美國、加拿大等國已將波紋鋼管廣泛應(yīng)用于公路工程，并制定了設(shè)計(jì)、制造及施工安裝手冊，具有成熟的波紋鋼管涵洞設(shè)計(jì)理論和修建經(jīng)驗(yàn)，非洲多數(shù)國家在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中也大量使用波紋鋼管涵洞。有關(guān)資料表明，波紋鋼管涵的壽命完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，甚至超過設(shè)計(jì)壽命。

目前國內(nèi)尚沒有支持波紋鋼管橋涵設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。近年來的一些應(yīng)用基本上都是參照加拿大CHBDC規(guī)范并根據(jù)設(shè)計(jì)單位和制造商對這種結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，因而未能得以大規(guī)模推廣。

1、技術(shù)原理

波紋鋼埋置式橋涵是一種具有較高的承載力和較強(qiáng)變形適應(yīng)能力的地下柔性結(jié)構(gòu)，其基本原理是將平鋼板加工成波紋形狀，大大增加其截面慣性矩，因而也大幅增加其承載能力，并通過結(jié)構(gòu)周圍土體的彈性約束和變形實(shí)現(xiàn)土壓力的重新分布，利用土與結(jié)構(gòu)的相互作用來分散上部荷載。

2、關(guān)鍵技術(shù)或工藝流程

（1）《CSPC系列波紋鋼管涵洞設(shè)計(jì)通用圖》確定了不同填土高度下波紋管的結(jié)構(gòu)尺寸。涵洞直徑從0.75m到10m，包含了14種孔徑，對應(yīng)7種波形，涵蓋了《公路涵洞通道用波紋鋼管（板）》（JT/T791-2010）全部產(chǎn)品規(guī)格及國內(nèi)所有生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力范圍，可適應(yīng)公路、市政橋涵的各種設(shè)計(jì)要求。開發(fā)了《CSBS系列波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖》，包括整體管產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)板產(chǎn)品、管箍和連接件產(chǎn)品、配件產(chǎn)品、洞口產(chǎn)品、耐磨襯墊產(chǎn)品等，規(guī)范了各種產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、生產(chǎn)工藝與流程、安裝與施工方法。《CSPB系列波紋鋼板埋置式通道、小橋設(shè)計(jì)通用圖》以開口截面的半圓弧拱和多圓弧拱為主要斷面形式，確定了6m~12m跨徑的波紋鋼通道小橋尺寸規(guī)格?！恫y鋼埋置式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工手冊》可作為公路、市政等工程領(lǐng)域波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)的技術(shù)手冊。形成湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)《公路波紋鋼埋置式橋涵設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》

（2）特別適用于超高填方與軟弱地基，最大填土高度可達(dá)55m。

（3）包括多種管箍連接構(gòu)造（6項(xiàng)專利，包括凹形管箍、波紋形管箍、帶法蘭管箍、帽形管箍、平直管箍、半波形管箍）。通過與多種連接件和墊圈的組合使用，可顯著提高連接強(qiáng)度和密封性能，更好地保證結(jié)構(gòu)整體的耐久性。波紋鋼管可通過與各種聯(lián)接配件組裝，便捷、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)彎曲和分岔橋涵。

（4）提出了一些適用于波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)的輕型端部構(gòu)造。

（5）提出了適合于波紋鋼管涵洞的新型填筑方法。

（6）發(fā)明了適合于波紋鋼管涵洞的抗沖刷耐磨塑料襯墊

（7）提出了耐久性設(shè)計(jì)方法和采用金屬涂層、非金屬涂層、內(nèi)部襯砌等措施提高波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)使用壽命的多種設(shè)計(jì)方案。

（8）形成了一整套波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)的安裝、施工、檢查、維護(hù)與修復(fù)的詳細(xì)工法和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

3、推廣前景

波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)具有良好的變形適應(yīng)能力，特別適用于常年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等不良地質(zhì)條件、高填方路段、地震地區(qū)的公路或鐵路涵洞與通道；深波紋和超厚結(jié)構(gòu)板的開發(fā)，使得波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)的跨越能力進(jìn)一步提高。可廣泛用于有彎曲、分岔等特殊需要的市政、水利和人防工程；還特別適用于軍事、搶險(xiǎn)、災(zāi)后重建等快修工程及道路改擴(kuò)建工程中對原有結(jié)構(gòu)的加固、置換、修復(fù)或接長。與歐美國家相比，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在公路、市政工程中的應(yīng)用并不普遍，這可能與我國鋼材曾經(jīng)短缺的歷史和材料生產(chǎn)和加工工藝水平相對較低有關(guān)。

我國公路橋梁以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，約占橋梁總數(shù)的85%，而鋼橋占比則不到1%。相比之下，美國鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比達(dá)到33%，日本則達(dá)到了41%。但隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，我國鋼產(chǎn)量已多年位居世界第一，2013年達(dá)到7.82億噸，超過全球總產(chǎn)量的50%，但多年來，我國鋼鐵產(chǎn)能的增速始終高于需求的增速。鋼鐵產(chǎn)能從2004年底 4.2億噸上升到2012年底的9.7億噸，但國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能的利用率僅達(dá)到72%，遠(yuǎn)低于合理水平。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)不僅強(qiáng)度高、自重輕、施工工期短、構(gòu)造靈活，還具有回收利用率高的特點(diǎn)。

在國家大力提倡保護(hù)環(huán)境、低碳經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展的政策背景下，尤其是近年來在國內(nèi)鋼材產(chǎn)能過剩、價(jià)格低迷的市場環(huán)境下，波紋鋼埋置式結(jié)構(gòu)具有更加優(yōu)越的性價(jià)比和社會(huì)效益，在公路、市政等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。