《涵管铁路应用》PPT课件.ppt

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1、钢波纹管涵铁路中应用,.,目录,1概述2国内外应用情况3优点4结构形状5标准6施工工艺7波纹管的允许变形8工程实例9防腐蚀原理及使用寿命10波纹管与同跨径的盖板涵及拱涵的造价对比表11新结构研发12公司简介13厂况风貌 结束汇报,1概述管涵简介,波纹管涵是将2.0-7.0mm薄钢板板面压成波纹后，制成管节或板片，可以增加其刚度和管轴压力的抵抗强度，用此修建成的涵洞称为波纹管涵或板通道。钢板材质：SS400（Q235B）热板。热浸镀锌处理（平均厚度84微米，.施工时增涂沥青.)波纹管涵是一种柔性结构，具有一定的抗震能力、而且能适应较大的沉降与变形。它建成后与周围土体形成一种组合结构，共同受力，波

2、纹管涵楔形部及两侧的回填土很关键，如果回填不密实或有楔形部中空或局部有大石块直接作用于管体，将出现局部有较大变形或局部有凸起，存在安全隐患，严重的可能会造成质量事故，所以波纹管涵两侧及楔形部的回填土在施工 中要严格控制。,1概述产品截面形状,圆形、椭圆形、半圆形、拱形等不同结构形式,进出水口可为直管式或与路基边坡斜率相同斜口式，金属波纹涵管管径范围0.5m-16m，管壁厚度为2mm-7mm，能够满足填土高度0.3m60m构造物的需要。,2钢波纹涵管的国内外 应用情况,2国外应用情况,金属波纹管桥涵最早于1784年诞生于英国，而后在1896年美国率先进行了波纹钢板通道、涵管的可行性研究，并且首次

3、应用于公路涵洞。1923年美国铁路工程协会在伊利诺斯州中央铁路进行波纹板通道的测试。此后，波纹钢管涵产品在美国、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。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。随着世界各地近一百年的应用及运行，验证了金属波纹管桥涵在各种情况下的通用性。现在，各国的标准及规范齐全，技术已非常成熟，而且其使用寿命已超过了设计寿命。我国解放前公路、铁路部门也曾使用过从国外进口的波纹管管节。目前我国已有专门生产波纹管的工厂，鉴于这种管涵的许多优点，我国钢材产量已跨居世界前列，在我国推广应用波

4、纹管涵的前景是非常广阔的。,2国外应用情况贝阿铁路东段实例,1967年俄远东运输设计院开始贝阿铁路东段乌尔加尔-共青团站的勘测和设计工作，该段的特点是有很长一段的线路要通过高温永冻土地区。有关线路所通过地区的研究资料很少，设计线路缺少足够的原始数据。因此，必须组织专门的科研工作，以便确定在常年冻土上进行线路施工和运营的具体条件。这些工作是由俄远东运输设计院工程地质部，以及斯克沃洛金设计所、西伯利亚运输建筑研究院、哈巴罗夫斯克铁路研究所、全俄运输建筑研究院等单位完成的。在乌尔加尔-共青团站沿线工作着两支远东运输设计院的勘测考察队，包括勘测分队和工程地质分队，以及水文调查分队。在勘测分队设有路基设

5、计组。在勘测过程中，使用了最新的仪器和设备：EOK-2000红外测距仪、Ni-0.25自定水平仪和经纬仪，使用了航空摄影和钻探设备。在很短的时间内和艰苦的原始森林条件下，完成了乌尔加尔-共青团站线路选线379km，测绘线路通过地区地形176平方公里，以及水文调查等其它工作，钻探进尺52000m，完成路基基础土质调查340万立方米，碎石道渣200万立方米，工程石料100万立方米。通过术经济比较，从12种选线方案中选出最佳方案，并在技术设计中得到确认。同时提供正线路基填土技术方案，以及车站和桥隧设施的施工图纸。在计算中广泛使用了计算机。远东运输设计院的建议在乌尔加尔-共青团站区段冻土地带路基设计施

