波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)范編制說明 (一)

《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)范》

山東省地方標準編制說明

一、工作簡況

（一）任務來源

本標準的制定源于山東省市場監(jiān)督管理局印發(fā)的《關(guān)于2019

年度標準化綜合改革暨“山東標準”建設項目計劃的通知》（魯

標改辦發(fā)（2019）6號），將《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)

程》列入山東省地方標準制修訂計劃，項目編號魯標改辦發(fā)（2019）

6號表5第56項，由山東省交通運輸廳提出，山東省交通運輸標準

化技術(shù)委員會（魯TC41）歸口。

（二）起草單位、起草人及任務分工

1.起草單位

山東省交通規(guī)劃設計院集團有限公司、北京交通大學、衡水

益通管業(yè)股份有限公司。

2.主要起草人

孫海波、劉保東、高猛、張宇明、王志宏、李東瀟、孫緒鋒、

孟令聞、胡明剛、李興正、武飛、徐道涵、張繼磊、葉希連、范

蕾、李增金、劉性、張順、才振山。

3.任務分工

孫海波：標準編制組組長，組織標準起草工作，把握標準制

定技術(shù)方向，組織協(xié)調(diào)標準制定所需資源。

劉保東：標準壟架制定與起草，組織確定標準制定方案，組

1

織推進標準制定程序和進度，組織協(xié)調(diào)標準制定所需資源。

高猛：組織討論確定標準框架、編寫思路，組織編寫組人

員討論確定規(guī)范的技術(shù)要素。

張宇明、王志宏、李東瀟、孫緒鋒、孟令聞、胡明剛、李興

正、武飛、徐道涵、張繼磊、葉希連、范蕾、李增金、劉我、張

順、才振山：參與標準調(diào)研、收集素材、標準編寫、標準討論,

標準需要的試驗進行實施和結(jié)果分析，協(xié)助整理標準相關(guān)技術(shù)文

檔，參與辦理征求意見，辦理標準研討會、標準專家審查會、報

批等具體事務等。

（三）起草過程

L前期準備

標準計劃下達后，在山東省交通運輸廳的指導下，于2019

年9月初成立了由山東省交通規(guī)劃設計院集團有限公司牽頭，北

京交通大學、衡水益通管業(yè)股份有限公司共同參與標準制定的標

準編寫組，編寫組討論了標準編制背景、指導思想、工作進度安

排、任務分工及標準的初步思路，正式啟動標準制定工作。

2019年10月，編寫組組織《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)

規(guī)程》（編制大綱）討論，針對編制大綱內(nèi)容、工作分工安排,

組織學習相關(guān)國家標準、行業(yè)標準一、地方標準及國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域

研究資料，明確編制大綱具體內(nèi)容。

2.現(xiàn)狀調(diào)研

編寫組在2019年10月?11月組織對山東省近年來已有和

新建波紋鋼管涵洞設計、施工、運營等情況進行調(diào)研，對波紋鋼

2

管涵洞在山東省內(nèi)的應用現(xiàn)狀有了初步了解。

在此基礎上，向山東省相關(guān)設計、施工、管理、科研單位對

波紋鋼管涵洞在省內(nèi)的應用及研究情況進行調(diào)研，對調(diào)研反饋的

信息進行了整理、匯總和分析，為后續(xù)標準的編寫更具地方適用

性提供技術(shù)支持。

3.起草標準

2019年12月起，編寫組對現(xiàn)有規(guī)范調(diào)研和相關(guān)單位調(diào)研意

見反饋，結(jié)合山東省公路波紋鋼管涵洞建設特征，提煉重點、難

點，總結(jié)山東省相關(guān)工程建設的經(jīng)驗和成果。

2020年1月?3月：結(jié)合已有的研究成果，匯總整理有限元

分析模型、設計參數(shù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、施工過程控制等數(shù)據(jù)資料，進

一步優(yōu)化設計參數(shù)，完善編寫資料。

編寫組分別于2020年7月和9月組織內(nèi)部討論會，對標準

初稿進行討論，修改完善初稿內(nèi)容。于2020年11月組織專家咨

詢會，對初稿重點、難點問題進行了專家咨詢，形成最終的初稿。

4.初稿

2020年12月，編寫組向山東省交通運輸標準化技術(shù)委員會

提交初稿評審申請，收到審核意見后對初稿進行修改。2021年4

月提交最終評審申請，并于6月3R由山東省交通運輸標準化技

術(shù)委員會在濟南組織召開了《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)程》

（初稿）山東省地方標準專家審查會。來自交通土建設計、施工、

管理與檢測等領(lǐng)域共7名專家組成了審查委員會，審查委員會聽

取了標準編制單位的情況匯報，對標準內(nèi)容逐條進行了審查。

3

會議一致同意該規(guī)程通過審查，同時提出了修改意見。會議

要求起草單位根據(jù)專家提出的意見和建議盡快修改完善，形成征

求意見稿后上報山東省交通運輸標準化技術(shù)委員會。

5.征求意見

2021年8月，山東省交通運輸標準化技術(shù)委員會發(fā)布關(guān)于

征求《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)程》（征求意見稿）地方

標準意見的通知，向社會公開廣泛征求意見。

2021年8月9日?2021年9月20日，編寫組組織征求省內(nèi)

外業(yè)內(nèi)單位意見，發(fā)送30個相關(guān)單位，編寫組對反饋的意見、

建議匯總整理，共計106條，對收到的反饋意見進行認真分析后,

對標準進行了進一步的修改和完善。

2021年10月20日，編寫組組織召開內(nèi)部會議，對征求意

見修改情況進行集中討論，會后進行修改匯總形成送審稿。

2021年11月22日，編寫組向山東省交通運輸標準化技術(shù)

