钢波纹涵管在公路工程中的应用

钢波纹涵管在公路工程中的应用衡水益通金属制品有限责任公司（YTHG）十三年来致力于钢波纹涵管的研究、生产和市场开发，不断积累经验，总结了大量的文献资料：一、 钢波纹管涵是将薄钢板板面压成波纹后，卷制成管节，可以增加管节的刚度和对管轴压力的抵抗强度；出厂前采用热浸镀锌工艺和施工现场喷涂沥青，双层防腐处理保证了使用寿命；用此种管节修建的涵洞被称为波纹钢管涵。二、资料介绍1、交通部第一公路工程公司主编，人民交通出版社出版：公路施工手册桥涵中“涵洞”章节进行了详细介绍。2、道路涵洞新型施工材料金属波纹管涵文：admin来源：摘自青海公路工程造价管理信息点击：1087公路工程的涵洞一般采用钢筋混凝土制作。现采用金属波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工在国内是一项新技术，金属波纹管涵以其性能稳定、安装方便、有利环保、造价低等优点迅速在公路施工中代替了钢筋混凝土施工的涵洞，发展前景非常广阔。在公路施工中，应用金属波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工的历史已经有100多年了。1896年，美国率先进行波纹管涵通道、涵管的可行性研究。其后，在美国、加拿大、澳大利亚等国的公路建设中，均采用了金属波纹管涵进行涵洞的施工。1990年，日本高速公路设计，规范制定了波纹管涵设计技术规范。随着波纹管涵在世界各地的安装使用，证明了此种结构在各种使用情况下的通用性。在我国改革开放后，深圳及大同煤矿开始从国外进口成品波纹管涵进行涵洞施工。之后，上海市公路管理处、上海市政工程设计研究院、上海同济大学对金属波纹管涵进行了动、静载试验，结果表明能满足设计使用要求，填补了国内的空白，且迅速得到推广应用。幕墙一贯反应用于我国各地公路设施建设当中。金属波纹管涵投入到了青海公路施工当中，三年的实践证明，金属波纹管涵在北方寒冷地区完全符合公路建设当中的涵洞施工要求。实践证明，用金属波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工，无论从施工周期、施工造价、环保意义等方面都有其不可比拟的优越性，且用金属波纹管涵进行涵洞施工，可大大提高道路行车的舒适度与安全性，避免道路中涵洞的“错台跳车”现形，有利于解决西北地区寒冷霜冻对砼管涵结构的破坏问题。3、新闻首页 省内科技动态公路桥梁 河北：赤城县引进金属波纹涵管应用于特殊地段施工 由赤城县交通局下属的张家口市双力工程有限责任公司承建的省道南标段赤线，施工地形复杂，施工地理环境特殊。针对这一情况，该公司购进两孔高新技术产品金属波纹涵管（孔为直径米长米、孔为直径米长米），通过应用波纹涵管可比混凝土盖板涵提前个多月时间。该产品应用于公路工程建设中，在张家口市尚属首次。 来源:河北交通科技信息网 2006-08-094、沧州高管处充分应用“三新”提高管理质量沧州高管处在津汕高速公路河北段施工建设中积极用科技促进创新，用创新推动管理工作的改进，用新工艺、新技术、新材料的充分应用来提升工程管理质量的提高，在创新中使各项施工管理工作取得了显著成效。 在推广新技术、采用新工艺、应用新材料上，他们鼓励各标段在施工中勇于创新，锐意改革，并及时提供技术指导，对施工中采用的“三新”技术积极予以推广。“电石灰”替代白灰在高速公路路基上的推广应用，使化工废料得到利用，即降低了工程造价，也使多年来化工废料堆积成山污染环境的难题得到了缓解；应用新材料“金属波纹涵管”替代箱涵施工，节省了造价缩短了工期；在较大段二灰土施工中应用摊铺机替代人工摊铺的新工艺，加快了施工进度，节省了人力，提高了工程质量。 