涵洞波纹钢管比较报告
公路涵洞通道用波纹钢管(板)简介
公路工程的涵洞一般采用金属筋混凝土制作。
现采用金属波纹涵管代替金属筋混凝土进行涵洞施工在国内时一项新技术，金属波纹涵管以其性能稳定、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金属筋混凝土施工的涵洞，发展前景非常广阔。
在公路施工中，应用金属波纹涵管代替金属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，均采用了金属波纹涵管进行涵洞的施工。
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涵管进行了动、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。
金属波纹涵管投入到了青海公路施工当中，三年的实践证明，金属波纹涵管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，用金属波纹涵管代替金属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，且用金属波纹涵管进行涵洞施工，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。
整装金属波纹涵管主要用途：1、公路、铁路、水路用暗渠、涵洞、渗水井金属波纹涵管2、便桥、桥梁承重结构3、城市下水管、雨水管、污水管金属波纹涵管4、地下管线敷设用管，地下共同区金属波纹涵管5、小桥、涵洞改造及加固金属波纹涵管技术优势：1、强度高：金属波纹涵管强度为水泥管的1.5~3倍。
2、重量轻：金属波纹涵管仅为同规格水泥管的1/15~1/5。
3、寿命长：金属波纹涵管使用寿命长达100年以上。
钢波纹管涵工法
钢波纹管涵工法钢波纹管涵工法是一种利用钢波纹管作为涵洞的建设工法。
它在地下水工程和交通工程中得到广泛应用，具有良好的抗压性能、耐腐蚀性能以及较长的使用寿命。
一、钢波纹管涵工法的原理及特点钢波纹管涵工法是将钢波纹管作为涵洞的结构材料来进行建设。
钢波纹管由优质钢板经过特殊加工而制成，具有较高的抗压能力和耐腐蚀性能，能够有效地抵抗地下水压力和外部荷载。
钢波纹管还具有良好的柔性和可塑性，能够适应各种地质条件，具有较高的安全性和可靠性。
钢波纹管涵工法具有以下特点：1. 抗压性能优异：钢波纹管具有较高的抗压能力，能够承受地下水压力和外部荷载，确保涵洞的稳定性和安全性。
2. 耐腐蚀性能强：钢波纹管采用优质钢材制成，具有良好的耐腐蚀性能，能够在潮湿和腐蚀环境下长期使用。
3. 灵活性好：钢波纹管具有较高的柔性和可塑性，能够适应各种地质条件和施工要求，灵活性好。
4. 施工周期短：钢波纹管涵工法施工简便快捷，能够大幅度缩短施工周期，减少工程成本和人力资源。
二、钢波纹管涵工法的施工流程钢波纹管涵工法的施工流程一般包括以下几个步骤：1. 地质勘测与设计：根据工程地质条件和设计要求，进行地质勘测，确定涵洞的位置、形状和尺寸，并进行详细的设计方案。
2. 挖掘基坑：根据设计要求，在施工现场将涵洞所在位置的土地进行挖掘，形成适当的基坑。
3. 安装钢波纹管：将预先制作好的钢波纹管按照设计要求逐段安装到挖掘好的基坑内，并连接好管道。
4. 浇筑混凝土：在钢波纹管的外侧进行混凝土的浇筑，形成涵洞的外壁。
5. 排水处理：根据需要，在涵洞内进行排水处理，确保地下水的流动和排除。
钢波纹管涵洞受力与变形特性现场试验分析
第 ４期
乌 延 玲 等 ： 波 纹 管 涵 洞 受 力 与 变形 特 性 现 场 试 验 分 析 钢
５５ １
值 为 １ ６ ｅ 波 峰测 点 ２和 测 点 ３的压 应 变 量 较 大 ， ０ ； 且 应力 值 出现 最 大值 ２ ａ 波 峰处 测点 应 力 大 于 ８ＭＰ ，
波 谷处 ． Ａ 断面 内侧 轴 向波峰 与波 谷处 应变 以压 应 Ａ—
作， 钢板 屈服 强度 不小 于 ２ ５ＭＰ ， 拉 强度 不小 于 ３ ５ＭＰ ． ３ ａ抗 ７ ａ 材料 防腐 采用 表 面热浸 镀锌 ， 镀锌 量 大于
６ ０ｇ ｍ ， ０ ／ 平均 厚度 不小 于 ６ ｍ． ３ｐ 连接 方式 采用 螺栓 法兰 轴 向连接 ， 场安 装前 内外 涂涮 两遍 沥青 ． 现
已基本 完善 ， 其也 存在 弊端 ： 础条件 要 求高 ， 工周 期 长 ， 工工 艺 控 制 不 当易 发 生开 裂 和 跳 车 ， 但 基 施 施 寒
冷 地 区冻胀 病 害严重 ， 期运 营及 养护 成本 高 等． 后 近年 来 ， 波纹 管 涵洞 由于 具 有结 构 简 单 、 输 方便 、 钢 运 施工 工艺 易 控制 且对 基础 承载 力要 求不 高 、 施工 工期 短 、 境 影 响范 围 小 等特 点 ， 环 已普 遍应 用 于 内蒙古
摘
要： 为搞 清公 路路基钢波 纹管涵洞在填 土荷载作用下 的受力与变形特 性 ， 合工程实 际， 结 通过现场 试验 ，
研 究 其 在 路 基 填筑 过 程 中的 工 作 性 能 ． 验 结 果 表 明 ： 波 纹 管 涵 洞 内侧 主 要 承 受 压 应 力 ， 侧 主要 承受 拉 应 试 钢 外 力 ； 大 填 土 高 度 时 ， 、 应 力 均 在 ３ ａ左 右 ； 面 内 、 侧 的 应 变 应 力 出 现 相 反 的 拉 压 变 化 规 律 ， 涵 最 拉 压 ０ＭＰ 断 外 且
