公路波紋鋼結構涵洞設計要點問與答

波紋鋼結構涵洞因其獨特的優(yōu)勢在公路工程中廣泛應用，特別在南方地區(qū)，有取代傳統(tǒng)混凝土結構涵洞的發(fā)展趨勢，而較多的設計工程師對波紋鋼結構涵洞認識不足，小編梳理總結了公路波紋鋼結構涵洞設計控制要點，以供參考。

1問：公路波紋鋼結構涵洞設計流程是怎樣的？

見圖1。

圖1 公路波紋鋼結構涵洞設計流程圖

2問：公路波紋鋼結構涵洞的斷面形式有哪些?

波紋鋼結構涵洞橫斷面形式分為閉合斷面、開口斷面。閉合斷面形式有圓形、橢圓形、管拱形、梨形等；開口斷面形式有圓弧拱，箱形拱。如圖2所示。

圖2-2 開口橫斷面

3問：開口橫斷面形式的波紋鋼結構涵洞與混凝土基礎怎么連接？

波紋鋼結構拱腳處與混凝土基礎或圬工基礎采用預埋型鋼通過高強螺栓連接，如圖3所示。

圖3 波紋鋼結構拱體與砼基礎的連接

4問：波紋鋼結構可以組裝拼裝成多種斷面形式，工程需要的跨徑、矢高或者管拱形的頂部、邊部、底部半徑，如何得到？

請自行翻閱《冷彎波紋鋼管》（GB/T 34567-2017），可依據(jù)國標提供的相關尺寸進行設計選用。

5問：波紋鋼結構涵洞有三種孔徑，設計的時候怎么取用？

因為波紋鋼具有波紋輪廓線，在鋼管的徑向有三個尺寸，分別是內徑（波紋管波谷）、外徑（波紋管波峰）、中徑（內徑+半個波高），涵洞設計中的孔徑或跨徑指的是波形鋼管的內徑；結構計算一般采用有效跨徑、有效矢高，以中軸計算；如果用作橋涵隧道加固設計，切記要用外徑哦。

6問：最困擾我們設計人員的問題之一是涵頂填土高度、最小填土高度，兩者什么關系？

波紋鋼結構涵洞頂部填土高度指從路表面至鋼管的波紋輪廓中軸的填土高度，包括路面面層。

波紋鋼結構涵洞頂部最小填土高度是為保持波紋鋼結構涵洞結構處于穩(wěn)定狀態(tài)，涵頂必須保有的填土高度。對于水泥混凝路面是包括路面面層，也就是從路表面開始計算；瀝青混凝土路面是不包括路面面層，是從面層底部或從基層頂部開始計算。

設計過程中，涵頂最小填土高度是通過結構計算或模擬分析確定，其與跨徑有很大關系。一般情況涵頂填土高度大于最小填土高度。具體見圖4所示。

圖4 涵頂填土高度（H）和涵頂最小填土高度（Hmin）

舉例：假設孔徑3m孔徑波紋管涵，其最小填土高度要達到0.6m，對于10cm瀝青面層的柔性路面，設計控制填土高度宜大于（0.6+0.1+0.5波高）m；對于剛性路面，其設計控制填土高度宜大于（0.6+0.5波高）m。

7問：工程實際沒有辦法保證波紋鋼橋涵的最小填土高度，該怎么辦？

不能確保涵頂最小填土高度，可采用混凝土、鋼材制成的加固厚平板或土木纖維加固材料等措施，經(jīng)過計算分析并通過專家論證后確定減載方案。

8問：波紋鋼涵洞的結構計算怎么做啊？

簡單的方法——可翻閱中交一公院主編的中交集團企業(yè)規(guī)范《公路波紋鋼涵洞設計規(guī)范》（Q/CCC GL102-2017），里面除了提供了計算方法，還很暖心的給出了不同孔徑、不同填土高度，建議選用的波形以及最小填土高度和最大填土高度參考值，省了你很多力氣呦。

復雜的方法——學習后自行計算。國外參考AISI方法（美國鋼鐵協(xié)會）、ASTM A 796方法（美國材料協(xié)會）、AASHTO方法（美國公路橋梁設計規(guī)范）、CHBDC方法（加拿大公路橋梁設計規(guī)范）、韓國公團設計方法等。國內參考內蒙地標《公路波紋鋼管（板）橋涵設計與施工規(guī)范》（DB 15/T 654-2013）

懶惰的方法——主動聯(lián)系我們呦。

9問：波紋鋼涵洞的波形參數(shù)截面特征值怎么獲得呀，據(jù)說結構計算非用這些參數(shù)不可?。?/p>

波形不同，厚度不同，波紋鋼管（板）的截面特征值不同，結構計算需要截面積A、慣性矩I、回轉半徑r、截面模量W等截面特征參數(shù)，自行查閱《冷彎波紋鋼管》（GB/T 34567-2017）附錄C。

10問：波紋鋼結構涵洞洞身是否需要設置沉降縫？

當然NO！波紋鋼結構涵洞是柔性結構，其管身波紋管節(jié)、管板通過法蘭、高強螺栓組拼在一起，搭接縫以及螺栓位置處要用防水耐候膠進行密封處理。

11問：波紋鋼結構涵洞洞口和洞身結合部除常規(guī)圬工結構，是不是可以加工成波紋鋼結構？

當然YSE！

波紋鋼結構包括削竹式、半削竹式、直管或直管延長式、簸箕式等。洞口附近或周圍宜采用防護措施。還有波紋鋼結構一字墻、八字墻呢。

12問：結構回填區(qū)域設計要注意哪些？

一是回填范圍。可參考《公路涵洞設計細則》（JTG/T D65-04-2007）第8.1.6條的相關規(guī)定。二是回填材料。一般采用礫類土、砂類土，也可采用砂礫、卵石與細粒土的混合料。

不同地區(qū)回填材料和范圍的設計應有不同，南方多雨潮濕，回填材料細顆粒的含量不宜過多，以防流失，掏空回填區(qū)導致涵洞結構失穩(wěn)。

13問：最后一個問題，我國有沒有行業(yè)標準指導波紋鋼結構涵洞的設計與施工？

目前沒有，不過中交一公院申請的《公路波紋鋼結構涵洞設計與施工技術規(guī)范》于2019年7月通過交通運輸部立項申請，預計兩年后發(fā)布，一起期待吧。

來源：鋼結構工程技術，以上內容僅作分享用途，如有侵權請聯(lián)系刪除