6、工中得到了运用。该建议可以预测路基下常年冻土可能融化的深度，因此，设计中将路基加宽一些，以便在发生沉降时进行补铺。采用该建议的技术经济效益约为300万卢布。,乌尔加尔-共青团站区段要修建18座大型桥梁、54座中型桥梁、228座小型桥梁和涵洞，其中有18个是金属波纹管涵洞。为了计算和设计小型设施的管口，远东设计院在贝阿铁路东段制定了小蓄水池的流量标准，与乌尔加尔-别列佐夫卡区段使用标准相比，节约资金200万卢布，其中金属波纹涵管的应用最为显著。在复杂冻土条件下为了减少桥墩的数量，在大多数桥梁设计中采用了跨距为66m110m的金属跨构，桥墩基础一般采用直径1.5m的钢筋混凝土桩基，用Kato机组施

7、工，浇注量降低25%30%，工作量减少15%20%。桥墩表面使用由冲压技术制造的高密度、抗冻钢筋混凝土构件，以取代石板，使手工劳动减少40%，成本降低35%。在设计生产、生活和文化设施时，考虑了铁路通过地区艰苦的生产和生活条件。在铁路沿线居民生活区附近，建设铁路工业企业的生产区。在苏鲁克和格林车站同有关方面一起制定了村庄发展计划，以发展森林和木材加工业。居民楼主要建设成两层结构，采用共青团车站生产的125系列构件，部分房屋建成庄园式的一层结构，还准备修建综合的文化生活区，包括幼儿园、学校和商业中心。由于高温冻土（01.2）分布非常广，房屋建筑的设计和施工按照第二原则进行，即不保留高温冻土。为了

8、保证设施的稳定性，降低施工成本，住宅小区和技术服务用房一般都修建在冻土融化后不再发生沉降的地方。可以采用组合构件的普通带状地基，在另外一些情况下，采用普通的焊接地基。对修建在回填土上负荷较小的建筑物，采用,型钢筋混凝土板的浅埋地基。广泛采用综合建筑物形式：站舍与电气集中和通信室建在一起，各运营部门联合办公。所有的生活和办公用房都安装了集中供暖、供水和下水系统，并使用电加热设备，提高冻土地带和深层季节融化区上下水系统工作的可靠性。居民区和生产建设区内的工程管线都铺设在地下。,为了防止破坏生态，保证水源清洁，向自然水域排水和锅炉废气都要进行无害化处理。远东设计院在贝阿铁路东段设计和施工中积累的经验

9、，可使勘测和设计人员今后在其它复杂自然环境中开展工作时，考虑得更加全面。冻土区路基设计、施工和运营方面的经验已经推广到其它工程建设项目。在伊兹维此克夫-钦格多梅区段，受水电站所产生的热影响，常年冻土的基础非常薄弱，因此在设计中采用了贝阿铁路的做法。贝阿铁路路基的设计经验在乌尔加尔公路建设项目中也得到了运用。综上所述，金属波纹涵管在贝阿铁路中的应用显著，解决了铁路中的诸多难题，这一实例的应用证明了金属波纹涵管的前景，为铁路建设和公路建设都做好了铺垫，开辟了新的道路。,2国内应用情况青藏铁路,青藏铁路开工建设，为解决青藏高原施工环境恶劣的不利因素，降低劳动强度，提高工作效率，借鉴公路部门的成功经验

10、，选择了4座孔径1.0-1.5m波纹管涵（位于多年冻土地区）开展相应的应用研究，以期获得有关的试验数据，为在铁路上应用的可行性提供依据。,目前涵洞在我国交通工程建设中普遍采用钢筋混凝土或其他圬工材料。钢筋混凝土涵洞和圬工砌体涵洞的缺点有：设计、施工较繁锁；施工工期较长；多管节组合体、管节间不存在强度联结，在寒冷地区，单节的冻胀或融沉导致整座涵洞的破坏等。因此，考虑用金属波纹管作为涵洞的主要结构材料，来代替原来的钢筋混凝土和圬工砌体涵洞，以解决在涵洞建设中存在的工序繁杂、工期长、管节间联结不便和抗变形性差等缺点，在我国有很好的应用前景。室内试验以青藏铁路的科研项目为背景，利用室内试验模拟实际结构

