装好后，在管身内外管壁涂刷两遍沥青和煤油的拌和物，以加强防腐蚀的作用。

4.4涵背回填

（1）涵背两侧的部位回填采用级配良好的天然砂砾。在管身最大直径两侧50cm外使用18T压路机碾压，50cm范围内使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大型机械设备对管涵的撞击。

（2）填筑时应分层填筑、分层压实，松铺厚度为20cm，压实度要求达到95%方可进行下层填筑。填筑前在管节两侧上用红色油漆按每20cm高度标注，填筑时按标注线控制。

（3）填筑必须在涵管两侧同步对称进行。

（4）管顶填土厚度大于或等于0.8m时，才允许机械通过。

4.5洞口铺砌及护坡防护

洞口采用端墙型式或与路基边坡一致的斜口形式。涵管进出水口与护坡接触部位用膨胀橡胶材料止水，防止水流在涵管进出水口与护坡接触部位浸入。洞口铺砌及护坡防护为M7.5浆砌片石，应选择几何尺寸相对长和短的石块交错在同一层使之形成错锁结构，保证错缝砌筑，不得出现竖缝、通缝。

5钢波纹管涵的效益分析

5.1钢波纹管涵洞的经济效益

由于建筑材料（主要为水泥、砂、石料）及人工单价、运距等的差异，部分地区（特别是边远地区及水泥、砂、石料缺少地区）的钢波纹管涵洞的实际造价低于钢筋混凝土盖板涵。经济效益明显。

5.2钢波纹管涵洞的社会效益

相对于钢筋混凝土圆管涵和盖板涵，钢波纹管涵洞的应用，一方面节约了大量的石材、水泥，有利于环保；另一方面建设工期可以大幅度缩短，不仅加快了建设步伐，充分体现

了建设工期缩短及相对运营时间增加的经济效应，特别是在局部地区如寒冷地区一年中施工期仅5～6个月，这样应用钢波纹管涵洞更具有明显的优势。

6结语

本涵洞现已施工完成2年，涵洞使用情况良好，建设、施工单位也反映施工方便。钢波纹管涵具有质量轻、耐久性好、施工工期短、对地基要求低、对环境影响小、维修费用低的特点，相信随着对结构耐久性认识的逐步提高，钢波纹管涵在公路或其他工程中将具有更广阔的应用前景。

参考文献

[1]JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].

[2]JTGD61-2005，公路圬工桥涵设计规范[S].

[3]JTGD63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].