遼寧省鋼波紋管圓管涵應用研究

吳志強

(遼寧省交通規劃設計院)

遼寧省鋼波紋管圓管涵應用研究

吳志強

(遼寧省交通規劃設計院)

相對于高架橋、拱涵、整體式基礎涵洞，鋼波紋管涵無論從工期、標準化、工廠化上，還是在環保、經濟性方面都有著明顯的優勢。根據工作實際，對鋼波紋管在遼寧省的應用情況以及應用前景做以展望，為新建公路及高速公路改擴建項目中鋼波紋管涵的應用提供建議。

波紋管;涵高;填土路基;應用

波紋管在歐美、日本試驗研究應用于通道、涵管已經多年，1990年《日本高速公路設計規范》率先制定了波紋管設計技術規范，標志著波紋管涵洞走向技術成熟。隨著波紋管在世界各地的安裝使用，證明金屬波紋管涵以它獨特的優點，可以在不同地質情況下的應用(尤其在高原凍土和軟土路基及深填土地帶)。和傳統的鋼筋混凝土拱涵、蓋板涵、圓管涵從施工期、施工造價、施工質量、環保意義等方面相比都有不可比擬的優越性，此種結構物在各種使用情況下的通用性，大大提高了道路行車的舒適度與安全性，其壽命已超過了設計壽命。

我國金屬波紋管涵洞于1997～1999年在青藏公路上首次應用，解決了多年凍土地區因融沉和凍脹而導致涵洞破壞的難題。以后，在新疆、西藏、河北、山西等省份多條高等級公路上應用。如今，波紋管涵在國內大部分省市已廣泛推廣應用，并形成了省、部頒技術規范、施工手冊等。

1 遼寧省新建公路使用波紋管涵的必要性和可行性

遼寧省目前為止尚未開展鋼波紋管涵方面的研究和相關規范，也無此方面的應用實例。遼寧省的地理位置、氣候條件、廣闊的地域、復雜的地形地質條件，為鋼波紋管圓管涵的推廣使用提供了廣闊的空間。

遼寧省擬建項目凌－綏中、本溪—桓仁等項目均為山嶺高速公路區，填土較高，交通不便利，材料運輸困難。在以往的設計中，高填土路段的涵洞大多采用拱涵、整體式基礎暗蓋板涵、暗板橋等形式，但由于在高填土路段的土壓力過大，對于地基承載力的要求較高，涵長較長，導致混凝土圬工數量大，工程造價高。高填土涵洞中使用鋼波紋涵來代替圓管涵、蓋板涵、暗板橋、拱涵有著明顯的優勢。用開口的波紋管代替拱涵，尤其在斜交角度比較大的情況下，可以減少端部拱圈沿45度的開裂;同時，減輕結構本身重量。用多孔鋼圓管涵代替無通行要求的暗蓋板涵、暗板橋的時候，減輕結構本身重量，可以有效地減少對基礎承載力的要求，減少樁基礎的設置，導致工程造價大幅降低。

遼寧海岸線綿長，沿海廣泛分布多年的軟土，遼寧西部地區有黃土分布，為公路建設帶來了很大的困難。一般情況下，鋼波紋管對路基承載力的要求不高，和該路基地基承載力相同即可。而對于不滿足設計要求地基承載力的基底部分，通過墊層換填的方式，完全可以滿足鋼波紋管涵的地基承載力要求。因此，鋼波紋管在遼寧省的軟土地區、軟弱土地區、黃土地區有著廣闊的使用前景。、為解決開裂問題，遼寧省高速公路圓管涵斷面采用砼護涵的形式，雖然解決了開裂問題，但同時增加了工程造價，據測算以直徑1.5 m圓管涵為例子，每延米增加C15護涵混凝土1.83/m3，工程造價增加710元/m左右。如果采用鋼波紋管，則可以有效的避免圓管涵的開裂問題，同時，由于鋼波紋管涵在經濟性方面的巨大優勢，在代替混凝土圓管涵方面有著巨大的潛力。