11、的受力特点，通过试验以及对所获得的试验数据进行分析对比，对金属波纹管涵洞的力学性能和变形进行研究，为其在今后的交通工程设计与应用中提供理论依据。,2国内外应用情况,3 钢波纹涵管的优点,3优点,1、强度高:由于其独特的波纹结构，使用其比同口径的水泥管耐压 强度大 15倍以上。2、运输方便:钢波纹管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、施工简便:波纹管采用套筒或法兰方式连接，而且由于可以根据需要定制长度（最长可达6m）即使是非熟练可以操作，施工以少量的手工操作，可在短时间内完成，即快捷又方便。4、超长的使用寿命:钢波纹管涵是采用钢板热浸镀锌，

12、所以使用寿命长,寿命为 100年，在腐蚀性特别大的环境下使用时，采用内外表面沥青附层的钢波纹管，可在原使用寿命基础上提高约 20年以上。5、优良的经济特性:连接方式简便，可缩短工期；较轻，运输方便，外加少量的基础施工，排水管道工程费相对较低如以直径600mm波纹管的施工费与水泥管的施工费的相比较，钢波纹管的施工费用只需要水泥管施工费的90%左右在交通不方便的地方施工时，用人工即可，节省了叉车，吊车等机械设备的费用。,4产品形状,4产品形状整装波纹涵管,波形参数：直径时，波距及波高68*13mm、76*25mm125*25mm；直径时，波距及波高150*50mm、200*55mm；标准跨径：0.

13、5m.075m 1.0m 1.25m 1.5m 2.0m 2.5m(管状结构,采用法兰上下或轴向螺栓连接而成),4产品形状拼装波纹管,波形参数：跨径时，波距及波高150*50mm、200*55mm；跨径时，波距及波高150*50mm、200*55mm、400*150mm；标准跨径:2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 11m 12m 13m 14m 15m 16m(采用片状拼装,板片间搭接螺栓连接而成),5铁路及公路标准,5标准施工标准,铁路桥涵施工规范,5标准设计标准,铁路桥涵设计基本规范,5标准设计标准,公路涵洞设计细则 适用于新建和改扩建各等级公路，钢波纹管涵适用于地基

14、承载力较低，或有较大沉降与变形的路基。,5标准产品标准,2010年交通部颁布的公路涵洞通道用波纹钢管（板）,5公路桥涵施工技术规范,2011年颁布公路桥涵施工技术规范，已将波纹管纳入。,5国外相关手册规范,美国钢铁研究所，1994年的钢质排水和公路建设产品手册美国国家公路与运输协会公路桥梁标准规范A796 雨水管、污水管和其它地下设施用波纹钢管、管拱和拱形结构设计标准规程A 760/A 760M下水道和排水沟用金属涂覆波纹钢管标准规范A 761/A 761M现场栓接管、管拱和拱用波纹镀锌结构钢板A 762/A 762M下水道和排水沟用预涂聚合物波纹钢管标准规范A 807/A 807M下水道及其

15、它用途用波纹钢结构涂覆管的安装A 978/A 978M预涂覆和聚乙烯复合肋式钢管标准规范美国交通运输部，联邦航空管理局，1970“机场排水，”澳大利亚及新西兰AS 2041波纹钢管、管拱和拱件,6波纹管涵施工工艺,基础、涵背、洞口、施工概要,6施工工艺流程,工艺流程为：施工前准备施工放样开挖涵管基坑平整场地基础分层回填检测压实度、含水量等水准测量平整场地施工放样拼装管节检测密水情况及管底纵坡检测并补救防腐涂层涵管就位两侧分层回填检测压实度、含水量等管顶分层回填检测压实度、含水量等进出口处理。,6基础部分 基坑开挖、填筑,1、基坑开挖应以拟建的钢波纹管涵为三倍于钢波纹管涵的宽度为宜。如因工地过小

16、不得以时至少应确保跨径以外1.5m以上的作业空间。这样即方便组装，又利于钢波纹管涵周围的回填及密实。2、地基要对整个钢波纹管涵保持均匀的承载力。要避免软弱基和岩基交叉的地基，如果实在不可避免软弱地基要用优质砂石及砾石压实成形，岩石地基挖掘后用沙砾重新换填，厚度至少30cm，尽量减少整道涵洞的沉降量。3、基础的厚度从钢波纹管涵的底部算起30-80cm左右为宜，用透水性好，粒度分布良好的沙质土或沙砾或碎石土成形，密实度达到设计要求。材料的最大粒径不得超过波长的1/2或不大于50mm。4、与波纹钢板接触部分要铺设厚度7-15cm的粗砂垫层，其最大粒径为12mm。,6基础部分 基坑开挖、填筑,5、并按

