波紋鋼管是將一定厚度的鋼板卷制成波紋狀(或螺紋狀)管節,或軋制成波紋狀板片并折彎成一定弧度,經(jīng)耐腐蝕處理后組裝而成的一種異形鋼管,又稱(chēng)為金屬波紋涵管、金屬波紋板通道、金屬波紋涵管和波紋鋼管等,英文簡(jiǎn)稱(chēng)CSP。相對于普通的鋼筋混凝土涵洞而言,鋼波紋管具有工期短、自重輕、安裝方便、地基承載力要求低、抗變形能力較強等優(yōu)點(diǎn),是替代圓管涵、蓋板涵、拱涵和小橋的優(yōu)質(zhì)材料，尤其是在高寒凍地區、高填方土、軟土路基等方面的應用。但鋼波紋管涵在高填方土防洪排澇工程中的應用研究很少，本文簡(jiǎn)述鋼波紋管在城市防洪中的設計應用。

鋼波紋管綜合設計

標準的選擇

目前在國內并沒(méi)有相關(guān)規范埋置式鋼波紋管設計，可參考美國、俄羅斯等國家的標準,也可參考李祝龍等研究成果5-7，結合工程實(shí)際選用相關(guān)技術(shù)參數。設計可遵循以下順序:現狀資料→規劃→管線(xiàn)定位一方案必選→鋼波紋管涵工藝設計→鋼波紋管結構設計→附屬構筑物設計。

線(xiàn)路定位

鋼波紋管的線(xiàn)路定位必須遵循適用、安全、經(jīng)濟的原則，在滿(mǎn)足功能需求基礎上充分發(fā)揮鋼波紋管結構的力學(xué)性能優(yōu)勢。兩套管線(xiàn)敷設方案必選,經(jīng)過(guò)經(jīng)濟、維護、產(chǎn)生的影響較小等方面綜合比較確定。鋼波紋管在城市防洪中的應用設計應該堅持因地制宜、發(fā)揮優(yōu)勢、不盲目使用的原則。

鋼波紋管線(xiàn)工藝設計

設計流量

工程設計洪峰流量由暴雨強度公式推求。設計流量是根據設計防洪標準、流域特征值、設計洪峰流量暴雨強度公式及各洪峰流量計算參數推求的。

設計管徑

鋼波紋管采用滿(mǎn)管流計算,且出水口不被淹沒(méi),鋼波紋管敷設長(cháng)度為550 m,埋設管底縱波坡度J=0.0067,其粗糙系數n按照《公路鋼波紋管涵洞設計與施工技術(shù)》取值為0.021，據公式Q=Av和v=R? I?/n,求得鋼波紋管流量試算表1。

表1  鋼波紋管涵流量試算

鋼波紋管結構設計

目前國內尚無(wú)鋼波紋管涵設計的成熟經(jīng)驗和相應規范，鋼波紋管市場(chǎng)存在很多型號但無(wú)相應的鋼波紋管選型技術(shù)標準。魏瑞等認為鋼波紋管抗變形能力和抗沉降能力較強，特別適用于高填土路段，但應根據施工工藝及施工后不同土拱效應進(jìn)行計算分析，確保涵洞受力安全。對不滿(mǎn)足荷載要求的地方，可采取加勁肋的加固保護措施。