委員會提交送審稿審查申請，根據(jù)審核意見對標準及編制說明進

行修改。

2022年3月，編寫組收到山東省交通運輸標準化技術(shù)委員

會編制說明修改通知，對編制說明按照新格式進行修改。

2022年4月27FJ,編寫組再次向山東省交通運輸標準化技

術(shù)委員會提交送審稿評審申請。

2022年6月21日，將送審材料上報“山東省地方標準管理

系統(tǒng)”。

2022年8月50,收到分管主管審核意見，按照意見對標

4

準、編制說明進行修改，并于8月9日重新提交。

6.送審稿

2022年11月2日，山東省交通運輸廳在濟南組織召開了《波

紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)程》山東省地方標準專家審查會議,

山東省市場監(jiān)督管理局對審查會議進行監(jiān)督指導。來自濟南城建

集團有限公司、山東大學、山東交通學院、濟南市市政工程設計

研究院（集團）有限責任公司、濟南市交通工程質(zhì)量與安全中心、

山東省建筑科學研究院有限公司、山東金衢設計咨詢集團有限公

司、山東省公路橋梁建設集團有限公司、中建八局第一建設有限

公司等單位共9名專家組成了審查委員會。審查委員會聽取了標

準編制情況匯報，對標準文本進行了逐章、逐條審查，對標準編

制說明等進行了審查。

為了使標準內(nèi)容更好地反映標準題目的核心要素，審查委員

會建議名稱修改為《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)范》。本標

準的內(nèi)容編寫和表述規(guī)則為“規(guī)范標準”，原標準名稱《波紋鋼

管涵洞設計與施工技術(shù)規(guī)程》必備要素包括“程序確立、程序指

示和追溯/證實方法”，與標準文本相矛盾，而本標準內(nèi)容符合

“規(guī)范標準”的要求，因此將規(guī)程替換為規(guī)范是合理的。

會議一致同意該標準通過審查，同時提出了修改意見。會議

要求起草單位盡快形成報批材料后上報山東省市場監(jiān)督管理局。

二、地方標準制定的目的和意義

國外對波紋鋼管涵洞的研究和應住已經(jīng)有上百年的歷史，在

加拿大、美國、北歐等地，波紋鋼管涵洞已成為小橋和涵洞的主

5

要結(jié)構(gòu)型式；近年來，韓國、日本等亞洲國家也在公路工程中推

廣應用此類結(jié)構(gòu)，并且頒布了相應的設計與施工標準。

我國波紋鋼管涵洞的大批量應用時間較短，從材料生產(chǎn)到結(jié)

構(gòu)設計與施工，目前大多參照國外做法，還沒有形成統(tǒng)一的標準。

波紋鋼管涵洞相比于傳統(tǒng)混凝土橋涵，主要有如下優(yōu)點：

1,適應變形能力強，對地基承載力要求低。適用于采空區(qū)、

巖溶、高填方、軟土和濕陷性黃土等特殊地質(zhì)，避免地基沉降可

能對混凝土結(jié)構(gòu)造成的破壞。

2.造價低，施工速度快。波紋鋼管涵洞比同等孔徑的混凝土

橋涵工程造價低，波紋鋼板可在工廠內(nèi)標準化、大批量生產(chǎn)，現(xiàn)

場拼裝，不需使用大型設備，安裝方便、快速，縮短工期。

3.波紋鋼管涵洞形式多樣靈活，可適用于不同的地形地貌,

滿足不同的使用功能。

4.減少水泥砂石用量，符合國家大力提倡采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)

環(huán)保材料的國家政策，本結(jié)構(gòu)可回收再利用，減少建筑垃圾，綠

色環(huán)保。

鑒于波紋鋼管涵洞以上優(yōu)勢，其已在省內(nèi)多個項目中應用，

效益顯著。標準的編制是我省公路綠色建設、工業(yè)化建造、交通

強省建設等新形勢下的內(nèi)在必然要求。

對既有標準進行區(qū)域性、針對性、適應性以及重點性的研究,

以既有規(guī)范標準為依據(jù)，制定具有山東省地域特色的、適合山東

省波紋鋼管涵洞建設的標準，對于波紋鋼管涵洞規(guī)范化設計、施

工具有重要意義，可促進新技術(shù)在公路建設中的應用，利于公路

6

建設節(jié)約投資，促進小橋涵結(jié)構(gòu)工業(yè)化建造，加快工期，進一步

降本增效，助力山東省公路建設綠色低碳發(fā)展。

三、地方標準編制原則、主要技術(shù)內(nèi)容和依據(jù)

(一)標準的編制原則

編寫組本著以下原則，進行《波紋鋼管涵洞設計與施工技術(shù)

規(guī)范》的編制：

1.通用性原則：做好與相關(guān)標準、規(guī)范的協(xié)調(diào)、銜接，保證

技術(shù)規(guī)范體系的統(tǒng)一性、完整性和一致性。

2.規(guī)范性原則：嚴格按照《標準化工作導則第1部分：標

準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》(GB/T1.1-2020)的要求編制本

規(guī)范。

3.成熟性原則：標準編制應積極吸納全國各省份波紋鋼管涵

洞設計與施工建設的成功經(jīng)驗，取其精華，相關(guān)要求和指標的選

取應經(jīng)過充分的論證。必要時，應結(jié)合相關(guān)科研項目對部分內(nèi)容

進行充分論證，確保標準中推薦的內(nèi)容依據(jù)充分，理論正確，確

保技術(shù)的可靠性。

4.先進性原則；掌握國內(nèi)國際相關(guān)專項科學研究的動態(tài)，充

分總結(jié)國內(nèi)外最新研究成果和實踐經(jīng)驗，積極吸納有利于提升工

程設計水平、保證工程質(zhì)量和安全的技術(shù)措施，確保標準編制的

先進性。

5.可操作性原則：標準編制應條文明晰，簡便易用，能夠為

工程技術(shù)人員提供明確的、具備實際操作條件的相關(guān)規(guī)定和指導

意見。

7

(二)標準編寫的主要依據(jù)

