鋼波紋管是由碳鋼板經(jīng)冷成型加工而成的管壁帶有波形截面的并且管體表面經(jīng)耐腐蝕處理的金屬管道狀結(jié)構(gòu)物,用來代替公路、鐵路工程中的砼涵洞及小橋等。具有一定柔性的高強度鋼波紋管,不僅提高了適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力,有效解決因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致涵洞破壞的問題,而且波紋涵管涵洞由于軸向波紋的存在使其具有優(yōu)良的受力特性,軸向和徑向同時承擔(dān)因載荷引起的應(yīng)力應(yīng)變，可以更大程度上分散載荷的效應(yīng),更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。鋼波紋管橋涵最早于1784年誕生于英國,1896年美國率先將波紋鋼管應(yīng)用于公路涵洞。美國、加拿大等國家從20世紀(jì)八九十年代開始制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范,并廣泛使用鋼波紋管橋涵。中國于20世紀(jì)90年代才逐步開展鋼波紋管的研究、生產(chǎn)及應(yīng)用,并且應(yīng)用于青藏公路的搶修工程。鋼波紋管目前在中國東北、華北、西北及華東地區(qū)公路工程中已開始大規(guī)模應(yīng)用。2008 年,交通運輸部發(fā)布并實施JT/T710- 2008《公路橋涵波形鋼板》,2010年又發(fā)布JT/T791--2010《公路涵洞通道用波紋鋼管(板)》,為鋼波紋管的推廣應(yīng)用提供了依據(jù)和有利的條件。

南方高填土鋼波紋管涵設(shè)計經(jīng)驗

南方地區(qū)雨水充沛,地下水豐富,軟土分布廣泛，做好涵洞基礎(chǔ)及臺背回填對于鋼波紋管涵整體穩(wěn)定及防水尤為重要。地基要對整個鋼波紋管涵保持均勻的承載力,要避免軟弱基和巖基交叉的地基,如果不可避免軟弱地基,要用優(yōu)質(zhì)砂石及礫石壓實成型,盡量減少整個區(qū)間的變位量?；A(chǔ)厚度從鋼波紋管涵的底部算起以80cm左右為宜,用透水性好、粒度分布良好的砂礫或碎石成型。材料的最大粒徑不得超過波長的1/2。鋼波紋管涵臺背宜采用砂礫或碎石進行回填,兩側(cè)回填應(yīng)同時進行,壓實落差應(yīng)小于20cm。因偏壓造成鋼波紋管涵變形時，應(yīng)修正截面變形后重新壓實。

加強防腐防沖刷設(shè)計。南方地區(qū)地下水多帶有不同程度的腐蝕性，同時山嶺重丘地區(qū)地表水流湍急,季節(jié)性降雨沖刷嚴重。因此，鋼波紋管涵的防腐及防沖刷設(shè)計應(yīng)重點考慮。在涵洞內(nèi)外壁熱鍍鋅層嚴格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)上,可采用如下措施加強涵洞的防腐及防沖刷能力：

1)對腐蝕及沖刷不嚴重的場合,可在鋼波紋管內(nèi)外壁增加熱涂瀝青層2道,每道厚約1.5 mm,瀝青涂抹篅在回填之前進行。該措施也可增強涵洞的防水功能。

2)對腐蝕及沖刷較為嚴重的場合,除在外壁增加2道熱涂瀝青層外,可考慮在管內(nèi)壁包裹一層C25細石砼,更能加強涵洞受水流沖刷的能力,確保對涵管管壁的保護。C25細石砼體積配合比為水泥:砂子:石子=1 : 1.16 : 2. 93,加水混合均勻后澆筑在管內(nèi)壁一定高度的圓弧內(nèi),澆筑厚度為高出波峰3 cm,抹平即可。細石砼粘附力很強，能滿足水流及砂石的沖刷要求。

鋼波紋管涵采用工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),通常涵頂填土高度與鋼管厚度、波高等參數(shù)規(guī)格有明確的對應(yīng)關(guān)系。而山區(qū)高速公路涵洞較長，如果某一座涵洞涵頂填土高度位于兩種涵洞規(guī)格臨界處,則采用高或低標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)通常會有幾十萬元的價格差別。在這種情況下,建議在低標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上采用局部增設(shè)加強肋的做法以達到既能保證波紋管涵在施工過程及后期運營的安全要求,又節(jié)約造價的目的。具體做法如圖3所示,在管頂填高超過(H-3) m范圍內(nèi)的管身頂部設(shè)置加強肋，加強肋在圖示范圍內(nèi)沿洞身每2m(中心間隔)設(shè)置1道,加強肋是圓心角為225mm的鋼波紋管(型號與涵洞洞身所采用的鋼波紋管型號相同)圓弧片。

鋼波紋管涵洞基礎(chǔ)施工時應(yīng)在基礎(chǔ)上縱向預(yù)留0.3%~1%的預(yù)拱度。埋設(shè)于一般土質(zhì)地基上的鋼波紋管,經(jīng)過一段時間后常會產(chǎn)生一定的下沉,而且下沉量通常是管道中部大于兩端。因此，敷設(shè)于路堤下的鋼波紋管管身要設(shè)置中部向，上的預(yù)拱度。預(yù)拱度大小根據(jù)地基可能出現(xiàn)的下沉量、涵底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，通常為管長的0.3%~1%,最大不超過2%,以確保管道中部不出現(xiàn)凹陷或滑坡。