17、照涵管安装要求在基础上预留3-6的预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0.3%1%，最大不宜大于2%，以确保管道中部不出现凹现或滑坡。如（图）,6基础部分-各种地基土的处理方法,1、优质土地基 未经筛分的砂，碎石，砂砾土以及砂质土都是比较理想的地基材料，但需清 除10cm以上的石块等硬物。2、一般性土质地基 承载能力不太高的普通地基，需设一定厚度的基础。但是，若将涵管底基槽原状土经严格夯实（其夯实度到重

18、型击实密实度的90%以上）以后，也可直接将波纹管置于地基上。3、岩石地基 波纹管不能直接置于岩石或混凝土基床上，因过于刚性的支撑，不但会降低管壁本身所具有的良好柔性，而且还会减小涵管的承载能力。所以对岩石地基应挖掉一部分软岩，换填上一层优质土，一般换填厚度不小于30cm为宜，并认真夯实。开挖软岩沟槽，不能使用烈性炸药和放深孔炮，以避免将过多的外层被炸松散。岩石风化层地基不能作为基础，需换填上3D宽度的优质土。,6基础部分-各种地基土的处理方法,4、喀斯特地形、淤泥河道地基等软土地基 其地形特征时修建波纹管涵洞地基采用一些特殊处理，增加地基的整体性，使其沉降基本一致，一般先清除一定厚度的软土或淤

19、泥，清除厚度视软土深度确定。清除软土之后，采用抛石的方法，当抛石地基有一定的承载能力后，使用20-30T的压路机碾压，抛石厚度一般150-300cm,抛石地基稳定后。法1：在再其上换填80-120cm的沙砾或碎石基础，分层密实，（为保证减小工后沉降量也可在碎石或沙砾地基表面向下50cm及100cm的位置设置两道双向土工格栅，长度和涵洞通长，宽度一般为（2*3m+孔径）基础顶面铺设7-15cm的沙砾找平层。法2：抛石碾压后，再在其上浇筑50-100cm的C20混凝土。5、湿陷性黄土地基 因湿陷性黄土的土质具有特殊性，基坑开挖后，基底回填不小于100cm的片石混凝土（或3：7的白灰土），在其上回填

20、厚度30-80cm的优质砂砾垫层。,6管体楔形部回填,管底两侧楔形部位处的填筑可采用5种方案：1、采用粗沙“水密法”振荡器密实。2、采用级配良好的天然砂砾（含水量要求比最佳含水量大2%左右），人工用木棒在管身外向内侧进行夯实，木棒为截面15cm*15cm，单次冲击力要达到9kg/次，木棒作用点必须紧贴管身，每个凹槽部位都必须夯实到位。3、采用液态粉煤灰回填。4、采用最大粒径不超过3cm的级配碎石回填。然后用小型夯实机械斜向夯实，确保管底的回填质量5、采用C15细石砼填筑。,6管体两侧回填及顶部回填要求,1、填筑前在管节两侧上用红色油漆按每20cm高度标注，填筑时按标注线控制。2、纵向施工顺序，

21、可从涵洞中心至两侧，也可从两侧至涵洞中心。3、涵管两侧的部位回填采用级配良好的天然砂砾或级配碎石，每侧填筑宽度不小于1米。4、管身最大直径两侧50cm外使用18T压路机碾压，50cm范围内 使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大型机械设备对管涵 的撞击。5、填筑时应分层填筑、分层压实，每层压实后的厚度为20cm，压实度要求达到95%方可进行下层填筑。6、填筑必须在涵管两侧同步对称进行，两侧的回填土高差不得大于30cm。7、管顶以上碎石或沙砾的填筑高度不小于1.0米，管顶填土厚度小于50cm时，不得使用大于6T的压路机械碾压，也不允许施工机械通行。达到每种管径的最小覆土厚度后采用振动式压路机碾压