(1)2020年10月山東省委、省政府印發(fā)的《山東省貫徹

〈交通強國建設綱要〉的實施意見》。

(2)《冷彎波紋鋼管》(GB/T34567-2017)“

(3)《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》(GB50017-2017)。

(4)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009年版)。

(5)《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30-2015)。

(6)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)o

(7)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準第一冊土建工程》

(JTGF80/1-2017)。

(8)《公路涵洞通道用波紋鋼管(板)》(JT/T791-2010)。

(9)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTG3363-2019)。

(10)《公路涵洞設計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)。

(11)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)。

(三)主要技術(shù)內(nèi)容及依據(jù)

本文件規(guī)定了波紋鋼管涵洞設計和施工的要求，描述了對應

的證實方法。標準具體內(nèi)容及依據(jù)說明如下。

1.第一章范圍

本章給出本標準的適用范圍為新建和改擴建公路波紋鋼管

涵洞的設計、施工。

2.第二章規(guī)范性引用文件

本章給出本標準涉及的28本規(guī)范性文件。

3.第三章術(shù)語和定義

8

為便于專業(yè)使用者在本標準語境中準確理解，標準中出現(xiàn)2

次以上且在本標準范圍內(nèi)所限定的術(shù)語給出了界定（解釋），常

用且便于理解的術(shù)語未給出界定（解釋）。本章給出包含波紋鋼

板、閉口截面結(jié)構(gòu)物、開口截面結(jié)構(gòu)物、波紋鋼板件等14個術(shù)

語。

4.第四章基本規(guī)定

1）編制主要內(nèi)容

本章編制的主要內(nèi)容為波紋鋼管涵洞的適用條件和布設基

本要求。

2）編制依據(jù)

4.1適用條件

鋼筋混凝土涵洞對地基承載力要求較高，且施工周期較長,

需要大量的水、砂石等建筑材料。軟土、濕陷性黃土等地區(qū)的涵

洞多數(shù)在使用3個月?2年即出現(xiàn)不同程度裂縫、錯臺、基礎下

沉等病害現(xiàn)象。而波紋鋼管涵洞是一種柔性結(jié)構(gòu)，主體波紋鋼板

工廠預制、現(xiàn)場拼裝，具有施工快、造價低、適應變形能力強、

綠色環(huán)保等特點。為解決鋼筋混凝土涵洞的突出問題，根據(jù)波紋

鋼管涵洞的特點、本標準的應用領(lǐng)域、山東省公路波紋鋼管涵洞

的應用經(jīng)驗，給出了波紋鋼管涵洞宜優(yōu)先選用的場景條件。

4.2布設基本要求

涵洞所處位置的勘測與涵洞布設、結(jié)構(gòu)類型選取、跨徑等參

數(shù)息息相關(guān)，因此涵洞的勘測應準確可靠、系統(tǒng)完整，波紋鋼管

涵洞的勘測同常規(guī)的混凝土涵洞，相關(guān)技術(shù)要求按《公路涵洞設

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計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)第5章執(zhí)行。

為保證波紋鋼管涵洞的使用性能及路線整體的美觀性，涵洞

位置應符合沿線線形布設要求，與路線總體相協(xié)調(diào)，減少對自然

河道流水斷面的壓縮，并應滿足涵洞的排水要求。波紋鋼管涵洞

的截面尺寸應根據(jù)設計洪水流量、河溝斷面形態(tài)、設計洪水頻率

等條件綜合確定，相關(guān)要求同常規(guī)的混凝土涵洞，按《公路涵洞

設計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)第5章執(zhí)行。

由于波紋鋼管涵洞為柔性結(jié)構(gòu)，變形對填土高度及地基沉降

更為敏感，若不設置預拱度，涵洞中間位置會出現(xiàn)積水等現(xiàn)象。

為避免以上現(xiàn)象，根據(jù)實際工程應用經(jīng)驗，規(guī)定了波紋鋼管涵洞

的預拱度大小。

5第五章材料

1)編制主要內(nèi)容

本章編制的主要內(nèi)容為主體結(jié)構(gòu)、連接件、焊接、密封、防

腐及結(jié)構(gòu)性回填等材料要求。

2)編制依據(jù)

5.1主體結(jié)構(gòu)材料

5.1.1波形參數(shù)及截面特性

為規(guī)范波紋鋼的波形，同時為便于工程技術(shù)人員表示波紋鋼

的參數(shù)、工程計算，參考《冷彎波紋鋼管》(GB/T34567-2017)