高路堤钢波纹管涵与钢筋混凝土拱涵土压力对比分析
。。
。
２ ． ２ 有限元几何模型
２ ． ２ ． １ 有 限元 计 算荷 载
依据 《 公 路桥 涵 设计 通用 规 范 》（ Ｉ Ｔ Ｇ Ｄ６ ０ － － － ２ ０ ０ ４ ） 中４ ． ３ ． １ 条 第２ 款对桥梁结 构的局部加载 、涵 洞等的计算采
分布 。
第 二篇特稿 则结 合实 际工程研 究了 多年冻土 区钢波纹 管涵 洞
的力学性 能 ，实践证 明 ，这种 涵洞 结构 可 以很好地 解决 多年 冻土 区混 凝土涵洞 由冻融 引起 的不均匀沉 降 、裂缝 、桥头 “ 跳车 ” 、冻 疲劳破坏等病 害现 象 ，且具有 良好的经济效益和社会效益 。
４１
Ｆ Ｅ Ａ Ｔ Ｕ Ｒ Ｅ Ｓ Ｉ 囡厨
１ － ２ 钢 波纹管涵洞及混凝土拱涵的工况
对 于本次所采用 的两道涵 ，主要分为４ 种工况 （ 表１ ） 。
２ 运用有 限元模拟 不同形式涵洞
２ ． １ 有限元 网格划分
钢 波纹 管壳体 （ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ １ ６ ３）采用 四边 形 网格 划分 ，土 体及钢 筋混凝土结 构采用六面体 （ Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ６ ５ 单元 ）网格 划
４ ３ ２ 个 。材料参数见表２ 。
钢波 纹管涵 以及 钢筋混凝 土拱 涵边 界条件 ：底面 约
束所有位 移和扭转 自由度 ，即施） ］ ￣ Ａ Ｌ Ｌ ＤＯＦ 约束 ，管两侧
施 加水 平位移 约束 ，顶面 施加荷 载 ，余 面 自由。此条 件
对应 于反开槽回填施 工工艺 】 。
ｕ
３ ． 中 国交通 建 设股 份 有 限公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ８
０ 引言
金 属波 纹 管涵 洞 是 采 用 波 纹状 管或 由波 纹 状 弧 形
公路涵洞通道用波纹钢管学术交流讲座会报道
刘事 莲副 主任 作 学术 报 告 的题 目是 “ 广梧 本次学 术 交 流讲 座 会 由石 国彬 副 理 事 长 高 速公路 波 形 钢 板 桥 设 计 经 验介 绍 ” 他 结合 ， 其 波形钢 板 桥 设 计 的实 践 经验 ， 对 “ 针 波形 钢 板 桥涵 的形 式 、 波形 钢 板桥 涵 的特 点 、 点概 工
公 路涵 洞通 道 用 波 纹 钢 管 学 术 交流 讲座 会 报 道
２ １ 年 ８月 ２ ０ １ ５日， 省公 路学 会 、 省公 路勘 察设计 院股 份 有 限公 司和 南 京 联 众 建 设 工 程
技 术 有 限 公 司 联 合 举 办 了 “ 路 涵 洞 通 道 用 波 公
技术合 作 ， 进公 路建 设行业 的 良性发展 ” 接 促 ； 着， 石副理 事长 简单介 绍 了本 次 学术 交流 讲座 会 的学 术 报 告 嘉 宾——南 京 联 众 建设 工 程 技
员。
战福军董 事 长作 学 术报 告 的题 目是 “ 纹 波 钢管桥 涵 ” 。战董事 长有 多 年从事 波纹 钢管 技 术研发 、 产 经 验 ， 对 波 纹 钢 管 桥 涵建 设 有 生 并 其独特 的 见解 ， 从 波 纹 钢 管概 述 、 纹 钢 管 他 波 应用 实例 、 纹钢 管桥 涵施 工 三个 方 面对波 纹 波 钢 管桥涵 的建设 工艺 进行 了深人 讲解 ， 并指 出 “ 广东 省 虽 然 是 我 国 高 速 公 路 建设 发 展 的前 沿， 但是就 目前 情况 来说 ， 被 纹 钢管桥 涵 等 对 新 技术 的应 用 和推 广 却 已远 远 落 后 于 内蒙 古 自治 区等其 他省 份 和 自治 区 。 ”
方 案 和相 应 的 规 范 、 程 ； 形 钢 板 桥 涵 对 钢 规 波
公路涵洞工程施工中钢波纹管涵洞的技术特点及优势
公路涵洞工程施工中钢波纹管涵洞的技术特点及优势摘要钢波纹管作为一种新型技术在公路涵洞工程施工中的具有很大的优势，钢波纹管涵洞技术不仅具有施工周期短、适应能力强、地基承载力要求低的特点，而且具有较强的耐性，可以大大减少施工的时间，因而这种技术被广泛运用。
本文主要探讨了钢波纹管涵洞的技术特点以及优势。
关键字钢波纹管；技术特点；优势在公路涵洞中对其破坏最大的因素就是沉降不均匀，公路涵洞施工中，其使用材料与工程结构具有一定的关系。
通常情况下，施工人员都会使用柔性、高强度的钢波纹管涵洞，这种材料不仅具有一定的适应地基与基础变形的能力，而且对于解决因地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题也具有重要作用，钢波纹管涵洞因其轴向波纹的存在使之具有良好的受力能力。
钢波纹管涵洞的轴向和径向同时分布可以在一定程度上将荷载的应力进行有效分散，从而更好地发挥钢结构的优势。
利用钢波纹管结构可以有效修筑不良工程岩土地区的涵洞，如：多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等不良工程岩土地区。
钢波纹管因其显著的优势也使其具有更广阔的应用前景。
据此，本文主要探讨了钢波纹管涵洞的技术特点以及优势。
1 钢波纹管涵洞的技术特点钢波纹管涵洞的施工主要有以下特点：首先，其施工工艺流程较为特殊，在施工前要进行以下工作：施工前准备、施工放样、设置围堰、排水清淤以及平整场地等。
