YTHG钢波纹涵管设计概要

*公司简介

*概要

*特点及经济性比较

*设计内容要介绍

*填土高度对照表

*技术参数表

*耐久性

*YTHG钢波纹涵管施工顺序及注意事项

*YTHG钢波纹涵管工程质量检验评标准

*YTHG钢波纹涵管的现场处理

*部分管径设计图纸示例

公司简介

衡水益通金属制品有限责任公司（原衡水波纹管厂）始建于1998年，是涵用金属波纹管（YTHG）的专业生产厂家。公司现有员工300余人，基中工程技术人员56人，高级工程师6人；资产总额5000余万均，年可创销售收入愈亿元。

2003年公司通过ISO9001-2000质量体系认证，并荣获“河北省高新技术企业”证书，产品获“河北省高新技术产品”称号。2004年获“河北省重合同，守信用单位”号。公司拥有两项专利技术和两项转让专利技术，并荣获“河北省科技型企业”称号。

波纹涵管（试YTHG）是替代圆管涵、盖板涵、拱涵和小桥的优质公路建材。该产品具有工期短、重量轻、安装方便、耐久性好、工程造价低、抗变形能力较强、减少通车后养护成本等优点，尤其应用在高寒冻土地区，软土路基地带和深填土地带，具有明显的经济效益。

我公司拥有国内最先进的波纹涵管生产设备，热浸镀锌能力 在国内处于领先地位，年可生产波纹涵管40000米。产品有圆形、椭圆形、半圆形等，进出口也可按照边坡比例做成斜口，加工波纹管管径范围¢0.5m¢0.8m,管壁厚度为3mm-7mm,能够满足填土0.5m-40m厚的构造物需要。

我公司致力于波纹涵管的技术改进和开发，集科研和生产为一体，同中交一勘院、上海市政设计院、河北省公路勘察设计院、内蒙古交通设计研究院、新疆公路勘察设计院等有着良好的技术协作关系，并在多年波纹涵管的生产、施工过程中，积累了大量的技术资料和丰富的施工经验。

通过几年的市场开发，我公司产品已应用于河北、山西、内蒙古、青海、宁夏、新疆、西藏等省市区的公路建设中，并得到了各地业主、监理单位和施工单位的一致认可。我公司的宗旨是：“真诚信诺，打造精品，追求卓越，服务工程”。我们永远以一流的产品和服务致力于我国的公路建设事业，为十一五期间我国公路建设事业跨越式发展做出更大的贡献。

衡水益通金属制品有限责任公司

总经理：刘洪林

电话：0318-******* 7151011

传真：0318-*******

网址：http://www.hsyt.com

一．概要

1.波纹钢板概要

-金属波纹涵管：3.0-7.0mm厚度的钢板断面波形而形成，增加强性的构造物。

--波纹钢板的波形规格为125mm*25mm, 150mm*50mm, 150mm*65mm, 200*55mm, 400mm*180mm等。

--金属波纹涵管按地中构造物使用时，土体和波形钢板有合成作用能承受外部载荷，因此金属波纹涵管及土体共同承受载荷的作用。

2.波形钢板力学特性

--用木材考虑到地中状态加压力的情况及直接加压力情况相比，可以看到饮料罐的变形状态，金属波纹涵管跟周边的土体和环压弓一起举动时，保持更稳定状态。（如图）

--利用平平的扑克牌和叠成波形的扑克牌，可以看出外力引起的下坠及抵抗力，实验证明波形形成的扑克更加坚固。（如图）

3.材料及断面数据

（1）钢板

波形钢板原材料要求：

波形规格：

波距和波深的容许误差±3mm（如图）

（2）截面选定（如图）

--金属波纹涵管的构造设计适用容许应力设计法为原则，但特殊条件及大谷型钢板时也可以适用强度设计法，荷载抵抗设计数设计法等。

--最小填土高度：保证金属波纹涵管稳定举动所需的最小填土高度。

--钢筋混凝土基础，墙壁，洞口等设计时适用强度设计法为标准。

二．特点及经济性比较

金属波纹涵管特点：工厂定做时间短、安装方便快捷、施工工期短、节约施工费、耐久性、维护费用低、利于环保。

在国内获得最多专利，1997年开始在青藏多年冻土区研究应用同时专家们公布波纹管应用论文，通过现场施工以认证了金属波纹涵管的优越性和施工性。

经济性比较：

经济效益

■青藏公路来说，每道波纹管涵工程造价比同样孔径的钢筋混凝土盖板涵低4万多元。

■青海省2000-2003年波纹管涵洞比同跨径的钢筋混凝土盖板涵洞略高或持平。

■在上海新开河试验涵直径4m,与同跨径箱涵相比，新开河试验涵节省5万元，节约费用10%左右。

■从施工期看，一般钢波纹管涵洞施工期仅为1-5天，相比钢筋混凝土盖板涵、箱涵，节省工期1个多月，社会经济效益明显。在多年冻土及寒区，节省工期不仅可以降低成本，而且可以相对延长施工季节，加快工程总进度。多年冻土地区，节省工期还可以大幅度减少因施工引起的传热，减少多年冻土的热干扰。

