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1、波纹钢管(板)涵洞及小桥在公路建设中的应用南京联众建设工程技术有限公司November 22报告内容1.波纹钢管（板）桥涵的概念2.波纹钢管（板）桥涵的应用原理3.国内外应用状况及支持标准4.波纹钢板外形及截面形状5.波纹钢管（板）桥涵在公路建设中能解决的问题6.HDPE/热镀锌/碳钢波纹钢板防腐寿命论证7.波纹钢管（板）桥涵设计8.波纹钢管（板）桥涵工程实例9.波纹钢管（板）桥涵施工及回填10.我公司产品的竞争优势11.南京联众建设工程技术有限公司综合实力简介12.小结一、波纹钢管（板）桥涵的概念1.首先将碳钢平首先将碳钢平钢板轧制成带有钢板轧制成带有波纹形状的波纹波纹形状的波纹钢板，钢板在

2、具钢板，钢板在具有了波纹形状以有了波纹形状以后，截面惯性矩后，截面惯性矩显著增加。显著增加。2.将平直的波纹钢板弯曲成圆弧形或者管状，热镀锌防腐处理后，再通过轴向和周向拼接，使其成为圆形或其他形状的管道，用来代替公路、铁路工程中的钢筋混凝土圆管涵、箱涵、盖板涵、拱涵及单跨小于30米的小桥。3.波纹钢管涵洞现场应用图博物波纹钢管1、钢波纹钢管涵洞的受力原理是管土共同受力。二、波纹钢管（板）的应用原理二、波纹钢管（板）的应用原理2、盾构板片受力原理：当土体中的管片衬砌产生变形时，衬砌周围的土体将阻止管片变形，即产生土体抗力。衬砌板片与周围的土相互作用共同受力，周围的土对板片有均匀的反推力。盾构板片

3、盾构板片盾构板片盾构板片盾构板片 3 3、在周围土的反推力作用下，拱圈上部方、在周围土的反推力作用下，拱圈上部方向垂直向下的动载荷及静载荷，就会转化为拱向垂直向下的动载荷及静载荷，就会转化为拱块与拱块之间的相互作用力，其方向与该点的块与拱块之间的相互作用力，其方向与该点的切线方向平行。此时，管拱效应或者叫管土效切线方向平行。此时，管拱效应或者叫管土效应形成。应形成。4 4、根据美国、根据美国ASTMASTM及及AASHTOAASHTO和美国波纹钢管协和美国波纹钢管协会的理论和文献，波纹钢会的理论和文献，波纹钢管（板）式涵洞，其受力管（板）式涵洞，其受力原理是管体与周围的回填原理是管体与周围的回

4、填土共同受力，形成管土效土共同受力，形成管土效应，也叫管壳效应，或者应，也叫管壳效应，或者管拱效应。管体与周围的管拱效应。管体与周围的回填土，缺一不可。回填土，缺一不可。如果周围的回填土反作用力不够或者反作如果周围的回填土反作用力不够或者反作用力不均匀，就会引起波纹钢板超出允许范围用力不均匀，就会引起波纹钢板超出允许范围的变形。这就要求周围的回填材料是一致的，的变形。这就要求周围的回填材料是一致的，或者密实度相同。或者密实度相同。美国美国ASTMASTM的理论，为我们提供了的理论，为我们提供了很很简单的简单的计算方法。计算方法。5、对于盾构衬砌和拱桥构成的拱圈来说，如果发生变形就会产生安全隐患

5、或者事故。但是，波纹钢管（板）涵洞的变形并不等于但是，波纹钢管（板）涵洞的变形并不等于出现问题，在允许的范围内，波纹钢板的变形，出现问题，在允许的范围内，波纹钢板的变形，包括周向变形和轴向变形，反而是波纹钢板涵包括周向变形和轴向变形，反而是波纹钢板涵洞的优势所在，但前提是，变形一定要控制在洞的优势所在，但前提是，变形一定要控制在标准允许的范围内。标准允许的范围内。三、波纹钢板的国内外应用情况及支持标准1.波纹钢板在欧美等发达国家使用已经100多年；2.1896年美国率先进行了波纹钢板通道、涵管的可行性研究，首次应用于公路涵洞。1923年美国铁路工程协会在伊利诺斯洲中央铁路进行了波纹钢板通道的测