22、，可允许施工机械通行。8、管体两侧及顶部10米范围内不允许使用强夯机械。,6拼装板型管及通道施工图片,基础压实后进行管体拼装 板片密封及管壁涂沥楔形部回填及水密 夯实及碾压,6拼装板型管洞口构造图片,6多孔使用时孔间距,多孔钢波纹管或跨度大于1.20m的管拱，相邻两管（拱）间应有足够的填土宽度，使管（拱）间的填料易于压（夯）实。国内钢筋混凝土圆管涵，当直径D2.0m时，净间距一般为0.25m。关于波纹管两管间净间距e如表所示。,6施工过程示意图,楔形部回填,6施工过程示意图,运料距管两侧的距离，不小于1.5米。,6施工过程示意图,摊铺材料两侧对称进行,6施工过程示意图,纵向施工顺序，可从涵洞中

23、心至两侧，也可从两侧至涵洞中心。,6施工过程示意图,不对称回填会造成管体不规则变形，容易造成工程事故，严重的可能会垮掉。,6施工过程示意图,分层对称回填时管体称规则变形状态，填土终止后基本恢复原状态。,6回填不好导致管体变形的几种情形,经过近些年国内外调查，搜集，波纹管因回填问题导致管体损坏、严重变形的事情偶有发生，为了杜绝此类事件的再次发生，下面简单列举五种情形，希望在今后施工过程中加强管理，引起高度重视！楔形部回填不密实，导致管体底部变平。管体楔形部及两侧局部有大石块，导致局部管体有硬割伤或凸起。两侧不对称回填导致鸭蛋圆，严重的导致塌垮。两侧填土不密实，导致变形过大。管体50cm内两侧回填

24、材料达不到要求，应填沙性材料，施工时却填筑了黄土、膨胀土等材料，遇水变软，无承载能力，导致管体横向变形过大。,6施工质量控制,为确保工程质量，波纹管出厂无后期质量隐患，生产厂家应注重后期服务，具有独立作业的施工现场技术指导人员，指导施工单位管体回填及监督。大孔径分片拼装管生产厂家必须拥有专业安装队 伍，保证产品拼装螺栓的紧固力达到设计要求。每道涵洞生产厂家必须有产品的回填档案，出现质量问题有根可查。,7波纹管的允许变形,动静荷载测试实例,7波纹管的允许变形,这些年在国内的应用，我公司在截面变形量方面也进行了研究，因波纹管是一种柔性管，在两侧的回填过程中，因两侧的土体压力，管体在纵向要高出直径2

25、-5cm,当填至管顶9米时，基本趋于圆体，在一些高填方路段，应保证楔形部与两侧的回填料良好，波纹管的变形在2%左右，变形的大小直接取决于回填材料，应选择力学性能良好的沙、沙砾、级配碎石或细石砼，密实度达到要求后，管体的变形很小，近期，我公司在河南三门峡做的直径5米，四孔并排，涵全长780米，填方高度32米，目前已填至32米高，管体变形5cm.,管顶填土高度超过9米后，动载荷对其没有影响，涵洞只承受土体的静载荷。运营后波纹管的变形情况（1）山西吕梁地区直径4米拼装波纹板通道，涵长104米，管顶填土高度为21米。波距200mm、波深55mm、壁厚6mm。其直径变形情况如下：（1）管道拼装完毕未填土

26、之前，其测点水平向直径为4.01m，竖向直径为3.985m。（2）涵管两侧填土至1/2管径时，其测点水平向直径为3.99m，竖向直径为4.01m。（3）当管顶填土结束后，水平向直径为4.03m，竖向直径为3.98m。（4）当管顶填土至6米时，用两辆后八轮翻斗车装满载对涵洞进行动载荷实验，百分表测变形：涵洞两侧停时，竖向变形为0.07mm、横向变形为0.09mm。涵洞顶部中心正上方停时，竖向变形为0.1mm、横向变形为0.12mm。动载撤离后，百分表瞬间归为零。（5）当管顶填土结束完成后，用两辆后八轮翻斗车装满载对涵洞进行动载荷实验，百分表测变形：涵洞两侧停时，竖向变形为0.0mm、横向变形为0