在施工工作中要对其压实度、含水量进行检测，接着对水准进行测量，基于此，对施工基础进行分层回填，检测压实度、含水量等，接着要拼装管节，对工程的密水情况及管底纵坡进行检测，并对防腐涂层进行检测与补救。
施工的最关键的环节就是将涵管进行就位，将涵管两侧进行分层回填，并要检测压实度、含水量等，最后进出口处理工作。
由此可见，压实度与含水量的检测工作是钢波纹管涵洞施工的一个必不可少的工作。
涵管拼装的工艺流程如下：首先对涵管管节进行检查，接着将涵管进行吊装，并将其运输到施工场地，施工材料达到之后就要进行涵管进出口的校对工作，将法兰盘及法兰孔进行对齐，并上好螺栓和螺母，将橡胶或石棉密水垫填充进去，最后拧紧螺栓，涵管内外的沥青进行均匀侧涂，涵管拼装工作就完成了。
排水排污管道不同材质对比
排水排污管道不同材质对比一、波纹管涵也叫金属波纹管涵或钢制波纹涵管，是指铺埋在公路，铁路下面的涵洞用螺纹波纹管，它是由波形金属板卷制成或用半圆波形钢片拼制成的圆形波纹管。
公路工程的涵洞一般采用钢筋混凝土制作。
现采用钢波纹涵管代替钢筋混凝土进行涵洞施工在国内时一项新技术，钢波纹涵管以其性能稳定、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。
波纹管涵的优点1)涵管、波纹管涵、钢制波纹管涵洞、金属波纹涵管适应地基变形能力强，对地基承载能力、平整度要求较低，工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞相近或较低。
2) 施工工期短是最明显的优势，土建工程与管节安装可分开实施。
3)进行工厂集中化生产，生产不受环境影响，有利降低成本、控制质量。
4) 涵管、波纹管涵、钢制波纹管涵洞、金属波纹涵管现场安装方便，不需使用大型设备。
5) 解决北方寒冷地区（霜冻）对桥梁和管涵砼结构的破坏问题。
6) 减少或根本舍弃了常规建材，如水泥、黄砂、石子、木材的使用，环保意义深远。
7) 涵管、波纹管涵、钢制波纹管涵洞、金属波纹涵管结构受力情况合理，荷载分布均匀，并有一定的抗变形能力。
8) 涵管、波纹管涵、钢制波纹管涵洞、金属波纹涵管采用标准化设计，生产、设计简单，生产周期短。
9) 波纹涵管有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错台”现象，提高行车的舒适度与安全性，减少工后营运、养护成本。
钢制波纹管涵的特征①强度高，由于其独特的波纹结构使其比同口径的水泥管耐压强度大15倍以上。
②运输方便，波纹管涵的重量只有同口径水泥管的1/10到1/5，即使在窄的场所没有运输设备，人工也可运输。
③使用寿命长，钢制波纹管涵是采用钢管热浸镀锌，所以使用寿命长，寿命为80-100年，在腐蚀性特别大的环境下使用时，采用内外表面沥清附层的钢制波纹管，可在原使用寿命基础上提高约20年以上。
④施工方便：波纹管涵是采用套筒或法兰方式连接，而且可以根据需要定制长度，即使是非熟练工也可以操作，施工以少量的手工操作，可在短时间内完成，既快捷又方便。
钢波纹管涵洞的特点及施工技术
采用钢波纹管涵解决传统涵洞难 以解决的问题。
三、案例分析
二、波纹管涵洞 的特点 （ 一 ） 波 纹 管 涵 洞 的发 展 早在１ ８ 世纪初 ，英 国的一 些大学就 开始 进行 了波纹 管 的研 究工作 。经过 了１ ０ ０ 年研 究 以后 ，美国也开始对波
以外 ，与 钢筋 混凝 土涵 洞相 比 ，钢 波 纹 管 涵 洞 的 施 工 周 期 会短 一个 月 。
随 着 我 国 科 学 技 术 不 断在 取 得 进 步 ，有 越 来 越 多 的
新材料和新工 艺应用于公路建设 ，而钢波纹管涵就是其 中
的一种 ，它的最大 的特点就是有 良好 的延伸性 、而且容 易
为 乐观 。
（ 二 ） 波纹管涵洞的特性 在具体 的施工 时 ，我们主 要是用４ ５ ０ ℃状 态下的热镀
锌板 以螺纹状 缠绕成型工艺制成 的管材 当作螺纹钢管涵材 质 。其研 究表明 ，公路 钢波纹管涵洞有这 一系列优点 ：
１ ． 对 地 基 强 度 要 求 低
钢波纹管 的最大特点就是有较强 的变形能 力，而且无 高路堤公路涵洞 的现状 在 我 国经 济 不 断取 得 成 绩 的 同 时 ，公 路 建 设 工 作 也 在
慢地进行 了公路钢波纹管涵洞 的研究与生产工作。在本世
纪初 ，我国第一道波纹管涵洞在西藏的青藏公路中加 以应 用 ，这解决 了冻土地区 因融沉和冻胀而导致涵洞破坏 的难
题。
１ ７ ０
》 工程技术
（ 二） 施工准备 １ ． 测量放样 （１）首先 ，就 要确保水 准基点复 测是合格 的 ，并在
盖板涵与钢波纹管涵设计分析
盖板涵与钢波纹管涵设计分析发表时间：2018-09-17T16:22:31.723Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：苗成铭[导读] 摘要：涵洞作为宣泄地面水流而横穿路基的小型排水构造物，在公路工程中有广泛应用，根据已建工程统计，每公里公路约3-5处涵洞。
天津市市政工程设计研究院摘要：涵洞作为宣泄地面水流而横穿路基的小型排水构造物，在公路工程中有广泛应用，根据已建工程统计，每公里公路约3-5处涵洞。
其中盖板涵因其结构简单、受力明确、施工方便成为主选结构形式，同时随着钢波纹管材料的发展，钢波纹管涵被越来越多的应用。