6、试。此后，波纹钢板涵产品在美国、加拿大地区公路工程中广泛应用，并且制定了相应的技术标准及设计制造、施工安装手册；3.日本、韩国等东亚国家自上世纪八十至九十年代开始相应制定了金属波纹管桥涵的技术规范，开始广泛使用；4.目前国外使用跨径为加拿大26m。国内应用情况：我国在上世纪末到本世纪初，波纹钢板已开始大规模应用。2008年，交通部发布并实施了部颁标准JT/T7102008公路桥涵波形钢板，2010年交通部发布JT/T7912010公路涵洞通道用波纹钢管（板），为波纹钢板在我国的推广应用提供了更有利的条件。产品相关标准产品相关标准JT/T 791-2010JT/T 710-2008四、波纹钢板涵

7、洞外形种类截面形状1、整体式圆管涵：D0.75米D2.0米，长度612米2、分片拼装式圆管涵D2.0米米D12米米3、圆拱形涵洞跨度跨度s=3米米10米米4、半圆拱形涵洞、桥梁跨度跨度s=10米米25米米5、钢混组合大跨径波纹钢板桥根据波纹钢板的结构以及受力特点，开发了波纹钢板钢混组合式桥，拓宽了波纹钢板在小桥中的应用。采用这种结构，波纹钢板桥的跨径可以达到60m80m。1、节省造价五、波纹钢管（板）涵洞与小桥的优越性以及在公路建设中能解决的问题序号口径（米）混凝土圆管涵每延米综合造价（元/米）波纹钢板综合造价（元/米）10.7593777721.0125097531.251590135041

8、.51950158052.028302270圆管涵与波纹管涵造价比较序号跨径（米）波纹管口径（米）箱涵造价（元/米）波纹管造价（元/米）12.5*2.536852593024.0*3.04129501115836.0*3.55211731367848.0*4.063125018464箱涵与波纹管涵造价比较序号盖板涵跨径（米）波纹管口径（米）盖板涵综合造价（元/米）波纹管综合造价（元/米）12*22.56850493024*54.5132501241836*461997516464盖板涵与波纹管涵造价比较 波纹钢管（板）式涵洞的地基基础，不需要进行特殊处理。承载力达到100150kpa以上即可,

9、或者是与路基同步处理。节省了基础综合造价。波纹钢管（板）式涵洞的造价平均比钢筋混凝土结构的涵洞，节省投资约10%至40%，特别是当直径大于3米时，或者是高填方涵洞，以及软土地带，节省造价更多。2、承载能力高波纹钢管（板）式涵洞结构在形成管土效应后，其受力能力能达到传统钢筋混凝土结构的13倍。3、耐久性（1）、普通热镀锌波纹钢管（板）的耐久性将波纹钢管（板）进行热浸镀锌处理后，按照美国ASTM标准及AASHOTO标准，镀锌波纹钢板的预估寿命是37.5年80年。锌的耐腐蚀性很好，但由于该金属硬度不高，水流及泥沙冲刷比较严重的地区，这种处理方式就不能满足使用要求。（2）、覆陶瓷材料及工程塑料合成的韧

10、性陶瓷膜的波纹钢管（板）的耐久性在20多年前，由于公路基本饱和，美国公路建设大幅度减少，波纹钢板涵洞技术发展停滞。波纹钢板引进我国以后，防腐技术得到飞跃式提高，已经超越美国，现在已经研发出覆工程塑胶及韧性陶瓷技术的波纹钢板。该产品在碳钢钢材的第一层热镀锌处理后，第二层热覆改性耐腐蚀耐磨损由陶瓷材料及工程塑料合成的韧性陶瓷膜，韧性陶瓷厚度可达0.11.0毫米，坚硬却有韧性，经检测及2013年6月份专家鉴定，综合寿命可达100年以上，这是中外历史上第一次有过硬的数据支持该产品能达到100年以上的寿命，开启了波纹钢板涵洞划时代的革命。（3）、新型覆韧性陶瓷膜波纹钢管（板）涵洞的耐磨损及耐泥沙碎石冲刷

11、性能一些地区公路涵洞的流通介质通常是水和泥沙，甚至碎石，对涵洞的磨损很大，现在增加一层耐磨的韧性陶瓷膜，在磨损实验1000转磨损的情况下只有0.05g的质量损失，这层耐磨层能达到至少50年的磨损寿命。耐硫酸试验75%浓度浓度硫酸试验硫酸试验浸泡一个浸泡一个月，未发月，未发生任何变生任何变化化。4、施工便捷性a.直径1.0米的整体式波纹钢涵管，每节8米长。涵长30米，每个5人的班组最多一天完工6道涵洞，工程项目在南京高淳，每1.5小时一道涵管。b.直径4.0米分片组装式波纹钢板涵洞，涵长50米，平均一周内即可安装完成。c.直径6.0米分片组装式波纹钢板涵洞，涵长50米，平均10天即可安装完成。d