遼寧是鋼鐵大省，鞍山、本溪的鋼產量全國領先。特別是，目前鋼材價格低迷，鋼鐵廠處于舉步為艱、產業調整的困難階段。金屬波紋管的應用，不僅對薄殼鋼結構的研究應用拓展了新的方向，同時也可以帶動鋼材加工業和制造業的發展。

歷史上最嚴格的環保法的在2015年1月1日起實施。鋼波紋管的廣泛采用，在環保上意義深遠。不僅可以避免因生產碎石、水泥而毀壞青山綠水，又可以有效的減少在施工過程中的聲音、粉塵等的污染，滿足環保需要，符合國家的產業政策。

全國有很多省份已經做過試驗，在目前鋼波紋管相關廠家較少，鋼波紋管的造價還是相對較高的情況下，鋼波紋管較傳統的混凝土構造物還是有一定的經濟優勢。隨著鋼波紋管的廣泛使用，隨著工程化、規模化的開展，供給增加;隨著鋼材價格逐漸回落;隨著國內鋼波紋管涵洞的廣泛應用，關于波形和壁厚優化的研究將逐步深入，優化后的波形可以采用相對較薄的結構鋼適應相同的填土及汽車荷載標準，可以減少用鋼量，鋼波紋管的造價還有較大的下降空間。

2 沈陽－山海關高速公路改擴建項目應用鋼波紋管圓管涵的可能

遼寧省沈陽－山海關改擴建項目正在進行前期工作。此項目位于平原微丘區，沿遼西走廊布線，路線廣泛沿線經過水田、軟弱土、葦塘軟土地區，地質條件復雜。

沈陽－山海關高速公路項目路基填土高度較小，因橫坡影響，兩側加寬部分填土高度已經小于150 cm，普通的圓管涵在施工、運營過程中將出現裂縫。根據內蒙古的經驗，使用1.0/1.5 m的鋼波紋管圓管涵，可以突破現有填土高度不小于1.5 m的要求。內蒙古省際通道后旗段，涵頂填土高度在1 m左右，使用波紋管8道，直徑分別為1.0/1.5 m.洞口構造為兩側擋墻八字墻，經過現場檢測，涵頂路面平整度在2 mm之內，洞口砌筑良好，管變形符合允許值，直徑1米最大變形0.9 mm，直徑1.5 m最大變形1.0 mm，完全滿足要求。

沈陽－山海關高速公路在盤錦地段，經過亞洲最大的葦塘地區，葦塘地區長期積水，軟土承載力不足，鋼波紋管的使用可以解決葦塘地區承載力不足的問題，以及因凍脹而導致鋼筋混凝土涵洞破壞的難題。

沈山高速公路作為溝通東北與華北的公路主動脈，在改擴建過程中，無論是從社會意義上、經濟意義上都是不能中斷的，工期要求緊張。涵洞因其數量多，分布廣泛，在一定程度上成為工程進度的瓶頸。金屬波紋管涵洞以其工廠內生產，現場安裝，工序簡單、安裝方便快捷的優點，無論是在主體工程中，還是在便道保通工程中應用，都能體現其明顯的社會效應和經濟效益。

3 幾點建議

(1)封閉口鋼波紋管涵底部楔型部分處理可以采用粉煤灰或砼澆注回填。根據目前實際生產力情況，采取此方法，可以有效的保證工程質量，降低安全隱患。

(2)開展設計研究工作，形成可以指導我省的設計、施工、監理、驗收等相關規范。

(3)鋼波紋管涵的安裝施工方為生產廠家，而臺后填筑為土建施工單位。如何做好責任分工，加強協調，確保施工質量顯得非常重要。

［1］ 內蒙古自治區質量技術監督局.公路波紋鋼管(板)橋涵設計與施工規范(DB15)［S］.

［2］ 公路橋涵設計通用規范(JTG D60－2004)［S］..北京.人民交通出版社.2004［3］ 公路涵洞設計細則(JTG/T D65－04－2007)［S］..北京.人民交通出版社.2007

U412.3

C

1008－3383(2015)10－0059－01

2015－02－09

吳志強(1973－)，男，高級工程師，研究方向:路線設計、小橋涵、工程經濟設計等。