第6.1條定義波形參數(shù)，并根據(jù)波形參數(shù)制定波紋鋼截面特性取

值表(附錄A)。

5.1.2結(jié)構(gòu)類型

10

為便于設計應用，分別依據(jù)波紋鋼的拼裝單元和斷面形式對

波紋鋼管進行分類，并根據(jù)國內(nèi)外波紋鋼管涵洞的應用經(jīng)驗給出

了常用的截面形式，結(jié)合實際根據(jù)不同截面形式及其受力特點推

薦了不同截面形式妁波紋鋼管涵洞結(jié)構(gòu)的適用情況(附錄B)。

為保證波紋鋼管的產(chǎn)品質(zhì)量，參考《冷彎波紋鋼管》(GB/T

34567-2017)表8制定本標準波紋鋼管的尺寸允許偏差。本標準

表1螺旋波紋鋼管、環(huán)形波紋鋼管、波紋鋼板件的尺寸允許偏

差在《冷彎波紋鋼管》(GB/T34567-2017)表8的基礎上刪除波

紋鋼管涵洞不常用的波形(38mmX6.5mm.190mmX19mm),

并在其基礎上合并允許偏差相同的波形，將“直徑或內(nèi)跨度

S、高度H”更改為“跨徑和矢高”，更便于應用。

波紋鋼管一般采用冷彎成型，若采用的鋼帶或鋼板鋼級太高

(如Q420以上鋼級)，其延展性相對較差，在波紋鋼管冷彎成型

過程中易出現(xiàn)裂紋。若鋼材牌號(如Q215),其屈服強度較低,

波紋鋼管結(jié)構(gòu)承載能力相對較低，因此建議采用Q235、Q355、

Q390和Q420等碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼以及連續(xù)熱鍍鋅鋼。

碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、熱鍍鋅鋼的性能和質(zhì)量等相關(guān)技術(shù)

要求，在國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700-2016)、《低合金高

強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T1591-2018),《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼

熱軋鋼板和鋼帶》CGB/T3274-2017)、《連續(xù)熱鍍鋅和鋅合金鍍

層鋼板及鋼帶》(GB/T2518-2019)中均有明確規(guī)定，故直接引

用，應按照其執(zhí)行。

為保證波紋鋼管的外觀質(zhì)量，表2規(guī)定了波紋鋼管涵洞構(gòu)件

11

的外觀質(zhì)量要求，該表引自《冷彎波紋鋼管》(GB/T34567-2017)

表9,并根據(jù)《公路涵洞通道用波紋鋼管(板)》(JT/T791-2010)

在切口的外觀質(zhì)量要求中補充“無明顯鋸齒狀”。

5.2連接件

為保證連接件的性能，根據(jù)波紋鋼管涵洞連接構(gòu)造技術(shù)適應

性和連接強度等分析，選擇并直接引用適用于波紋鋼管涵洞的

《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》

(GB/T1231-2006)、《鋼結(jié)構(gòu)用高強度墊圈》(GB/T1230-2006).

《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700—2006)、《熱軋型鋼》(GB/T706-2016)、

《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》(GB/T

709-2019)等國家標準。

5.3焊接材料

為保證焊接性能，對焊接材料提出相應要求，環(huán)形波紋鋼管

的管體焊接、螺旋波紋鋼管和環(huán)形波紋鋼管的法蘭焊接以及螺旋

波紋鋼管的管箍連接件焊接的焊接材料的型號和質(zhì)量在現(xiàn)行國

家標準《金屬材料熔焊質(zhì)量要求第1部分：質(zhì)量要求相應等級

的選擇準則》(GB/T12467.1-2009)和行業(yè)標準《焊接材料質(zhì)量

管理規(guī)程》(JB/T3223-2017)有明確規(guī)定，故直接引用。

5.4密封材料

為保證波紋鋼管的防水性能，管箍與管節(jié)之間、法蘭盤之間、

翻邊接合面之間及搭接的波紋鋼板件之間應采取密封措施。密封

材料應具有彈性和不透水性，并應填塞緊密。根據(jù)調(diào)研和已有的

工程實踐，宜采用天然橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫板、

12

氯丁橡膠、聚乙烯發(fā)泡材料或耐候密封膠、聚硫密封膠等密封材

料，其質(zhì)量在《建筑密封膠分級和要求》(GB/T22083-2008).

《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》(GB16776-2005)和《聚硫建筑密封

膠》(JC/T483-2006)中有明確規(guī)定，故直接引用。

5.5防腐材料

波紋鋼管涵洞多處于干濕循環(huán)、磨蝕的工程環(huán)境中，波紋鋼

管的防腐措施與結(jié)構(gòu)的使用壽命息息相關(guān)。波紋鋼管多采氏熱浸

鍍鋅進行防腐處理，針對腐蝕較強的工程環(huán)境，可在鍍鋅的基礎

上涂裝非金屬涂層。針對磨蝕較強的工程環(huán)境，可在波紋鋼管內(nèi)

部增加聚乙烯塑料作為內(nèi)襯防護。

涂裝非金屬覆蓋層和采用聚乙烯塑料作為內(nèi)襯防護時，所用

材料技術(shù)要求在《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》(JT/T

722-2008)和《聚乙烯(PE)樹脂》(GB/T11115-2009)中有明

確規(guī)定，故直接引用。

5.6結(jié)構(gòu)性回填材料

根據(jù)實際應用經(jīng)驗，回填材料的選取對波紋鋼管涵洞結(jié)構(gòu)力

學性能至關(guān)重要。為保證波紋鋼管與土體之間的相互作用以及波

紋鋼管的防腐性能，推薦常用的回填材料，要求引自《公路涵洞

設計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)中第3.3.9條。針對施工空

間受限的環(huán)境，可采用按一定配比拌和的自密實填料。

6第六章結(jié)構(gòu)設計

1)編制主要內(nèi)容

本章編制的主要內(nèi)容為結(jié)構(gòu)設計的一般規(guī)定、作用、最小覆

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土厚度、地基與基礎設計、主體結(jié)構(gòu)設計及構(gòu)造規(guī)定。

2）編制依據(jù)

6.1一般規(guī)定

波紋鋼管涵洞設計時的永久作用、可變作用和地震作用取值

和組合方法在《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）中有

明確規(guī)定，故直接引用。

波紋鋼管涵洞設計應考慮結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用，按承

載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)進行作用組合，均應按下列

原則取其最不利組合效應進行設計：

a）只有在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用，才進行組合。當結(jié)