本文以某公路项目为依托，阐述盖板涵与波纹管涵的设计原理、设计方法与流程，比较盖板涵与钢波纹管涵的优缺点，并为类似工程提供借鉴。
关键词：盖板涵；钢波纹管涵；设计方法；优缺点The Analysis of Slab Culvert and Steel Corrugated Pipe Culvert DesignTianjin Municipal Engineering Design & Research Institute，Tianjin，300051，China1 工程背景及设计要点本公路工程全长约75公里，一级公路，红线宽18m，共设置涵洞109道，其中盖板涵32道，波纹管涵48道。
工程地处干旱平坦地区，利于开展波纹管涵的应用并在该区域有相应工程经验，综合各种因素确定跨径小于3m处涵洞选用钢波纹管涵洞形式，跨径大于3m处涵洞选用盖板涵或箱涵。
钢筋混凝土盖板涵采用装配式设计，预制盖板按99厘米宽度计算及设计，盖板按两端简支板计算内力，不考虑涵台的水平压力，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行计算和验算。
计算暗涵盖板内力时，涵洞顶上活载引起的竖向土压力，按车轮着地面积的边缘向下作30°角分布计算，明涵盖板则按45°角分布计算，土容重18kN/m3。
钢波纹管涵洞力学计算研究报告(李祝龙)
金属波纹管涵洞力学计算研究报告河北衡水益通金属制品有限公司2007年4月声明1、本报告计算研究均为在实践基础上的理论分析。
2、本报告中的数据和结果仅供技术人员参考，我公司对计算结果可进行解释，技术人员在设计施工时应进行全面分析，本公司对技术人员采用本报告结果直接进行的设计不负相关责任。
目录1金属波纹管涵洞力学计算分析基本理论 (1)1.1有限元法概述 (1)1.2波纹管采用壳单元 (3)1.3填土采用实体单元 (6)2金属波纹管涵洞力学计算分析方法与依据 (7)2.1有限元计算分析方法 (7)2.2有限元计算分析依据 (8)2.2.1强度分析 (8)2.2.2刚度分析 (9)3有限元软件程序 (9)3.1国外有限元分析软件 (9)3.2 国内的有限元计算软件 (10)3.3 金属波纹管有限元力学结构程序 (11)4波纹管结构计算计算精度 (13)5金属波纹管有限元力学计算说明 (18)5.1 计算参数 (18)5.2 有限元模型 (18)6金属波纹管有限元力学计算结果 (20)6.2管径2米波纹管计算结果 (22)6.3管径3米波纹管计算结果 (24)6.4管径4米波纹管计算结果 (29)7 河北省钢波纹管涵洞的应用及效果 (31)金属波纹管涵洞力学计算研究报告1金属波纹管涵洞力学计算分析基本理论1.1有限元法概述有限单元法的基本思想是将连续的结构离散成有限个单元，并在每一单元中设立有限个节点，将连续体看作是只在节点处连接的一组单元的集合体；同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律；进而利用力学中的某种变分原理去建立用以求解节点未知量的有限单元方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题，一经求解就可以利用解得的节点值和设定的插值函数确定单元上以至整个集合体上的场函数。
有限单元法解题的一般步骤就是：结构的离散化，选择位移模式，建立平衡方程，求解节点位移，计算单元中的应变和应力。
论述钢波纹管涵洞的几个试验
论述钢波纹管涵洞的几个试验1引言钢波纹管涵洞是采用波纹状管或由波纹状板通过连接、拼装而成的一种涵洞形式。
为了观测所设计的涵洞是否满足预期要求，对钢波纹管涵洞进行一系列的试验来检验其服务性能就变得很有必要，可以为以后钢波纹管涵洞的设计和施工提供一定的参考和依据。
2主要试验简介2.1土的密度試验根据波纹管修建位置的不同，需要对钢波纹管的所处位置的路基，基础进行密度试验。
土的密度一般采用“环刀法”，测定，用一个圆环刀放在削平的原状土样面上，徐徐削去环刀外围的土，边削边压。
使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内的土样质量，求得它与环刀容积的比值就是其密度。
2.2抗剪试验土是三相体，土的抗剪强度是指土体抵抗由于荷载作用产生的土颗粒间相互滑动而导致土体破坏的极限能力。
为了得到土体的粘聚力c和摩擦角φ常称为土的抗剪强度指标。
土的抗剪强度可以通过室内试验和现场试验测定。
室内试验主要测定土的抗剪强度指标。
常用的室内试验的方法有剪切试验，无侧限抗压试验和常规三轴压缩试验，现场试验为十字板试验。
2.3回弹模量试验回弹模量的测定采用逐级加卸载法。
在荷载小于0.1MPa时，每级增加0.02MPa，荷载大于0.1MPa时，每级增加0.04MPa。
每一级荷载经过多次循环加、卸，待回弹弯沉稳定后，再加下一级荷载。
当回弹弯沉超过1mm时，可停止加载。
可绘出路基的荷载-回弹弯沉关系曲线。
式中：为回弹模量（MPa）；为压板半径；为每一级荷载造成的压强；为每一级荷载引起的弯沉；为土的泊松比。
2.4挠度与沉降试验管顶标高的测量方法是：⑴先根据管子长度及拼接片数确定测量的间距，一般为片数的整数倍。
⑵通过转站用水准仪测出管子端口某一点的相对于管外固定点的高差。
再通过转站即可得到水准仪的仪器高。
⑶根据管子的管径用3米黑白尺或者5米伸缩尺将其底部放在波纹管涵洞的最高点，通过水准仪中丝读出读数。
