金属波纹管在施工工程技术中的应用

【摘要】金属波纹管在施工工程技术中的应用，一方面节约了大量的石材、水泥，有利于环保，另一方面建设工期可以大幅度缩短，不仅加快了建设步伐，充分体现了建设工期缩短相对运营时间增加的经济效应，在抢险、保通工程中应用金属波纹管更能体现其明显的社会效应和经济效益，金属波纹管必将具有广阔的应用前景。

【关键词】金属波纹管的特点；施工要点；应用分析

1、引言

金属波纹管从材料与结构和功能的本质关系上分析，采用柔性高强度的金属波纹管由于轴向波纹的存在，使其具有优良的受力特征，轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散荷载的应力集中，更好地发挥钢结构的优势。金属波纹管具有施工工期短、重量轻、安装方便、耐久性能好、工程造价低、抗变形能力强、减少养护费用成本等优点。

2、金属波纹管的特点

钢波纹涵管是替代圆管涵、盖板涵、拱涵和小桥的优质公路建材，其材质具有硬度高，重量轻，抗裂能力强的特性。并且安装简单、快速、也不需要大型设备，尤其对地基要求很低，在公路新改建工程、路基养护工程中均发挥积极作用。采用柔性，高强度的钢制波纹管，不仅具有适应地基已基础的变形能力，可以解决因地基基础不均匀沉降导致涵洞破坏的问题，并且钢制波纹管由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力特征，轴向和径向可以同时分布因荷载引起的应力应变，可以更大程度上减小荷载的应力集中。

3、施工要点

（1）熟悉施工图纸和相关规范、图集，严格按照设计尺寸进行定位放线控制，进行书面技术交底和隐蔽验收的准备工作。

（2）金属波纹管运至工地验收，要求证件齐全（出厂合格证、使用证、检测报告等）。并对波纹管的外形和规格进行检查，按规格、型号分类平卧叠层堆放。

（3）波纹管运至工作面后，铺放前应检查管材的外形及管端的堵头封堵是否严密，对变形或裂口处进行修补。

（4）波纹管的排布安装一般在梁钢筋、底层钢筋和肋间钢筋，及水电管安装预埋后进行。

（5）根据放线位置进行波纹管的铺设安装，在安装过程中，应在管顶铺垫木板作保护，不得直接踩踏波纹管。

（6）因波纹管底部砼层较薄，在安装底部钢筋时，必须安放并固定好垫块或马凳筋，以确保底部砼层的厚度。

（7）为保证波纹管的间距和顺直，可用钢筋支架对波纹管进行点焊固定，避免浇筑砼时左右位移。

（8）为防止浇筑砼时波纹管上浮，将波纹管拉结锚固，一般将管拉结锚固在板底层钢筋上，根据管径大小，每0.8-1.0米管长锚固一次铁丝，底筋的锚固可分别放两条通长钢筋做压筋，然后用铁丝将钢筋与模板支架拉结锚紧。压筋和拉结铁丝的大小、拉结锚固间距经计算后确定或由设计院给定。

（9）波纹管布置和线盒及预留洞处相协调，管线盒尽可能布置在管间肋的位置。

（10）放线布管时，如无设计要求，应将其与最靠近的梁、墙钢筋的净间距调为50-70mm，与预留孔洞的净间距调为≥50mm。

（11）波纹管安装完毕后，要经建设单位代表或监理人员对管材的规格、数量、位置进行验收，验收合格后填写隐蔽工程验收记录，然后进行砼浇筑作业。

（12）砼浇筑时应在波纹管上架空铺设木板，禁止人员和机具直接压踏、碰撞纹波管，如有管位移，或严重变形，要及时修复。

4、金属波纹管在施工工程技术中的应用

4.1金属波纹管的优势

金属波纹管是一种新型的柔性结构物，不但具有一定的抗震能力，而且能适应各种复杂地形、较大的沉降与变形和不同的路基填土高度。在结构上具有横向补偿位移的优良特性，可充分发挥钢材的抗拉性能强、变形性能优越的能力。特别是波纹钢管的变形能力和钢材抗拉性能及抗疲劳性能都较好，对预防或解决人为或地区冬季冻胀而导致的破坏较为有效。