構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗算時，則應以不同方向的最

不利作用組合效應進行計算。

b）當可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時，該作用

不應參與組合。

c）施工階段的作用組合，應按計算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而

定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工設備均應作為可變作用加以考慮。

d）多個偶然作用不同時參與組合。

e）地震作用不與偶然作用同時參與組合。

水力計算中的涵內(nèi)糙率與波紋鋼的波距、波高等因素有關(guān)，

具體計算方法參考美國鋼鐵學會AISI出版的《ModernSewer

Design》及美國鋼鐵學會AISI和加拿大鋼波紋管協(xié)會共同出版

的《HandbookofSteelDrainageandHighwayConstruction

Products》。

14

6.2作用

6.2.1恒載

本標準中的恒載計算公式參考加拿大公路橋梁設計規(guī)范

《CanadianHighwayBridgeDesignCode》(CSAS6：19)o式(1)

中0.1075%為土拱兩側(cè)拱肋到拱頂垂直距離內(nèi)土的體積換算成

用有效矢高表達所需要的高度。

6.2.2活載

作用在結(jié)構(gòu)上的活載為車輛荷載通過路面與路基土擴散至

結(jié)構(gòu)頂部的荷載。車輛荷載參照《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG

D60-2015),設計中應按可能出現(xiàn)的最不利情況布置。

計算活載時還引入了沖擊系數(shù)，通過放大活載來考慮汽車通

過結(jié)構(gòu)時引起的沖擊效應，該系數(shù)隨埋深增加而減小。沖擊系數(shù)

的計算參考加拿大公路橋梁設計規(guī)范《CanadianHighwayBridge

DesignCode》(CSAS6：19)的計算方法。由于波紋鋼管涵洞為

柔性結(jié)構(gòu)，根據(jù)實踐經(jīng)驗，覆土厚度大于2.0m時，可不考慮沖

擊影響。

6.2.3地震作用

波紋鋼管涵洞在地震作用下會發(fā)生不同程度的損壞，所以設

計中應考慮地震作用進行抗震設計。地震作用引起的附加壓力計

算方法，引自加拿大公路橋梁設計規(guī)范《CanadianHighway

BridgeDesignCode》(CSAS6：19)O表4地震動水平加速度峰

值和表5豎向地震作用與水平向地震作用比值引自《公路橋梁抗

震設計規(guī)范》(JTG/T2231-01-2020)表3.2.2和表5.2.2。

15

6.3最小覆土厚度

波紋鋼管涵洞的特點是通過土與結(jié)構(gòu)的相互作用充分發(fā)揮

結(jié)構(gòu)的承載力。覆土厚度不足時，車輛荷載可能引起拱上覆土的

剪切滑移破壞和拉裂破壞，進一步引起結(jié)構(gòu)破壞，見圖1。各國

規(guī)范主要通過限制最小覆土厚度來避免此類破壞。設計最小覆土

厚度的另一考慮是由于各國規(guī)范普遍采用環(huán)向壓力設計法，結(jié)構(gòu)

計算只考慮軸向壓力，忽略彎矩作用，限制最小覆土厚度可確保

把荷載引起的彎矩控制在對設計不影響的程度。覆土厚度不滿足

要求時，可設置減載板等措施。本標準對于最小覆土厚度的限制

參考加拿大公路橋梁設計規(guī)范《CanadianHighwayBridge

DesignCode》(CSAS6：19)中的相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合國內(nèi)常用路

面結(jié)構(gòu)厚度，將最小覆土厚度調(diào)整為0.8m。

圖1覆土的剪切滑移破壞與拉裂破壞示意圖

6.4地基與基礎設計

為了保證地基穩(wěn)定、基礎安全，針對開口結(jié)構(gòu)和閉口結(jié)構(gòu)不

同的受力原理進行了分別規(guī)定。

波紋鋼管拱拱腋處的地基是承受壓力的最薄弱部分，當拱腋

處的地基不滿足要求時應加固處理，處理方法及范圍參考加拿大

16

公路橋梁設計規(guī)范《CanadianHighwayBridgeDesignCode》

（CSAS6：19）O

6.5主體結(jié)構(gòu)設計

6.5.1波紋鋼板應力驗算

本標準基于環(huán)向土壓力理論對深埋的地下圓弧形結(jié)構(gòu)進行

設計。環(huán)向壓力理論認為，由于波紋鋼管涵洞為柔性結(jié)構(gòu)，在垂

直方向的總荷載（，亙載+活載）下，管壁發(fā)生變形，擠壓兩側(cè)土

體，回填土體受到務壓后形成被動土壓力，隨著變形增大，土體

與管壁承擔的荷載重新分布，調(diào)整的結(jié)果使管壁周圍的土壓力趨

于均勻環(huán)壓狀態(tài)。結(jié)構(gòu)受力分析時認為徑向土壓力是一致的，管

壁應具有足夠的強度承擔這種徑向土壓力，見圖2。

圖2結(jié)構(gòu)受力計算簡圖

對于波紋鋼箱形涵洞需考慮彎矩的影響，應單獨計算。當波

紋鋼管涵洞覆土較低、跨度較大時，也應考慮彎矩的影響，可采

用施工驗算中的計算方法，也可采用有限元計算。本標準式（10）

中的4是考慮結(jié)構(gòu)在回填材料擠壓條件下上拱而使拱上土壓力

增大的效應，該系數(shù)的取值與截面形狀及填土高度有關(guān)，本標準

所采用的4取值是在參考加拿大公路橋梁設計規(guī)范《Canadian

17

HighwayBridgeDesignCode》(CSAS6：19)的基礎上,通過對

比我國相關(guān)經(jīng)驗計算得到的。由試驗和理論分析可知，高填方結(jié)