根据第一步确定的间距，依次重复直到需要下一次转站为止。
圆管形波纹钢结构涵洞变形指标分析
第30卷第6期2022年12月V ol.30 No.6Dec.2022安徽建筑大学学报Journal of Anhui Jianzhu UniversityDOI：10.11921/j.issn.2095-8382.20220603圆管形波纹钢结构涵洞变形指标分析李 涵1，黄志福2，刘百来3，王志宏4，吴 清1（1. 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 西安中交土木科技有限公司，陕西 西安 710075；2. 安徽省交通控股集团有限公司，安徽 合肥 230088；3. 西安工业大学 建筑工程学院，陕西 西安 710075；4. 衡水益通管业股份有限公司，河北 衡水 053400）摘 要：鉴于波纹钢的柔性特点，该结构涵洞实施中应实时检测调整波纹结构断面变形，然而国内外各标准规范对波纹钢结构断面变形指标的技术要求不尽相同。
为获取波纹钢变形控制研究方法、合理给定指标，采用ABAQUS有限元软件，通过控制波形与管径、覆土厚度等变量进行受力变形数值仿真分析。
得出结论如下：相同波形相同孔径，壁厚增加，抗变形能力增强；相同波形相同壁厚，管径增大，抗变形能力减弱；区别于现有的模拟数据趋势，当水平变形和竖向变形与椭圆度的单调线性趋势改变时，呈现椭圆度增大、竖向椭圆态增加、最大等效应力不减反增的规律，同时，相当安全系数的范围缩小；当安装误差控制在（±1%D）以内，在荷载作用下，回填后波纹钢管体更趋近圆形，有利于荷载均布，形成土拱效应。
关键词：涵洞；波纹钢结构；变形指标；质量检验评定中图分类号：U449.83 文献标识码：A 文章编号：2095-8382（2022）06-014-07 Deformation Index Analysis of Culvert with Circular Tubular Corrugated Steel StructureLI Han1，HUANG Zhifu2，LIU Bailai3，WANG Zhihong4，WU Qing1（1. Xi’an CCCC Civil Engineering Technology Co.Ltd，CCCC First Highway Consultants Co.Ltd，Xi’an 710075，China；2. Anhui Transportation Holding Group Co.Ltd，Hefei 230088，China；3.Technological University College of Architectural Engineering，Xi’an Technological University，Xi’an 710075，China；4. Hengshui Yitong Pipe Industry Co. Ltd，Hengshui 053400，China）Abstract：In view of the flexibility of corrugated steel，it is necessary to detect and handle the deformation of corrugated steel section in real time during the culvert implementation. However，the technical requirements for the deformation indexes of corrugated steel section are different in various countries. To study the deformation control methods of corrugated steel and set up reasonable indexes，the ABAQUS finite element software is used，conducting numerical simulation analysis of stress deformation by controlling variables waveform，pipe diameter，soil thickness，etc. The conclusions are as follows：with the same waveform and aperture，the wall thickness increases and the anti-deformation ability increases；with the same waveform and wall thickness，the pipe diameter increases and the anti-deformation ability decreases. When the horizontal and vertical deformation and the monotonic linear trend of the ellipticity change，the ellipticity and the vertical ellipticity increases，while the maximum equivalent stress increases instead of decreasing，which is different from existing simulation data，and the range of comprehensive safety factor is narrowed. When the installation error is controlled within ±1%D，the corrugated steel pipe tends to be more circular under load after backfilling，which is conducive to the load equalization and the formation of soil arch effect.