波纹钢管涵应用-李祝龙讲述.ppt

波纹钢涵应用研究 李祝龙 博士 2010-8-7.乌鲁木齐 报告内容 概述 应用情况 国内外研究现状 关键技术 研究与应用趋势 概述 问题: 什么是波纹钢涵？ 有哪些类型？ 为什么采用波纹钢结构？ 优点有哪些？ 适用性如何？ 概述 什么是波纹钢涵？ 定义：涵洞采用钢板或钢带制波纹状。 三个要素 涵洞，能不能作为通道？YES 钢板或钢带 波纹状 一个动作 制成：轧制、卷制 背景 有哪些类型？ 螺旋波纹钢圆管spiral steel pipe 钢板或钢带经加工制成螺旋形波纹圆管 背景 有哪些类型？ 环向波纹钢圆管corrugated steel pipe 钢板或钢带经加工制成环向的波纹圆管 背景 有哪些类型？ 波纹钢板件corrugated steel plate 钢板经环向加工制成具有一定曲面的波纹板 概述 为什么采用波纹钢结构？ 波纹结构 钢结构 波纹结构 提供高刚度 轴向变形补偿，波纹管多用作膨胀节，乃作为热胀冷缩之过渡所用，应力和变形的缓冲 钢结构 高强度 柔性结构 塑料的能不能用？YES，城市排水多用，污水管道、耐腐蚀管道 限于小孔径1500mm； 脆性材料、不适应变形 概述 优点有哪些？ （1）工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞低； （2）施工工期短，主要为拼装施工；现场安装不需使用大型设备，安装方便； （3）采用标准化设计、生产，生产周期短；工厂化集中生产，生产不受环境影响，利于控制质量； （4）减少了水泥、块片石或碎石、砂等的用量，有利于环保； （5）有利于改善软土、膨胀土、湿陷性黄土等特殊地基结构物处的不均匀沉降问题，提高了公路服务性能，减少了工后养护成本； （6）有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错台现象”，提高行车的舒适度与安全性。 概述 适用性如何？ 结构适用性广； 尤其适应变形； 力学特征与圆管截然不同； 特殊情况需要力学验算。 服务年限： 与水、土、大气腐蚀环境相关； 需要进行防腐设计 一般大于50年，有的接近或大于100年（后面详细报告） 应用情况——国外 国外应用十分普及 美国、加拿大、日本等，广泛应用于公路工程。 美国钢铁学会Modern Sewer Design 美国钢铁学会和加拿大钢波纹管协会Handbook of Steel Drainage Highway Construction PRODUCTS 2004年韩国700余处 非洲多数国家在基础设施建设中也大量使用钢波纹管涵洞 应用情况——国外 加拿大 应用情况——国外 意大利 应用情况——国外 韩国 应用情况——国外 韩国 应用情况——国外 韩国 应用情况——国外 美国 应用情况——国外 安哥拉 应用情况——国内 1997~2010， 13年来不完全统计全国推广应用钢波纹管涵洞累计10910道。 西藏、上海、青海、内蒙古、山西、河北、黑龙江、新疆、天津、宁夏、吉林、湖北、陕西等13省（区、市） 涉及行业：公路、铁路、矿区、市政…… 孔径：0.5~8.0 截面：圆形、拱形、椭圆形 应用情况——国内 应用效果 应用情况——国内 应用情况——国内 应用情况——国内 国内外研究现状 国外： 结构研究报道相当少见； 结构设计经验法； 多为应用研究报道 近些年，腐蚀研究报道较多。 国内外研究现状 国内：中交一公院 1997~1999年，为解决多年冻土地区涵洞的不均匀沉降难题，首次研制3道试验涵。 2000~2004年，为解决设计与施工难题，开展交通部规范专题研究；青藏铁路试验涵洞2道。 2005~2007年，为解决设计中繁琐的反复计算问题，研制设计软件。 2006~2009年，为探索大孔径涵洞的力学特征，开展了大孔径涵洞技术研究；河北省修建试验涵洞3道。 2008~2010年，开展了大孔径通道技术研究。湖北试验涵洞2道。 2008 ～2010年，交通运输部行业标准、青海省地方标准 2009 ～2010年，交通行业工法 国内外研究现状 国内：其他单位 内蒙古交通规划设计院 2003~2005年， “波纹钢管涵应用技术研究”，1.5m和2.0m圆管涵及5.5m拱涵， 3道试验涵 2007~2009年； “波纹钢结构在小桥与涵洞上的应用技术研究”，试验小桥1座，跨径7.4m 上海市政工程设计研究院 1998~1999年，椭圆形通道试验研究，上海新开河4米 青海省公路科研勘测设计院 设计与应用研究、地方标准 关键技术 防腐与使用条件 受力规律 结构设计技术 施工技术 关键技术~防腐与使用条件 目的：解决适用性难题 耐久性及使用寿命预估值 不同场合的防腐蚀方案和技术要求 使用条件 关键技术~防腐与使用条件 波纹钢涵洞的腐蚀机理 土壤腐蚀 大气腐蚀 水腐蚀 磨蚀 ①土壤腐蚀 埋地钢结构腐蚀