4.2设计要点

（1）在满足泄洪流量的前提下，采用在合适直径的金属波纹管，四周空隙用片石混凝土进行密实、填充加固处理。

（2）材料要求

对金属波纹管的要求：金属波纹管的几何尺寸在允许偏差范围内；表面光洁平滑.焊接平整，无气孔裂缝夹渣及飞溅物等缺陷：镀锌层厚度≥84.0 ?m，镀锌层要均匀；金属波纹管在运输、装卸时应防止碰撞，镀锌层被破坏要及时进行增涂涂层。

对金屑波纹管基础的要求：金属波纹管适应形变能力较强，适应在许多不良地质中使用，它对基础材料要求相对不高，一般采用沙砾垫层或换填砂砾石即可，对金属波纹管外同填筑材料的要求：金属波纹管与原桥孔间的间隙，采用C30的片石混凝土填筑，片石的抗压强度应不小于30MPa，并不得低于混凝土的级别；在使用前应清扫、冲洗干净；填充片石的数量不宜超过混凝土体积的25%，片石厚度不小于150mm；片石应均匀放置于刚浇筑的混凝土上，其净距不小于100mm。

4.3方案比选

以河源市县道X168线木棉排桥为例。老桥为一跨5米石拱桥，桥台高约10米，洪水期时主要为东江河水倒灌进支流。老桥主要病害为主拱圈横向裂缝，承载力不足。

（1）老桥注浆加固方案。注浆可封堵裂缝，对台身、拱圈有一定的加强，但当老桥基础先天条件不佳，或者桥上有超重交通通行时，此类加固方法往往不能阻止病害的继续发展，不予采用。

（2）拆除老桥，修建新桥（涵）方案。该方案中首先是桥址的选择。原址地基不宜建设桥梁，如往0号台侧偏移，可采用扩大基础，亦利于防护工程修筑，缺点是0号台靠山体，且近路线急弯侧，基础和河道改迁开挖石方量大，造价高亦对环境破坏较大。如往1号台侧偏移，靠近滩地，基础较差，需采用桩基础，造价较高且不利于防护工程修筑。其次该方案施工工期长，同时需要修筑较长便道，用地较多，造价较高，临时便道的交通维护困难大，对地区交通运输的影响较大。经计算分析，可采用往1号台侧偏移，修筑1-5×4米钢筋砼箱涵的方案。

（3）金属波纹管内衬管涵加固方案。该方案主要利用新型材料金属波纹管在老桥净空内设置一道直径450cm，长9米的金属波纹管涵来对老桥进行加固。

加固方法为：（1）、采用砂砾对老桥址处河床进行回填，在上、下游均设置2道砼截水墙对老桥基础进行保护加固，面层采用砼铺砌，并作为新增管涵的基础；（2）、在空地对金属波纹管进行拼装，拼装完成后吊车吊装就位；（3）、对桥下除管涵部分外的净空采用C20砼分层回填，拱顶下20cm范围处采用注浆灌实。该方案优点为（1）、施工工期短，正常天气下20天即可完成；（2）、社会影响小，不需要封闭交通，仅吊装作业时短时间占用道路，不用修筑临时便道；（3）、不需要拆除老桥，节约投资且环保节能；（4）、加固效果好，桥、涵共同受力；（5）加固风险小，即使桥梁失效，涵洞亦可单独承载；（6）加固费用低，加固工程造价约25万元，比改建新桥节约50%费用。该方案为实施方案。

5、结束语

金属波纹管具有卓越的路用性能，尤其是对地基要求低、施工简易、能快速安装、大大缩短工期是普通涵管无法相比的，是替代圆管涵、盖板涵、拱涵和小桥的优质公路建材，在施工工程技术中的应用中将发挥积极的作用。

参考文献

[1] 宋继峰.浅谈钢波纹管涵施工工艺的质量控制[J].山西建筑，2010，36（1）：248-249

[2] 王艳丽，赵卫国.钢波纹管结构在河北省公路桥涵中的应用[J].公路，2008，（5）

[3] 陈建伟.钢波纹管涵在安哥拉U-M项目中的应用[J].内江科技，2009，（6）