三、设计依据1、日本在1980年的日本高等级公路设计规范中对波纹管涵洞有较为详细的规定，该规范给出了五种类型波纹管涵在不同管径和填土厚条件下的波纹管管壁厚查用表格、管段组合螺栓选用方法、给出半沟型和突出型两种背填材料方式的背填设计方法、基础和管端部的设计方法，等等。2、1977年，我国的公路设计手册：涵洞曾给出了波纹管的水平变形、竖向中轴面管顶处和水平中轴面管侧处的内力计算方法。3、采用有限元法对金属波纹管和土体进行弹性体分析，波纹管采用壳单元，土体采用四节点实体单元。对土体的作用简化为一组弹簧加在波纹管上，且不考虑波纹管的搭接头，假设波纹管沿周向是均匀、连续和光滑的。计算结果给出了波纹管的环向、子午向正应力、波纹材料平面内的剪应力以及波纹管的变形。四、国外历史应用简况1、1896年美国率先进行波纹管通道，波纹涵管的可行性研究。2、1923美国铁路工程协会在伊利诺斯州的中央铁路应用波纹管通道进行实体测试。3、1929年加拿大首座波纹管用于一煤矿中。4、1931年澳大利亚首次建成8米汽车通道一座。5、1990年日本高速公路设计规范制定了波纹管设计技术规范，随着波纹管在世界各地的安装使用，证明了此种结构在各种使用情况下的通用性，而且其寿命已超过了设计寿命。五、国内应用：1、1965 年云南公路局在滇缅公路的大修工程中曾挖掘出一段钢质波纹管的过水涵管，被证实是在二次大战期间美国进口安装的；2、八十年代山西朔州平朔线安家堡煤矿附近安装了双孔波纹板拱型通道。3、1998年9月在上海浦东高桥地区曾挖掘出一段直径为1米的过水波纹管涵洞，被考证为1948年安装，用于军事便道。4、19971999年，青藏公路多年冻土地区3道（2道整体式、1道拼装式），大兴安岭加漠公路100余道。5、国道214线青康公路姜路岭清水河段, 20012002年推广到西宁久治公路大武至久治段、花石峡至达日公路、二指哈拉山至尕海等公路建设中，至2002年四个公路项目已累计使用418道。6、19981999年上海市在上海四号线、浦东国际机场中采用了钢质波纹板通道。7、2002年内蒙古、河北等地区也逐步开始应用钢质波纹管涵洞。六、国内研究1、19971999年，中交第一公路勘察设计研究院在青藏公路第三期科研工作中，对圆管涵和钢波纹管涵洞初步开展了力学性能对比试验研究。得出结论：相同围压时，波纹管的轴向位移明显大于普通圆管，表现出波纹管具有向补偿位移的功能；波纹管的内部应力拉、压相间。2、1998年，上海市政工程设计研究院和上海公路处在上海新开河针对4米直径的钢波纹板涵洞进行了荷载试验，并结合试验对波纹管结构进行了初步力学分析。得出结论：最大拉应力和压应力均出现在上半圆两个45方向上，最大拉应力在波峰，最大压应力在波谷。3、2001-2003年，中交第一公路勘察设计研究院系统研究钢波纹管涵洞。4、2004年内蒙古设计院对大跨径波纹拱涵实验研究。总结：经过青藏高原冻土地带，上海软基地区，内蒙古高原高低填方等不同地形应用效果分析发现波纹涵管众多优点：1、在特殊岩土地区，如多年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等地区，钢筋混凝土圆管涵或盖板涵由于地基或基础沉降引起涵洞不均匀沉降而导致涵洞破坏，应用钢波纹管涵洞则完全可以解决因地基变形导致的涵洞破坏，2、也可解决部分煤矿采空区地基沉陷导致的涵洞破坏问题。3、可以加工成弧行，拱型，椭圆三通等异型结构，便于曲线施工。4、工程实际造价比同类跨径的桥、拱涵和盖板涵洞低。5、采用标准化设计、设计简单，6、进行工厂集中化生产，有利降低成本，控制质量。生产周期短。7、施工工期短，土建与型材安装可分开实施，然后进行整体拼装。8、施工不受季节限制，不受环境影响，现场安装方便，不需使用大型设备。9、在便道施工结束后以及水毁抢修工程中可以重复使用。10、解