公路钢波纹管涵洞的连接与拼装施工控制技术

李祝龙+谢晓如+杨志峰

摘要：介绍了公路钢波纹管涵洞的分类及适应性。通过工程实例与实践，结合交通行业标准及施工方法，分析了涵洞的加工、连接方式、拼装施工控制技术和相关注意事项，为公路钢波纹管涵洞现场施工及工程验收等工作提供理论依据。

关键词：公路；钢波纹管；涵洞；施工技术

中图分类号：U449.83文献标志码：BControl Technology for Connection and Assembly of

0引言

对道路工程来说，涵洞的不均匀沉降是其破坏的主要形式之一，尤其在多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等不良工程岩土地区，由混凝土圬工结构修筑的涵洞破坏问题更为严重[15]。从材料与结构、功能的本质关系上分析，采用柔性、高强度的钢波纹管涵洞，既可以适应地基与基础的较大变形，又可以解决因刚性基础的不均匀沉降而导致的涵洞破坏问题，而且钢波纹管涵洞由于轴向波纹的存在，可以在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[6]，具有广阔的应用前景。

应用公路钢波纹管涵洞代替传统圬工涵洞主要具有以下几点优势。

（1） 跨径大时造价低（国外水泥沙石价高，实际造价比同类跨径的圬工结构均低；在国内，跨径大于4 m时造价降低）。

（2） 拼装施工，工期短，施工便利。

（3） 采用标准化设计、生产，便于控制质量。

（4） 少用水泥、块片石或碎石、砂等，利于环保。

（5） 利于改善多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等地基不均匀变形对结构的影响；可用于寒冷冰冻、岩溶地区。

（6） 利于改善“错台跳车”现象，提高行车的舒适度与安全性。

中国现行交通行业标准规范《公路涵洞设计细则》（JTG/T D6504—2007）[7]中并未介绍钢波纹管涵洞相关设计、施工技术，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）[8]中对该结构的施工略有介绍，但其中主要的施工工艺并不符合中国国情。本文重点介绍公路钢波纹管涵洞的施工技术。

1钢波纹管涵洞的分类和适应性

公路钢波纹管涵洞按截面形式可以分为整装型圆管/拼装板型圆管、拼装管拱形、拼装拱形等，如图1所示。

2涵洞加工与拼装技术

每节螺旋波纹钢圆管的长度由吊装、运输、安装条件确定，可以采用工厂咬口式、平行式、螺旋式管箍连接。

螺旋波纹钢圆管采用工厂咬口式连接时（图3），咬口应确保管体强度和防渗性能，咬口间的最小间距和相应的最少螺旋波纹数量应符合表2的规定。

3.1施工流程

涵洞结构由厂方工厂加工后，在施工现场进行拼装，可采用先填筑两侧路基、后施工涵洞或通道（路堤法），或者先填筑完成整个路基结构之后开挖路基、安装该结构后回填的方法（开槽回填法）。涵洞施工主要包括基础施工、拼装、回填3个阶段，具体步骤可参照文献[10]，在此不再赘述。

路堤法和开槽回填法的施工流程相似，但是后者多用于路基施工结束后（新建公路）和改建涵洞（养护工程），不影响整体施工进度，所以当前应用较多。

3.2大孔径钢波纹管涵洞安装施工的要点

对于大孔径钢波纹管涵洞，应采用拼装式涵管施工技术，管径为20～25 m结构宜采用管节对接，管径大于等于30 m的结构宜采用片状弧形波纹板螺栓连接。

管节对接（管径2.0～2.5 m结构）宜采用外套箍圈拼装，采用外套波纹管环接圆管的不同管节，并注意密封防水和外套波纹管的上下对接设计。采用片状拼装时，波纹板拼装应进行施工工序设计，合理地组织各片的次序、设计板的尺寸，既便于运输安装，又能减少螺栓数量；尽量将连接位置偏离最大等效应力和最大切向应力集中的区位；最大切向应力控制螺栓剪应力。

4拼装时的注意事项

外套钢波纹管箍圈对接拼装的要点包括：确保安装工具、配件齐全，尤其是需要手动操作和容易遗漏的细小部件，按照自波纹管中部向两端、由下向上的顺序安装，保证上下箍圈之间的螺栓孔对正，螺栓紧固。endprint