27、.0mm。涵洞顶部中心正上方停时，竖向变形为0.0mm、横向变形为0.0mm。（2）河北承德地区采用直径3米拼装波纹板通道，处于黄土区，涵长30米，管顶填土高度为5米。波距200mm、波深55mm、壁厚4mm。其直径变形情况如下：（1）管道拼装完毕未填土之前，其测点水平向直径为3.015m，竖向直径为2.98m。（2）涵管两侧填土至1/2管径时，其测点水平向直径为3.005m，竖向直径为3.0m。（3）当管顶填土结束完成后，水平向直径为3.02m，竖向直径为2.978m。（4）当管顶填土结束完成后，用两辆后八轮翻斗车装满载对涵洞进行动载荷实验，百分表测变形：涵洞两侧停时，竖向变形为0.08mm

28、、横向变形为0.09mm。涵洞顶部中心正上方停时，竖向变形为0.10mm、横向变形为0.07mm。动载撤离后，百分表瞬间归为零。由以上可知,波纹管在填土过程中有变形,当填土完毕后,波纹管的管径基本不在发生变化,高填方的涵洞,主要是承受顶部的土体荷载,动载荷对涵洞基本无影响,低填方的涵洞,动载荷的影响要比高填方的大些,但波纹管的变形是一种弹性变形，不影响涵洞的使用及通行要求。,8 钢波纹涵管在铁路公路中的应用实例,8 工程应用实例,1.钢波纹涵管在铁路应用中很广泛，无论国内还是国外都有很多成功案例，为铁路事业开辟了新的篇章。2.钢波纹管涵在国内从1998年前期的实验研究到至今的推广应用，历经10

29、余年的时间，在国内二十余个省份、自治区、直辖市的不同等级公路建设中应用。这种结构以其良好的性能深得公路建设者们的青睐，闭合截面形式已成功应用到12米，非闭合截面形式的应用到跨径7.4米。管顶填土高度从0.6m已成功应用至56m。,8.1钢波纹涵管在铁路中的应用,1.2009年向莆线铁路应用涵管建设，提前竣工。,8.1安二项目本格拉铁路DK353处涵管安装顺利完成,2.为保证铁路行车安全运行，安二项目为本格拉铁路DK353+558处增设一座涵洞。DK353+558处原涵洞为1-0.8m的利旧圆管涵，修建年代久远。因此处地势低洼、汇水面大，原既有涵洞孔径过小无法满足排水要求，导致此处路基冲刷严重，

30、对铁路行车造成较大安全隐患。项目总工程师熊宗书带领技术人员通过对施工现场环境详细了解，编制可行方案，制定周密计划，增设一座新涵洞采用钢波纹涵管。为了不影响当地火车每周一次的正常运行，项目紧抓列车运行间隙，按照施工计划提前部署，工期倒排，紧急做好行运期间既有线施工防护工作。由于时间紧迫，无法修建施工便道，钢波纹涵管的应用解决了难题为铁路事业开辟了新的篇章。,8.1首铁迁安项目中成功应用金属波纹涵管,3.首铁迁安项目等工程项目中运用，遭受动工方的好评价。,8.2高速公路中波纹涵管的应用实例,1.高填方排水涵洞内蒙东胜直径5米，填高22米,2.山西直径2.5米 填高25米,8.2高速公路中波纹涵管的

31、应用实例,8.2高速公路中波纹涵管的应用实例,3.内蒙高速,8.2替代小桥,4.西柏坡一级公路，使用直径4米、5米、6米钢波纹管涵20余座。,8.2临时便道,5.汾河大桥运梁便道直径2米,六孔并排,填高0.5米,满足120吨运梁车辆通行.,8.2旧桥涵加固,6.旧涵快修直径1.0/2.5/3.0/3.3米,8.2穿线管道,7.异型管衡水中湖大道跨径3.5*2.9米，中间穿两孔直径80cm的输水管道。大广高速穿线管半圆形（60cm),8.2加肋钢混组合结构,8.三门峡大岭南路项目，4孔直径5米，涵长780米，填高32米。,9 钢波纹涵管的防腐,9腐蚀机理,对于波纹管涵洞，其外侧主要为土壤腐蚀，内