收稿日期：2021-09-06基金项目：中国工程建设标准化协会标准制订修订项目（T/CECS G:F57-01-2022）作者简介：李涵（1981-），女，高级工程师，硕士。
马蹄形钢波纹管涵高宽比
马蹄形钢波纹管涵高宽比一、引言在交通和城市建设过程中，涵洞是一种重要的交通设施，用于解决道路交通与河道流量之间的冲突。
而马蹄形钢波纹管涵是一种常用的涵洞形式，其高宽比对于涵洞的功能和性能起着重要的影响。
本文将详细探讨马蹄形钢波纹管涵的高宽比对涵洞性能的影响。
二、涵洞的功能与要求涵洞作为交通设施的一部分，具有以下功能和要求： 1. 顺利通行车辆和行人：涵洞应能够保证车辆和行人的顺利通过，不影响道路交通。
2. 保证水流畅通：涵洞应能够保证水流的畅通，避免水流积聚和对周边环境的影响。
3. 结构稳定牢固：涵洞应具有足够的结构强度，能够承受外部荷载和地质力的作用。
4. 经济和环保：涵洞的建设和维护应尽可能符合经济性和环保性的要求。
三、马蹄形钢波纹管涵的结构特点马蹄形钢波纹管涵是一种常见的涵洞结构形式。
其结构特点包括： 1. 形状：马蹄形钢波纹管涵的截面呈马蹄形，具有较大的高宽比。
2. 材料：马蹄形钢波纹管涵通常采用钢材作为主要材料，具有较高的抗压和抗弯能力。
3. 弯曲特性：马蹄形钢波纹管涵具有一定的弯曲能力，可以适应地质变形和河道水流变化。
四、高宽比对涵洞性能的影响马蹄形钢波纹管涵的高宽比对其性能具有重要影响。
以下是高宽比对涵洞性能的主要影响因素和作用： 1. 通行能力：高宽比较大的涵洞通常具有较大的通行能力，能够容纳更多的车辆和行人通过。
2. 水流能力：高宽比较大的涵洞可以提供更大的流通面积，增加水流通过的能力。
3. 结构强度：高宽比较大的涵洞的弯曲半径较大，可以提高结构的强度和稳定性。
4. 材料成本：高宽比较大的涵洞需要更多的材料进行施工，增加了建设成本。
5. 维护成本：高宽比较大的涵洞有较大的面积，维护起来相对较困难，增加了维护成本。
五、马蹄形钢波纹管涵高宽比的选取原则根据涵洞性能和经济性要求，选择合适的马蹄形钢波纹管涵高宽比具有以下原则：1. 适应交通需求：根据道路的通行能力和预测交通流量，合理选择高宽比，确保涵洞具有足够的通行能力。
公路工程中钢波纹管涵优越性
论公路工程中钢波纹管涵与普通混凝土涵的优越性据记载波纹管涵最早于1874年诞生于英国，1896年美国率先进行钢波纹板通道、钢波纹涵管的可行性研究，并首次应用于涵洞。
1923年美国铁路工程协会在伊利诺斯州中央铁路进行钢制波纹板通道的测试。
随后数百年的发展，钢波纹管涵被逐渐应用于公路工程施工中，并在不断的实践中形成了一系列的安装、施工等质量把控措施逐步完整。
随着波纹管涵在世界各地的安装使用，大量事实证明此种结构物在各种使用情况下的通用性，而且其使用寿命已超过了设计寿命。
近些年随着国名经济的不断增长，新材料、新工艺的不断出现，钢波纹管涵在国内的应用如雨后春笋般崛起，因此钢波纹管涵在国内的发展也相当可观，这也使得钢波纹管涵的应用逐渐出现在业内人士的视野，通过对其性能等多方面的考察和研究，最终以优越的表现大量应用于工程施工设计中。
钢波纹管涵以其简单快捷的施工工艺、相对优越的施工造价、超长的使用年限等优良特性取得了广大业内人士及研究人员的的认可和好评。
下面我们就对钢波纹管涵的工艺及造价等多方面与普通钢筋混凝涵进行对比比较。
一、施工工艺1、普通钢筋混凝土涵施工工艺普通钢筋混凝土涵目前是公路工程中最为常见的涵洞，以箱涵、盖板涵居多，其中以过水涵为主。
普通混凝土涵受地形影响较大，其主要为混凝土受力，成型后可塑性差，受地基沉降等可变性影响较大，因此涵洞对建造地质有较高的要求，一般建立在基础受力较好的岩层或经过处理地基达到一定承载力要求的地基上。
目前国内的公路工程钢筋混凝土涵洞施工工序基本为：测量放线、基坑开挖、立模板、钢筋加工及安装、浇筑混凝土、拆模、下一仓混凝土施工、防水处理、台背回填。
普通混凝土涵洞的施工对进场道路及施工环境有一定的要求，要求能满足施工车辆的多次进出。
混凝施工时一般采用跳仓施工，每仓长度4-6m不等。
混泥土浇筑完成后，待混凝土达到一定强度后，拆模进行下一仓混凝土的施工。
施工期间，混凝土的养护和新旧面的连接直接影响该涵洞的质量。
钢波纹涵管涵优势及施工工艺分析
钢波纹涵管涵优势及施工工艺分析摘要：钢波纹管涵变形能力强对地基要求低；施工便捷、周期短；经济性较好；环保低碳等优点，本文结合营达高速公路钢波纹管涵工程实际施工对钢波纹管涵施工工艺流程和操作工艺要求做出简单分析，并对比分析钢波纹管涵优点，为日后相关工作提供借鉴。