12、.重量轻，重量只有水泥制品4%20%，并且土建与管体拼装可分开同时实施，施工期短，工期平均缩短百分之七十以上。5、工厂集中化生产波纹钢管（板）涵洞可进行工厂集中化生产，不受环境影响，有利于降低成本，控制质量，并且生产效率高、生产周期短。对基础承载力要求只要达到100150KPa以上即可，不需要打桩，只与路基同步处理，节省投资。6、适用于不良地基7、旧危桥涵加固修复旧危桥涵加固修复波纹钢（管）板可以用于旧危桥的加固修复，施工过程不影响正常交通通行，且造价低，周期快，施工便捷。安徽合铜公路小桥加固湖北省阳新公路小桥加固九江武宁巾口在建公路危涵加固8、非常适合倒虹吸涵管公路常遇路线穿过沟渠，路堤高度

13、很低或在浅挖方地段通过；填、挖高度不足，难以修建明涵，或因灌溉需要，必须提高道路两侧渠底高程，建筑架空槽又不能满足路上净空要求时，常需要修建倒虹吸涵管。波纹钢板倒虹吸涵是用钢制波纹管替代了钢筋混凝土管支承结构体后完成的一种新型管涵，具有完整性好、施工便捷、适应能力强、运行寿命长、性价比高等特点。波纹钢板涵洞可承受3050米高水柱。a.倒虹吸整体连接示意图b.倒虹吸填土及拐角示意图c.倒虹吸应用镇江-倒虹吸S243倒虹吸 整体管 规格：1.2m江苏南京至高淳S246（倒虹吸）9、解决高填方涵洞难题A、在不采取任何辅助减荷技术的情况下，不同直径涵洞能达到的填土高度序号序号 直径（直径（m）最大填最

14、大填 土土 高度（高度（m）11.512022.09933.06644.05055.04166.03478.025810.020B、在采取减荷措施后，涵洞能达到更高的填土高度序号序号 直径（直径（m）最大填最大填 土土 高度（高度（m）11.530022.024733.013244.09055.069.766.054.478.032.5810.024C、高填方减荷原理简介：陕北地区的窑洞及抗日战争时期的地道，没有任何支护，其结构相当稳定，其原理就是洞体垂直正上方的土柱与两侧的土柱，形成一个摩擦界面，洞体正上方土柱的重量，靠界面形成的摩擦力，在两侧土柱的托举下不会下移。摩擦界面形成的摩擦力，与土

15、质有关，黏性土形成的摩擦力最大，细沙、砂砾、碎石形成的摩擦力最小。减荷原理图：洞体两侧的基础，除承担各自上方的土柱重量外，还要承担洞体正上方的土柱的重量，所以洞体两侧的基础的承载力，必须大于洞体正下方基础的承载力。如果洞体内加波纹钢板涵洞来支护，其减荷及受力原理是一样的。否则，如果洞否则，如果洞体正下方是硬基础，两侧是软基础，两侧基础正体正下方是硬基础，两侧是软基础，两侧基础正上方的土柱就会沉降、下移，那么，两侧土柱的上方的土柱就会沉降、下移，那么，两侧土柱的重量就会通过与中间土柱的摩擦界面向下传递给重量就会通过与中间土柱的摩擦界面向下传递给波纹钢板涵洞，这样反而增加了波纹钢板的受力，波纹钢板

16、涵洞，这样反而增加了波纹钢板的受力，远远超出设计载荷，所以波纹钢板的基础绝对不远远超出设计载荷，所以波纹钢板的基础绝对不能是硬基础，更不能是水泥或岩石。能是硬基础，更不能是水泥或岩石。高填方波纹钢板涵洞技术要点：高填方波纹钢板涵洞技术要点：、波纹钢板周向预变形3%6%,即把圆形的波纹钢管变为竖向椭圆形的波纹钢管。图中虚线圆形是波纹钢管回填完成并且变形结束后的形状。变形后波纹钢管的高度下降，正上方土柱也随之下降，该土柱下降的同时，两侧的土柱通过摩擦界面对中间土柱产生托举力，减少了波纹钢管的载荷。变形结束后的波纹管涵洞，其跨度会向两侧扩张，这样正好把两侧的回填土挤实，这种方法正好解决了两个工程施工中常见的通病：a、波纹管变形结束后的形状，正好是圆形或者是稍微的竖向椭圆形，解决了有些高填方工程波纹管涵洞变形超出标准，变成横向椭圆形的问题，完全满足设计要求。b、一般工程当中，涵管两侧的回填土经常达不到设计要求92%96%的密实度，这已经是工程施工的通病，这种办法能把两侧的回填土挤压密实，使波纹钢管在理想的状态下受力。、管体两侧的地基承载力需比涵洞正下方投影区域的地基承载力大2050Kpa，用来