摘要：介绍了公路钢波纹管涵洞的分类及适应性。通过工程实例与实践，结合交通行业标准及施工方法，分析了涵洞的加工、连接方式、拼装施工控制技术和相关注意事项，为公路钢波纹管涵洞现场施工及工程验收等工作提供理论依据。

关键词：公路；钢波纹管；涵洞；施工技术

中图分类号：U449.83文献标志码：BControl Technology for Connection and Assembly of

0引言

对道路工程来说，涵洞的不均匀沉降是其破坏的主要形式之一，尤其在多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等不良工程岩土地区，由混凝土圬工结构修筑的涵洞破坏问题更为严重[15]。从材料与结构、功能的本质关系上分析，采用柔性、高强度的钢波纹管涵洞，既可以适应地基与基础的较大变形，又可以解决因刚性基础的不均匀沉降而导致的涵洞破坏问题，而且钢波纹管涵洞由于轴向波纹的存在，可以在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[6]，具有广阔的应用前景。

应用公路钢波纹管涵洞代替传统圬工涵洞主要具有以下几点优势。

（1） 跨径大时造价低（国外水泥沙石价高，实际造价比同类跨径的圬工结构均低；在国内，跨径大于4 m时造价降低）。

（2） 拼装施工，工期短，施工便利。

（3） 采用标准化设计、生产，便于控制质量。

（4） 少用水泥、块片石或碎石、砂等，利于环保。

（5） 利于改善多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等地基不均匀变形对结构的影响；可用于寒冷冰冻、岩溶地区。

（6） 利于改善“错台跳车”现象，提高行车的舒适度与安全性。

中国现行交通行业标准规范《公路涵洞设计细则》（JTG/T D6504—2007）[7]中并未介绍钢波纹管涵洞相关设计、施工技术，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）[8]中对该结构的施工略有介绍，但其中主要的施工工艺并不符合中国国情。本文重点介绍公路钢波纹管涵洞的施工技术。

1钢波纹管涵洞的分类和适应性

公路钢波纹管涵洞按截面形式可以分为整装型圆管/拼装板型圆管、拼装管拱形、拼装拱形等，如图1所示。

2涵洞加工与拼装技术

每节螺旋波纹钢圆管的长度由吊装、运输、安装条件确定，可以采用工厂咬口式、平行式、螺旋式管箍连接。

螺旋波纹钢圆管采用工厂咬口式连接时（图3），咬口应确保管体强度和防渗性能，咬口间的最小间距和相应的最少螺旋波纹数量应符合表2的规定。

3.1施工流程

涵洞结构由厂方工厂加工后，在施工现场进行拼装，可采用先填筑两侧路基、后施工涵洞或通道（路堤法），或者先填筑完成整个路基结构之后开挖路基、安装该结构后回填的方法（开槽回填法）。涵洞施工主要包括基础施工、拼装、回填3个阶段，具体步骤可参照文献[10]，在此不再赘述。

路堤法和开槽回填法的施工流程相似，但是后者多用于路基施工结束后（新建公路）和改建涵洞（养护工程），不影响整体施工进度，所以当前应用较多。

3.2大孔径钢波纹管涵洞安装施工的要点

对于大孔径钢波纹管涵洞，应采用拼装式涵管施工技术，管径为20～25 m结构宜采用管节对接，管径大于等于30 m的结构宜采用片状弧形波纹板螺栓连接。

管节对接（管径2.0～2.5 m结构）宜采用外套箍圈拼装，采用外套波纹管环接圆管的不同管节，并注意密封防水和外套波纹管的上下对接设计。采用片状拼装时，波纹板拼装应进行施工工序设计，合理地组织各片的次序、设计板的尺寸，既便于运输安装，又能减少螺栓数量；尽量将连接位置偏离最大等效应力和最大切向应力集中的区位；最大切向应力控制螺栓剪应力。

4拼装时的注意事项

外套钢波纹管箍圈对接拼装的要点包括：确保安装工具、配件齐全，尤其是需要手动操作和容易遗漏的细小部件，按照自波纹管中部向两端、由下向上的顺序安装，保证上下箍圈之间的螺栓孔对正，螺栓紧固。endprint