■随着国内钢波纹管涵洞的广泛应用，关于波形和壁厚优化的研究将逐步深入，优化后的波形可以采用相对较薄的结构钢适应相同的填土及汽车荷载标准。相应地，钢波纹管涵洞壁厚的减薄及波形的减小，可以减少用钢量，降低造价。

社会效益

■相对于钢筋混凝土圆管涵和盖板涵，金属波纹涵管的应用。

■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即相对运营时间增加的经济效应，

■特别是在局疗地区如寒冷地区一年中施工期仅5-6个月，这样应用钢波纹管涵洞更具有明显的优势。

■在抢险、保通工程中应用金属波纹涵管更能体现其明显的社会效应和经济效益。

■此外，金属波纹涵管的应用，不仅带动了钢材加工业和制造业的发展同时对薄壳钢结构的研究应用拓展了新了方向。

三．设计内容简要

整装波纹涵管标准跨径：0.5m 0.75m 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)

拼装标准跨径：3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 13m 16m(采用片状拼装，板片间搭接螺栓连接而成)

1）涵洞水力计算及孔径的选用

2）结构设计

3）材料设计与要求

4）防腐蚀设计

5）进出水口及连接设计

6）基础及回填设计

（以上设计内容详见益通公司提供的电子版波纹涵管通用图及产品资料汇纺编）

四．填土高度对照表

YTHG整装金属波纹涵管填土高度表

注：整装波纹钢板管涵最大填土高度可满足40米。用户确定使用的涵管为高填土时，需提前四个月通知厂家，厂家进行静力学验算，适当对波纹涵管的技术参数（波距，波深，壁厚等）进行调整，以满足使用要求。

YTHG拼装金属波纹涵管填土高度表

注：拼装波纹钢板管涵最大填土高度可满足40米。用户确定使用的涵管为高填土时，需提前四个月通知厂家，厂家进行动静力学验算，适当对波纹涵管的技术参数（波距，波深，壁厚等）进行调整，以满足使用要求。

五．技术参数

YTHG整装金属波纹涵管系列产品及技术参数一览表

表Ⅱ YTHG拼装波纹钢板管涵系列产品及技术参数一览表

注：1.YTHG金属波纹涵管管径小于1.5米的各规格波纹管波距为125mm,波高为25mm;

2.YTHG金属波纹涵管管径大于等于1.5米的各规格波纹管的波距为200mm,波高为55mm。

六．耐久性

对金属波纹管涵洞，其外侧主要为土壤腐蚀，内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）。

金属波纹管涵洞的腐蚀：

非腐蚀：（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1.6~5.0m/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。

金属结构的水溶液中的腐蚀（淡水、海水）。

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道中77道保持良好状况，其使用时间为16~65年；四道需要维修的平均使用32年。1986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20~74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，安装时间全部超过国外最新研究报告书得出的结论：钢波管涵洞平均寿命的期望值为81年，最小50年的寿命可达到83%。

1.镀锌的特性

经过热浸镀锌处理的钢材具备如下特性。

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。

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。

基板的特性不变

--基板本身的机械性能几乎不会产生变化，可以按最初设计使用钢材。

附着性优秀

--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。

2.耐久时间计算

YTHG金属波纹涵管出厂时，涵管及配套附件均经过热浸镀锌处理，其镀锌层的平均厚度大于84μm，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年，根据调查，一般未镀锌铁管管壁每年蚀耗厚度为0.01－0.03mm。目前国内涵管在出厂前都比国外涵管做的较保守，比正常使用情况下管壁厚度增加0.5mm，可增加25年的使用寿命，此外涵管运至施工现场后，工地现场涂涮两遍沥青，其沥青涂层厚度达到0.4mm-0.5mm，其使用年限可增加15年，并且根据国内车辆超载运输的实际情况，厂家对波纹涵管的技术参数进行了调整（波距、波深、壁厚），增加了波纹涵管在国内的使用保险系数。

因此，YTHG金属波纹涵客在国内的使用寿命完全能够达到或超过100年。

*镀锌量600g/m2＝厚度84μm

3.镀锌钢板的土壤腐蚀特性