構(gòu)的土壓力系數(shù)有減小趨勢，因此對于高填方結(jié)構(gòu)的情況予以進

一步折減。

本標準式(12)中的Cs為考慮回填土性質(zhì)與結(jié)構(gòu)尺寸的土壓

力折減系數(shù)，此參數(shù)考慮了土與結(jié)構(gòu)的豎向壓縮剛度比對土壓力

的影響。當波紋鋼管涵洞剛度較大時，該系數(shù)較小，土壓力折減

幅度??；當波紋鋼管涵洞剛度較小時，該系數(shù)變大，土壓力折減

增大。式(13)中的1000是單位換算系數(shù)。

6.5.2鋼板屈曲驗算

波紋鋼管在軸向力作用下可能出現(xiàn)失穩(wěn)問題，為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)

定，本標準參考加拿大公路橋梁設計規(guī)范《CanadianHighway

BridgeDesignCode》(CSAS6：19)進行鋼板屈曲驗算。由于在

填土荷載和車輛荷載作用下波紋鋼管的上半部分下?lián)希欢ǔ潭?/p>

減弱了土體對結(jié)構(gòu)的支承作用，因此上下兩部分波紋鋼管涵洞所

處的約束狀態(tài)不同，故應分別驗算上下兩部分的穩(wěn)定性。

對于鋼板屈曲應力啟的計算，有如下幾個參數(shù)說明。

a)拱頂?shù)南聯(lián)蠈η鷳Φ挠绊?/p>

加拿大公路橋梁設計規(guī)范《CanadianHighwayBridge

DesignCode》(CSAS6：19)中通過波紋鋼管涵洞與周圍土體之

間的相對彎曲剛度系數(shù)K表示上下兩部分波紋鋼管涵洞約束狀

態(tài)的不同對屈曲承載力的影響。

b)多跨結(jié)構(gòu)對屈曲應力的影響

18

對于多跨結(jié)構(gòu)，對其中一跨加載時，主體結(jié)構(gòu)一側(cè)是土，另

一側(cè)是相鄰結(jié)構(gòu)，邊界條件不對稱，為考慮其對結(jié)構(gòu)的不利影響,

多跨結(jié)構(gòu)的屈曲應力引入系數(shù)飛。

C)淺埋對屈曲應力的影響

埋深較淺時，土對結(jié)構(gòu)的約束作用降低，結(jié)構(gòu)的極限屈曲荷

載對應降低，因此本標準采用了折減系數(shù)P考慮這種不利影響。

6.5.3彎矩和軸力組合效應的驗算

采用深波形、大波形的大跨度波紋鋼管涵洞，不符合環(huán)向土

壓力理論，應考慮彎矩的影響。本標準參考加拿大公路橋梁設計

規(guī)范《CanadianHighwayBridgeDesignCode》(CSAS6：19),

采用Duncan提出的SCI(SoilCulvertInteraction)方法進

行彎矩和軸力的組合效應驗算。

6.5.4波紋鋼板螺栓連接驗算

為保證波紋鋼板螺栓連接的可靠性，應對其進行驗算。驗算

方法引自《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》(GB50017-2017)第11.4條。承

壓型高強度螺栓的抗剪強度主要有螺栓桿受剪破壞和孔壁承壓

破壞兩種破壞模式，承壓型高強螺栓承載力應滿足式(Do

汽<minpVp,畸.............(1)

式中：

N——單個螺栓所承受的剪力，根據(jù)波紋鋼管涵洞的軸力和

螺栓數(shù)量計算；

N?——單個螺栓受剪承載力設計值；

19

N?——單個螺栓承壓承載力設計值。

摩擦型高強螺栓承載力應滿足式（2）。

NV<N^................（2）

6.5.5施工過程驗算

為保證施工過程中波紋鋼管涵洞的穩(wěn)定性，應進行施工過程

驗算，驗算方法參考加拿大公路橋梁設計規(guī)范《Canadian

HighwayBridgeDesignCode》（CSAS6：19）o在下列施工階段

應對波紋鋼管涵洞的內(nèi)力進行重點驗算：

a）填土高度剛達到管涵頂部時，結(jié)構(gòu)頂部上拱較大，隨著

頂部填土高度增加，結(jié)構(gòu)應力與彎矩將發(fā)生明顯變化。

b）填土高度達到最小覆土厚度時，如進行機械作業(yè)，會出

現(xiàn)較大的應力與彎矩，結(jié)構(gòu)易發(fā)生屈曲破壞，尤其施工機械偏載。

c）填土高度達到允許車輛通行的頂部最小填土高度時，應

按通行車輛的最大軸重對管涵的內(nèi)力進行驗算。

6.5.6加強措，施

對于特殊條件下的波紋鋼管涵洞，為滿足其承載能力，需進

行加強。根據(jù)調(diào)研并結(jié)合國內(nèi)實踐經(jīng)驗，給出了常用的加強措施,

主要包括加勁肋、減載板和鋼混組合加強圈。加勁肋和鋼混組合

加強圈通過在波紋鋼管涵洞上安裝增強的加勁肋、加強圈，直接

提高其承載能力。

設置混凝土減載板可降低結(jié)構(gòu)填土厚度要求，亦可使波紋鋼

管涵受力更均勻?；炷翜p載板高出管涵的最小厚度應按式（3）

20

計算，減載板的等效土層厚度可按式（4）計算。

t=—,RAL,七,Rf.......(3)