摘要：介绍了公路钢波纹管涵洞的分类及适应性。通过工程实例与实践，结合交通行业标准及施工方法，分析了涵洞的加工、连接方式、拼装施工控制技术和相关注意事项，为公路钢波纹管涵洞现场施工及工程验收等工作提供理论依据。

关键词：公路；钢波纹管；涵洞；施工技术

中图分类号：U449.83文献标志码：BControl Technology for Connection and Assembly of

0引言

对道路工程来说，涵洞的不均匀沉降是其破坏的主要形式之一，尤其在多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等不良工程岩土地区，由混凝土圬工结构修筑的涵洞破坏问题更为严重[15]。从材料与结构、功能的本质关系上分析，采用柔性、高强度的钢波纹管涵洞，既可以适应地基与基础的较大变形，又可以解决因刚性基础的不均匀沉降而导致的涵洞破坏问题，而且钢波纹管涵洞由于轴向波纹的存在，可以在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[6]，具有广阔的应用前景。

应用公路钢波纹管涵洞代替传统圬工涵洞主要具有以下几点优势。

（1） 跨径大时造价低（国外水泥沙石价高，实际造价比同类跨径的圬工结构均低；在国内，跨径大于4 m时造价降低）。

（2） 拼装施工，工期短，施工便利。

（3） 采用标准化设计、生产，便于控制质量。

（4） 少用水泥、块片石或碎石、砂等，利于环保。

（5） 利于改善多年冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等地基不均匀变形对结构的影响；可用于寒冷冰冻、岩溶地区。

（6） 利于改善“错台跳车”现象，提高行车的舒适度与安全性。

中国现行交通行业标准规范《公路涵洞设计细则》（JTG/T D6504—2007）[7]中并未介绍钢波纹管涵洞相关设计、施工技术，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）[8]中对该结构的施工略有介绍，但其中主要的施工工艺并不符合中国国情。本文重点介绍公路钢波纹管涵洞的施工技术。

1钢波纹管涵洞的分类和适应性

公路钢波纹管涵洞按截面形式可以分为整装型圆管/拼装板型圆管、拼装管拱形、拼装拱形等，如图1所示。

2涵洞加工与拼装技术

每节螺旋波纹钢圆管的长度由吊装、运输、安装条件确定，可以采用工厂咬口式、平行式、螺旋式管箍连接。

螺旋波纹钢圆管采用工厂咬口式连接时（图3），咬口应确保管体强度和防渗性能，咬口间的最小间距和相应的最少螺旋波纹数量应符合表2的规定。

3.1施工流程

涵洞结构由厂方工厂加工后，在施工现场进行拼装，可采用先填筑两侧路基、后施工涵洞或通道（路堤法），或者先填筑完成整个路基结构之后开挖路基、安装该结构后回填的方法（开槽回填法）。涵洞施工主要包括基础施工、拼装、回填3个阶段，具体步骤可参照文献[10]，在此不再赘述。

路堤法和开槽回填法的施工流程相似，但是后者多用于路基施工结束后（新建公路）和改建涵洞（养护工程），不影响整体施工进度，所以当前应用较多。

3.2大孔径钢波纹管涵洞安装施工的要点

对于大孔径钢波纹管涵洞，应采用拼装式涵管施工技术，管径为20～25 m结构宜采用管节对接，管径大于等于30 m的结构宜采用片状弧形波纹板螺栓连接。

管节对接（管径2.0～2.5 m结构）宜采用外套箍圈拼装，采用外套波纹管环接圆管的不同管节，并注意密封防水和外套波纹管的上下对接设计。采用片状拼装时，波纹板拼装应进行施工工序设计，合理地组织各片的次序、设计板的尺寸，既便于运输安装，又能减少螺栓数量；尽量将连接位置偏离最大等效应力和最大切向应力集中的区位；最大切向应力控制螺栓剪应力。

4拼装时的注意事项

外套钢波纹管箍圈对接拼装的要点包括：确保安装工具、配件齐全，尤其是需要手动操作和容易遗漏的细小部件，按照自波纹管中部向两端、由下向上的顺序安装，保证上下箍圈之间的螺栓孔对正，螺栓紧固。endprint