32、侧主要为水腐蚀和大气腐蚀。土壤的腐蚀机理处于通常水分状况下的我国各类土壤，大多属于强腐蚀与中等腐蚀的范围。大气环境中的腐蚀（海洋、工业、城市、农村）。波纹管涵洞的磨蚀：非磨蚀:(水平1)没有砂石推移物质，各种速度或雨水管；低磨蚀:(水平 2)有砂和砾石推移物质，速度小于等于1.6m/s；中等磨蚀:(水平 3)有砂和砾石推移物质，速度在1.65.0m/s之间；严重磨蚀:(水平 4)严重的砾石和岩石推移，速度超过5.0m/s。金属结构在水溶液中的腐蚀（淡水、海水）。,9使用寿命调查,1978 年，美国钢铁学会AISI研究表明钢波纹管应用于雨水管时，81道保持良好状况，其使用时间为65年；1986

33、年，美国钢波纹管协会NCSPA与美国钢铁学会AISI合作，对钢波纹管排水管道进行研究，使用时间74年，结果表明涂装后的钢波纹管系列在一些土和水环境下可提供近100 年的寿命。1993年，英国哥伦比亚21个结构板和有镀锌保护层的内壁，安装时间全部超过 20年，试验估计除2个结构外，服务寿命超过 100 年。国外最新研究报告书得出结论：钢波纹管涵洞平均寿命的期望值为81 年。,9镀锌特性,1、抗腐蚀性能优良：钢板表面形成了细密的镀锌保护层，因此抗腐蚀性能优异。2、防腐蚀作用：锌的标准电位比钢材低，即使因磕碰部分钢板裸露于表面，周围的锌也可以起到保护作用。3、基板的特性不变：基板本身的机械性能几乎不

34、会产生变化，可以按最初设计使用钢材。4、附着性优良：纯镀锌表层下的锌与钢板上表面形成锌铁合金层紧紧附着于基板上，不会因一般性的冲击、摩擦等导致剥落。在前处理不完善时不会形成镀锌层，用肉眼即可判断，可信度高。耐久时间计算：,9国内使用时三种防腐措施,国内钢波纹管涵出厂时，管节及板片均经过热浸镀锌处理，其镀锌层的平均厚度大于84m，在没有盐碱水或有害工业废水常期浸泡的情况下，其镀锌层即可防止锈蚀，使用年限可以达到60-80年（参考：李祝龙主编的钢波纹管涵洞设计与施工技术），根据调查，一般未镀锌铁管管壁每年蚀耗厚度为0.01-0.03mm(出处:公路桥涵施工手册下册中波纹涵管的防锈处理2000年出版

35、、公路一局主编)。目前国内管涵在出厂前，都比国外管涵做的较保守，比正常使用情况下管壁厚度增加0.5mm，可增加25-50年的使用寿命，此外管涵运至施工现场后，工地现场涂涮两遍沥青，其沥青涂层厚度达到，其使用年限可增加5-15年。并且根据国内车辆超载运输的实际情况，厂家对波纹管涵的技术参数进行了调整(波距波深壁厚)，增加了波纹管涵在国内的使用保险系数（结构计算由上海市政设计总院提供）。因此钢波纹管涵在国内的使用寿命完全能够达到或超过100年。2008年对国内已投入使用的300余处波纹管涵进行锌层剩余厚度进行实测及用预测方法实施的耐久寿命测算结果都证明绝大部分构造物的寿命都达到60年以上。,9后期

36、维护,波纹管涵在使用时，已充分考虑它工后运营时可能出现的一些情况，新建项目一般在出厂时将波纹管涵的壁厚增加了一个等级，即增加了0.5mm的厚度，产品表面采用热浸镀锌处理，施工现场增涂沥青涂层，后期养护只要增涂沥青涂层即可。针对特殊地形特征情况下使用又采用一些特殊措施，在山区冲刷严重的地区，内管壁采用弧形砼包裹或采用跌井形式及井字型钢筋栅栏。,9后期维护,波纹管涵使用若干年后，如后期维护未跟上，出现一些质量问题，可针对不同情况采取不同措施，下面列举几种处理方法，波纹管涵管壁锈蚀严重，局部管壁变薄，可采用内壁焊接钢筋网片，喷射高压混凝土锚固，方法同隧道施工锚固；也可采用缩小孔径的方法，内衬比其孔径