式中：

t——減載板高出管涵的最小厚度，單位為毫米（mm）；

tb——減載板厚度，按照表1取值，單位為毫米（mm）；

RAL——軸向荷載校正系數(shù)，按照表2取值；

Rc——混凝土強度校正系數(shù)，按照表3取值；

Rf——考慮管涵結(jié)構(gòu)跨度影響的參數(shù)，取1.2。

1/3

teq=n?tb..............................（4）

式中：

teq——減載板等效土層厚度，單位為毫米（mm）；

n——減載板與土層彈性模量之比；

%——減載板厚度，單位為毫米（nmi）o

表1減載板厚度晶

單位為毫米

壓實度

減載板下土康類型%

1009590

級配良好的礫石或砂礫、級配較差的礫石或砂礫、

190200215

級配良好的砂或礫質(zhì)砂、級配較差的砂或礫質(zhì)砂

含黏土的礫石或砂礫、含黏土的砂或礫質(zhì)砂200215230

粉土、低液限粘土215230245

21

表2軸向荷載校正系數(shù)RAL

等效單軸荷載

kNRAL

450.60

900.80

1350.97

1421.00

1801.05

2001.10

2251.15

表3混凝土強度校正系數(shù)1

混凝土抗壓強度

MPa心

201.19

241.15

281.1

311.05

341.01

380.97

410.94

6.6構(gòu)造規(guī)定

6.6.1主體結(jié)構(gòu)

為使波紋鋼管（板）制作標準化，結(jié)合調(diào)研及省內(nèi)應住情況

給出了波紋鋼管（板）常用的波距、波高、壁厚及圓管常用孔徑，

壁厚應根據(jù)計算選取。為保證波紋鋼管涵洞長度方向的穩(wěn)定性,

波紋鋼管涵洞洞身長度應大于單跨跨徑的1.5倍。為防止管涵發(fā)

生較大沉降，要求地基壓實，涵洞基礎位于可靠的持力層。為防

止應力集中、墊層破壞防腐措施，保證波紋鋼管涵洞受力溝勻,

參考《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650-2020）,對墊層材

料提出要求。

22

6.6.2連接方式

為使波紋鋼管連接方式標準化，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗和波紋鋼

管的分類，參考《冷彎波紋鋼管》(GB/T34567-2017)給出了不

同結(jié)構(gòu)類型的波紋鋼管的連接方式，并根據(jù)《冷彎波紋鋼管》

(GB/T34567-2017)中分片拼裝的波紋鋼板件要求，進行列表

歸納，更便于應用。波紋鋼板和基礎的連接方式引自《公路涵洞

設計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)第8.2.6條,并對波紋鋼板

與拱座是否垂直進行了細化。

6.6.3結(jié)構(gòu)性回填范圍

為保證土-鋼結(jié)合共同受力，波紋鋼管涵洞應進行結(jié)構(gòu)性回

填。結(jié)構(gòu)性回填范圍引自《公路涵洞設計規(guī)范》(JTG/T

3365-02-2020)第3.3.9條，結(jié)合實際施工情況，對結(jié)構(gòu)性回填

外側(cè)范圍進行優(yōu)化，采用1：攵的坡率表示，具體坡率可根據(jù)實

際場地條件及施丁情況確定，更便于實際應用。

6.6.4洞口結(jié)構(gòu)

為適應不同的地形、溝渠，需采用不同的洞口結(jié)構(gòu)。其中，

八字式、一字墻式、平頭式同常規(guī)的混凝土涵洞，其形式引自《公

路涵洞設計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)第8.3條。另外,結(jié)

合波紋鋼管涵洞自身結(jié)構(gòu)特點及國內(nèi)應用情況，針對不同的適用

場景給出了直管延長式、簸箕式、削竹式、波紋鋼板洞口等特殊

洞口形式。

6.6.5進出口溝床加固防護

為保證波紋鋼管涵洞的穩(wěn)定，避免水流造成局部沖刷破壞，

23

應對進出口溝床加固防護。防護方式引自《公路涵洞設計規(guī)范》

(JTG/T3365-02-2020)第8.4條。

6.6.6附屬設施

為防止涵洞阻塞，特殊情況下應在進水口設置防堵柵欄。針

對沖刷嚴重的地區(qū)，為防止沖刷，應進行內(nèi)襯防護。

7耐久性設計

1)編制主要內(nèi)容

本章編制的主要內(nèi)容為波紋鋼管涵洞耐久性設計的一般規(guī)

定、防腐層設計、內(nèi)襯設計、防腐及防磨蝕措施的選擇等。

2)編制依據(jù)

7.1一般規(guī)定

波紋鋼管涵洞多處于腐蝕和磨蝕的環(huán)境中，為保證結(jié)構(gòu)耐久,

應結(jié)合實際使用條件進行相關(guān)設計。

表13引自《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009

年版)第12.2.5條，為簡化土壤腐蝕等級的評價方法，在其基礎

上刪除氧化還原電位、極化電流密度等指標；表14引自美國聯(lián)

邦公路管理局(FHWA)根據(jù)預期最大流速及推移質(zhì)建立的磨蝕等

級；表15引自《交流電氣裝置的接地設計規(guī)范》(GB/T50065-2011)

附錄J,刪除不常用的土壤及環(huán)境。

7.2防腐層設計

目前國內(nèi)對螺旋波紋鋼管、波紋鋼板件、波紋鋼管箍、高強

度螺栓的主要防腐措施為熱浸鍍鋅處理。隨著防腐新材料的研發(fā)