关键词：钢波纹管涵；施工工艺流程；地基承载力；施工周期；质量控制措施1概述钢波纹管是由碳钢板经冷成型加工而成的管壁带有波形截面的并且管体表面经耐腐蚀处理的金属管道状结构物，用来代替公路、铁路工程中的砼涵洞及小桥等。
具有一定柔性的高强度钢波纹管，不仅提高了适应地基与基础变形的能力，有效解决因地基基础不均匀沉降导致涵洞破坏的问题，而且波纹涵管涵洞由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力特性，轴向和径向同时承担因载荷引起的应力应变，可以更大程度上分散载荷的效应，更好地发挥钢结构的优势。
钢波纹管桥涵最早于 1784 年诞生于英国，1896年美国率先将波纹钢管应用于公路涵洞。
美国、加拿大等国家从20世纪八九十年代开始制定相应的技术规范，并广泛使用钢波纹管桥涵。
中国于20世纪90年代才逐步开展钢波纹管的研究、生产及应用，并且应用于青藏公路的抢修工程。
2钢波纹管涵的优点2.1对地基要求低由于钢波纹管涵为柔性结构物，决定了其具有横向补偿位移的优良特性，决定了其可以充分发挥自身的钢材抗拉性能强的特点，相对于其他的材料，钢波纹管涵有很强的抗变形能力以及抗沉降能力，他可以有效地避免上部构造物破坏等问题，进而就会减少或者避免桥台跳车现象，直接影响着行车的舒适度与安全性，有利于解决公路施工中的问题，而钢筋砼涵对地基承载力的要求较高，涵顶填土高度大于12m的拱涵通常要求地基承载力达到500kPa以上。
南方地区软土分布广泛，地基承载力通常达不到设置拱涵的要求，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降，导致开裂等2.2施工便捷钢波纹管生产、管体拼装与土建可分开同时实施，大大缩短施工期。
钢波纹管涵规格型号
钢波纹管涵规格型号（实用版）目录1.钢波纹管涵的概述2.钢波纹管涵的规格型号3.钢波纹管涵的价格4.钢波纹管涵的应用范围5.钢波纹管涵的优点6.结论正文一、钢波纹管涵的概述钢波纹管涵是一种采用波纹管作为主体结构，用于涵洞、桥梁、道路、隧道等工程中的管道。
它具有较高的强度、刚度和抗渗性能，是一种性能优良的工程材料。
二、钢波纹管涵的规格型号钢波纹管涵根据型号可以按直径分为直径 1m-7m，还可以按照长度、壁厚等进行分类。
常见的规格型号有 GHYZ-500、GHYZ-600、GHYZ-700 等。
三、钢波纹管涵的价格钢波纹管涵的价格因规格型号、长度、壁厚等因素而异，具体的价格需要咨询相关厂家。
在我国衡水地区，有许多生产钢波纹管涵的厂家，如林嘉工程材料有限公司、倍佳新材料公司等，他们都提供具体的资料和报价。
四、钢波纹管涵的应用范围钢波纹管涵广泛应用于公路、铁路、水利、电力、通信等领域，主要用于穿越道路、桥梁、涵洞、隧道等工程，还可以用于农田排灌、污水处理等场合。
五、钢波纹管涵的优点钢波纹管涵具有以下优点：1.高强度：钢波纹管涵采用高强度钢材制作，具有较高的抗压、抗拉强度。
2.良好的抗渗性能：波纹管结构具有良好的密封性能，能有效防止渗水、渗沙等现象。
3.较大的变形能力：钢波纹管涵在遇到地基沉降、地震等情况时，具有较大的变形能力，能适应地基的变化。
4.施工方便：钢波纹管涵采用模块化设计，施工速度快，工程周期短。
5.节约成本：钢波纹管涵采用高强度钢材，厚度较薄，重量轻，能降低工程成本。
六、结论钢波纹管涵作为一种新型的工程材料，具有较高的强度、刚度和抗渗性能，广泛应用于公路、铁路、水利等领域。
钢波纹管涵经济分析说明
说明一、变更设计原因S4-1哈巴河—白哈巴第二合同段及边防二连支线地处阿勒泰山区，施工期较短，部分路段地势较为险峻，盖板涵施工较为不便，且严重影响了其他项目的施工。
为了加快施工进度，保证施工和过往车辆的安全性，施工单位及项目执行办公室提出将部分盖板涵改为钢波纹管涵的建议。
经公路局决定，委托我院根据实际情况提交部分盖板涵改为钢波纹管涵的变更设计，并进行经济对比分析。
二、钢波纹管涵施工工艺及技术要求钢波纹涵管采用圆形，进出口也可按照边坡比例做成斜口，波纹管管径0.75米、1.5米、2.0米，管壁厚度为3mm～7mm，能够满足填土0.5m～40m厚的需要。
钢波纹管涵路基施工技术要求1、挖基钢波纹管地基或基础要求均匀又坚固。
修建钢波纹管涵，一般要在天然地面或经严格夯实的填土上先挖掘埋设管道的沟槽。
挖槽宽不但应方便管侧填土的夯填，而且还应满足设计上需要的基础宽度。
施工经验表明，在填土不高路段上修建涵洞，以采用先填路基，然后再开挖沟槽埋设涵管的方法为好。
2、预留拱度埋设于一般土质地基上的波纹管，经过一段时间后，常会产生一定的下沉，而且往往是管道中部大于两端。
因此，铺设于路堤下的波纹管的管身要设置预留拱度。
其大小根据地基土可能出现的下沉量，涵底纵坡和填土高度等因素综合考虑，通常可为管长的0.6%～1%，最大不宜大于2%，以确保管道中部不出现凹陷或滑坡。
3、回填土(1) 涵管两侧回填应采用砂砾或与路基填料相同的材料。
(2) 涵管两侧回填应对称施工，分层回填，每层厚度为20cm。
(3) 涵管两侧近处用机械夯实，管底下方粗砂用“水密法”震荡器振实。
(4) 涵管两侧回填应采用振动夯实机逐层夯实。
密实度不小于95%。
(5) 涵管上方当回填土厚度超过30cm后，采用压路机静压，填土厚度超过60cm后，采用压路机振压，压实度不小于95%.4、安装操作方法(1) 安装前工作：检查涵管底部基础平整度、水平、标高；核对土建基准，确定涵洞位置、中心轴线、中点。
钢波纹管涵的主要优点