37、小50cm的波纹管，壁间用高压水泥砂浆填充。,10钢波纹涵管造价对比,10波纹管与同跨径的盖板涵及拱涵的造价对比表,孔径小于等于4米时，波纹管涵洞与混凝土盖板涵、石拱涵造价基本相当，部分涵洞节省5.96.4%，工期节省2050天。5.0m波纹管涵洞造价与小桥造价基本相当，工期节省35天。6.0m波纹管涵洞与石拱涵相比，节省造价18.2%23%，工期节省50天以上。,10山岭重丘区冲沟设计方案比较,简述：内蒙古中西部地区属山岭重丘区冲沟较多，部分冲沟较深（大于20米）、流量较小，地基承载力低，修筑钢筋砼构造物需要进行地基处理而且造价高昂，工期很长。本提案以G109高速公路东胜至大饭铺段K705+

38、220K709+275处的冲沟施工方案选定为例进行比较：方案比较：两种备选方案，高架桥和高路堤结合钢波纹涵管方案，具体如下：方案一：高架桥方案造价：需采用1740米T梁（长680米）高架桥。桩号K706+800-K707+800为挖方，平均挖深15米，土体跨沟调运，不经济，基本全部弃掉。弃土数量为70万立方米，按单价5元/立方米，计350万元。架桥造价为，680米*13万元/米=8840万元。总造价为：高架桥造价8840万元+弃土方费用350万元=9190万元。工期：二年,10山岭重丘区冲沟设计方案比较,方案二：高路堤结合钢波纹涵管结构方案 造价：钢波纹涵管造价（含管价、安装费用、基础处理、进

39、出口、回填至管顶材料及机械费用等）1万元/米*341米=341万元。共需填土方约200万立方米，K706+800-K707+800挖方70万立方米全部可以利用，其他部分则从远处借用，造价为130万立方米*10元/立方米=1300万元，70万立方米*5元/立方米=350万元，合计为1300万元+350万元=1650万元。进出口隔墙及护坡需300万元。需用土工格栅总金额约300万元。综合各项计341万元+1650万元+300万元+300万元=2591万元工期：六-八个月，波纹涵管施工不受季节影响，可冬季施工。两种方案比较：1、造价方面：方案一（高架桥）9190万元方案二（高路堤结合钢波纹涵管）25

40、91万元=6599万元，方案一是方案二的355%。2、工期方面：方案二比方案一工期缩短一年多。,10山岭重丘区冲沟设计方案比较,三、结论：上述两个方案综合对比，方案二可为建设单位节省资金6599万元，缩短施工工期一年多。查阅鄂尔多斯近五十年的水文资料，参照日本1990年颁布的高速公路钢波纹涵管施工规范，结合S103高速城壕至大饭铺段和东胜外环线等项目钢波纹涵管使用效果，经反复论证，最后决定将原设计高架桥变更为高路堤结合GHHG钢波纹涵管结构。,10山岭冲沟（弃方利用）设计方案,三门峡市大岭南路项目原设计跨度200米大桥，桥墩高度40米，总造价1.5个亿，大桥建设过程中，沟的一侧山体需要挖平，约

41、80万方土需要处理，经过多次的方案论证，后采用钢波纹管涵洞为直径5米，壁厚6.5mm,四孔并排，管顶填高32米。主要用于排洪涵洞，每道管涵长195米，涵洞全长约780米，总造价5000万元，直接节省投资1亿元，使弃方得到再利用。,10山岭冲沟（弃方利用）设计方案,三门峡项目照片,11新结构的研发,11新结构研发拱形结构,跨度最大16米，可作为通道、隧道明洞、替代小桥使用。,11新结构研发马蹄形结构,可用于排水涵洞、平原区低填方、通道，最大跨径8米。,11新结构研发波形钢洞口,为保证波纹钢涵的整体美观效果，近期推出了波形钢洞口，整座结构物全部采用波形钢，在施工工期、防止圬工结构裂缝、视觉效果、环保等方面都会有所提高。,