改進，考慮采用熱浸鍍鋁、靜電噴涂等其他新型防腐層代替鍍鋅

24

防腐。表16引自《公路涵洞通道用波紋鋼管（板）》（JT/T

791-2010）,并針對不同的腐蝕環(huán)境進行了分類細化。

波紋鋼管的涂裝防腐是在波紋鋼鍍鋅防腐的基礎上，針對所

處的腐蝕性環(huán)境條件，在施工現(xiàn)場進行的二次涂層防腐。涂裝或

噴涂瀝青等非金屬覆蓋層的技術(shù)要求弓：自《公路涵洞通道生波紋

鋼管（板）》（JT/T791-2010）o

7.3內(nèi)襯設計

為保證波紋鋼管涵洞的耐久性，對于波紋鋼管沖刷部位，宜

采用鋼筋混凝土或其他措施進行防磨蝕處理。內(nèi)襯既可以作為特

殊水質(zhì)條件下的防腐措施，也可以防止磨蝕。

7.4防腐及防磨蝕措施的選擇

為便于設計者綜合選擇防腐和防磨蝕措施，參考公路工程中

其他鋼構(gòu)件和工業(yè)管道等的防腐蝕措施以及國內(nèi)外埋地管道、排

水管的防腐蝕研究與應用成果，針對不同使用條件推薦表17的

防腐和防磨蝕方案°

8施工

1）編制主要內(nèi)容

本章編制的主要內(nèi)容為波紋鋼管涵洞施工過程中的一般規(guī)

定、測量放樣、地基與基礎施工、管節(jié)拼裝、結(jié)構(gòu)性回填、上部

土層施工、洞口施工、質(zhì)量控制及驗收等方面的技術(shù)要求。

2）編制依據(jù)

8.1一般規(guī)定

為更好地指導施工，給出波紋鋼管涵洞施工圖流程圖，流程

25

圖按照施工過程進行歸納總結(jié)，圖24所示的施工流程為路堤法

和反開槽回填法的通用部分。為避免影響工程質(zhì)量，波紋鋼管涵

洞的施工季節(jié)應嚴格控制，不宜在冰凍季節(jié)施工。對于跨徑較大

的波紋鋼管涵洞，為保證拼裝過程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，宜根據(jù)剛度

設置臨時支撐措施。

波紋鋼管涵洞接長既有管涵時，考慮新老結(jié)構(gòu)之間連接處存

在相對變形，宜設置沉降縫。為保證排水順暢，接長管涵涵底應

與既有管涵涵底順接。

8.2測量放樣

為保證波紋鋼管涵洞安裝位置的準確性，施工前應進行測量

放樣。為防止涵洞積水，應根據(jù)設計要求設置基礎的縱向預拱度。

8.3地基與基礎施工

8.3.1基坑開播及支護

為保證原狀土給管涵提供足夠的承載力，施丁前應對波紋鋼

管涵洞結(jié)構(gòu)性回填范圍進行清理。為保證基坑開挖的準確性，同

時保證有足夠的安裝空間，基坑開挖前應標記涵洞位置，開挖寬

度應滿足最小基礎寬度要求，開挖完成后應及時檢查相關(guān)技術(shù)指

標?；硬环€(wěn)定或基坑空間受限時，可通過支護減小開挖范圍，

支護注意事項引自《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650-2020)o

8.3.2地基處理

為保證波紋鋼管涵洞的地基承載力，應針對不同的地基進行

相應的處理，處理方法引自《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T

3650-2020)o

26

8.3.3鋪筑墊層和澆筑基礎

為保證波紋鋼管涵洞受力均勻，閉口結(jié)構(gòu)物的墊層應與其底

拱相適應以提供足夠的支撐，同時應限制粒徑的大小，防止破壞

鍍鋅層和單點的應力集中。拆模時間和回填時間應嚴格控制，防

止基礎破壞。

8.4管節(jié)拼裝

8.4.1整體式波紋鋼管涵洞安裝

為保證整體式波紋鋼管涵洞的安裝質(zhì)量，提出相應的安裝要

求，要求引自《公路涵洞通道用波紋鋼管(板)》(JT/T791-2010)。

運輸、裝卸過程中應采取臨時措施，防止鍍鋅層破壞和管節(jié)變形。

8.4.2拼裝式波紋鋼管涵洞安裝

為保證拼裝式波紋鋼管涵洞的安裝質(zhì)量，提出相應的安裝要

求。由于波紋鋼板件之間的焊接質(zhì)量難以保證，因此宜采果搭接

配合高強螺栓的連接方式，根據(jù)丁程經(jīng)驗限定了最小搭接長度和

錯縫距離。螺栓的預緊力扭矩要求引自《公路工程質(zhì)量檢驗評定

標準第一冊土建工程》(JTGF80/1-2017)第9.6.2條。

為防止?jié)B水，拼接縫位置應設置防滲密封條，防滲密封條寬

度不宜小于搭接重疊寬度，長度為搭接縫全長，并應在接縫處采

用雙組分聚硫密封膠等進行防滲處理。高強度螺栓的鋼墊片和螺

帽處，也應采用雙組分聚硫密封膠等密封防滲處理。環(huán)向拼裝時

規(guī)定了管片疊放順序，避免接縫滲水。

8.5結(jié)構(gòu)性回填

為充分發(fā)揮土-鋼相互作用，對結(jié)構(gòu)性回填材料進行了規(guī)定,

27

要求引自《公路涵洞設計規(guī)范》(JTG/T3365-02-2020)第求3.9

條。針對閉口結(jié)構(gòu)楔形部位壓實困難的詞題，結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，

可采用水密法壓實，為保證壓實效果，對壓實分層厚度、壓實度

進行了規(guī)定，要求引自《公路涵洞設計規(guī)范》(JTG/T

3365-02-2020)第3.3.9條。

施工過程中應注意結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，嚴格控制重型機械的施工

范圍。為保證壓實效果和路基的整體性，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，推

薦了不同施工階段夯實機械的行駛方向。

8.6上部土層施工

為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在最小填土厚度范圍內(nèi)，應嚴格禁止

重型機械的通行。允許車輛通行的最小填土厚度引自《公路橋涵

施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T