2．钢波纹管涵的主要优点：1适应地基变形能力强,对地基承载能力、平整度要求较低,工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞低;2施工工期短,主要为拼装施工;采用标准化设计、生产,设计简单,生产周期短;生产不受环境影响,可进行集中工厂化生产,有利于降低成本,控制质量;3现场安装不需要施工大型设备,安装方便;对人力资源缺乏或高危险、高原缺氧地区等工程较为适用;4减少了水凝、块石或碎石、砂等的用量,对砂石资源缺乏的地区或水泥、钢材等运距较远的边远地区较为适用；环保意义深远;5有利于改善多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等特殊地基结构物处的不均匀沉降问题,提高了公路服务性能,减少了工后养护成本;6解决北方寒冷地区及冻土地区对桥梁和涵洞混凝土结构的破坏问题冻胀与融沉;7有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错台”现象,提高行车的舒适度与安全性,减少工后营运、养护成本;8波纹管刚性强度高,结构受力情况合理,荷载分布均匀,并有一定的抗变形能力;在结构上具有横向补偿位移的特性;9钢波纹管涵洞管壁采用了波纹的形式,一方面增大了涵洞与大气接触的表面积,波纹形状增大了管内侧表面的摩擦系数,使大气层流变紊流增强两人管的换热性能；另一方面波纹管具有较明显的横向补偿位移的作用,同时随着直径的减小横向补偿位移的作用越强;故钢波纹管涵洞对地基扰动小、不渗水、工期短,有利于保持多年冻土的水热平衡;钢波纹管涵与钢筋混凝土圆涵相比,具有以下优点：1经过了防腐处理耐久性高；2其良好的导热性对冻土区的路基扰动小,地基稳定；3其良好的整体性、可塑性对地质条件复杂路段抗变形能力强；4钢波纹管涵采用工厂化生产,生产不受环境影响并有利于控制质量；5易维护,只需做好内壁的防护保养即可；6拼装施工,工期短、重量轻、安装方便,在高海拔区减少大量人工,并可在冬季施工；7在高寒冻土地区,软土路基地带,具有明显的经济效益;。
钢波纹管涵洞在公路工程中的应用及分析
钢波纹管涵洞在公路工程中的应用及分析发表时间：2016-01-08T11:38:45.137Z 来源：《基层建设》2015年14期供稿作者：李建春[导读] 文山公路管理总段云南文山缩短工程期限，带来一定的经济效益；同时还能减少水泥、石灰等物质的使用量，在一定程度上带来社会效益。
李建春文山公路管理总段云南文山 663000 摘要：涵洞在公路的修建中是最常用的一种方式，随着新型材料的出现和涵洞修建技术的更新，目前在公路的涵洞工程中出现了钢波纹管涵洞。
这种涵洞形式的出现在很大程度上提高了涵洞的质量，延长了涵洞的使用年限，并且在一定意义上降低了涵洞的修建成本。
本文分析了钢波纹管涵洞在公路工程使用优势的基础上，对钢波纹管涵洞的使用范围和应用技术进行了探讨，对其经济效益和社会效益进行了分析。
关键词：钢波纹管涵洞；公路工程；应用钢波纹管涵最早产生于英国，在国外的公路修建中应用广泛，1784年诞生于英国；1896年美国首次应用于涵洞；1913年英国应用于农田灌溉；1923年美国进行铁路通道测试；1929年加拿大用于煤矿；1931年澳大利亚建成8米汽车通道；1948年美国在上海浦东地区用作军事通道（1998年9月挖掘）。
我国钢波纹管涵最早应用在20世纪40年代滇缅公路的修建中，50年代修建青藏公路不冻泉段时用于抢修工程，70年代挖出时发现其使用状况良好。
80年代改革开放后，深圳、大同等城市曾经进口钢波纹管涵来进行煤矿的修建，直到上个世纪90年代，钢波纹管涵才逐渐在公路修建中被广泛使用。
探讨钢波纹管涵洞在公路工程中的应用对提高公路的修建质量具有重要的意义。
钢波纹管涵洞的使用优势公路涵洞的破坏形式主要表现在地基不均匀沉降，具有高柔性、高强度的钢波纹管涵洞能适应地基变形、解决不均匀沉降对涵洞造成的破坏。
同时，钢波纹管涵洞的承载能力比较强，在动静荷载作用下可以对荷载进行均匀的分散，在冻土层、膨胀土层、软土层等地质特征情况下具有广阔的应用空间。
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关于兴隆大街箱涵与金属波纹管涵设计方案选择的
报告
集团领导：
经过多次与设计单位沟通协调，2011年10月23日我项目公司收到了兴隆大街紫泉河的涵洞施工图纸。
施工单位已经按图纸要求完成了施工方案。
近日，高碑店市经济开发区管委会为了加快工程进度，多次建议将箱涵改为金属波纹管涵，我项目公司为此与设计单位和金属波纹管厂家分别进行了沟通，并到正在施工中的金属波纹管涵施工现场进行了调查，现将两种方案分析结果汇报如下：
1、施工周期：箱涵约为90天；金属波纹管涵约为60天。
（1）箱涵计划工期90天。
其中：放线测量、排水、基础处理为20天，箱涵浇筑40天，洞口施工10天，洞身及洞口水沟、铺地施工14天。
涵背回填5天。
（2）拼装金属波纹管涵约为55天。
其中：放线测量、排水、基础处理为20天，金属管涵安装15天，涂刷防腐沥青2天，铺地施工13天，涵背回填5天。
2、经济成本：箱涵所需钢筋约50吨，砼550立方，造价约为100万元；金属波纹管涵所需波纹管106米，1.4万元/米，造价约为180万元。
3、技术性能指标
综合考虑，我项目公司建议仍然采用箱涵设计方案。
高碑店项目公司
2011年11月8日。