DB22∕T 2419-2015 波纹钢管涵洞设计与施工技术规范.pdf

ICS 93.080.01 P 66 备案号：48434-2016 DB22 吉林省地方标准 DB22/T 24192015 波纹钢管涵洞设计与施工技术规范 Technical specifications for design and construction of corrugated steel culver 2015 - 12 - 15 发布 2016 - 01 - 25 实施吉林省质量技术监督局 发 布 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 I 目 次 前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 一般规定 . 2 4.1 波纹钢管涵洞选用原则 . 2 4.2 波纹钢管涵洞布设的基本要求 . 2 4.3 波纹钢管涵洞基底及回填技术要求 . 3 5 材料要求 . 3 5.1 波纹钢管、连接密封及焊接材料 . 3 5.2 防腐材料 . 4 6 波纹钢管涵洞勘测 . 4 6.1 新建波纹钢管涵洞的勘测 . 4 6.2 应急或维修波纹钢管涵洞的勘测 . 5 7 波纹钢管涵洞水文、水力计算 . 5 7.1 一般规定 . 5 7.2 糙率系数估算 . 5 8 波纹钢管涵洞构造及结构设计 . 7 8.1 一般规定 . 7 8.2 波纹钢管涵洞荷载计算 . 8 8.3 波纹钢管涵洞壁厚及填土高度确定 . 9 8.4 波纹钢管涵洞基础和回填设计 . 10 8.5 波纹钢管涵洞细部构造要求 . 10 8.6 洞口形式选择与处理 . 11 9 波纹钢管防腐设计 . 11 9.1 一般规定 . 11 9.2 波纹管涵洞腐蚀环境调查 . 11 9.3 腐蚀环境等级划分 . 12 9.4 波纹钢管防腐涂层设计 . 12 9.5 波纹钢管防腐技术要求 . 13 10 纹钢管涵洞施工 . 14 10.1 管节或块件运输、装卸、堆放和安装 . 14 10.2 基底要求 . 14 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 II 10.3 拱式波纹钢管涵洞.14 10.4 波形钢管涵的安装.14 10.5 波形钢管涵安装后的填土施工 .15 11 质量验收.16 11.1 外观检查.16 11.2 质量验收标准.16 附录 A（资料性附录） 在波纹钢管涵洞设计通用图库.18 附录 B（资料性附录） 常用小跨径波纹钢管涵洞填土高度与壁厚对应关系.20 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 III 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。 本标准由吉林省交通运输标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：吉林省交通科学研究所。 本标准主要起草人：秦卫军、闫秋波、陈志国、郑继光、王书娟、于丽梅。 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 1 波纹钢管涵洞设计与施工技术规范 1 范围 本标准规定了公路波纹钢管涵洞设计与施工技术的术语和定义、一般规定、材料要求、波纹钢管涵洞勘测、波纹钢管涵洞水文水力计算、波纹钢管涵洞构造及结构设计、波纹钢管防腐设计、波纹钢管涵洞施工。 本标准适用于各等级公路新建、维修养护和抢险应急波纹钢管涵洞的设计与施工。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 470-2008 锌锭 GB/T 700-2006 碳素结构钢 GB/T 706-2008 热轧型钢 GB/T 1228-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓 GB/T 1229-2006 钢结构用高强度大六角螺母 GB/T 1230-2006 钢结构用高强度垫圈 GB/T 1231-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB/T 3077-1999 合金结构钢 GB/T 3632-2008 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 GB/T 12467.1-2009 金属材料熔焊质量要求 JB/T 3223-1996 焊接材料质量管理规程 JTG B01-2014 公路工程技术标准 JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范 JTG/T D65-04-2007 公路涵洞设计细则 JGJ 82-2011 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JT/T 791-2010 公路涵洞通道用波纹钢管（板） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 波纹钢管 corrugated steel pipe 将钢质薄板板面压成波纹后，卷制成具有增加管节刚度和抵抗轴向压力强度的管节。 3.2 螺旋波纹钢管涵 helical corrugated steel pipe 钢板或钢带经加工制成的螺旋形波纹圆管。 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 2 3.3 环形波纹钢圆管 annular corrugated steel pipe 钢板或钢带经加工制成的环形波纹圆管。 3.4 糙率 coefficient of roughness 综合反映波纹钢管涵底粗糙程度对水流起摩阻影响的系数。 3.5 波距 wave pitch 相邻两个波峰之间的距离。 3.6 波高 wave depth 波峰与波谷之间的垂直高度。 3.7 壁厚 plate thickness 波纹管的壁厚或波纹板件的壁厚。 3.8 柔度系数 flexibility factor 管节适应运输、吊装、安装时的刚度，用单位长度管（板）壁的惯性矩表示。 4 一般规定 4.1 波纹钢管涵洞选用原则 4.1.1 波纹钢管涵洞的选用应充分考虑地形地貌、地质状况、荷载、施工便利条件及防腐等因素遵循安全、适用、经济、耐久的原则。 4.1.2 不良地质地基（如草炭土、岛状冻土等）、砂石资源缺乏地区、应急抢险等工程宜优先选用波纹钢管涵洞。 4.1.3 经调查腐蚀性强且养护困难的地区，吉林省东部山区泥石流堆积扇或排泄砂石流量大、流速快的地区不宜采用波纹钢管涵洞。 4.1.4 斜坡上的涵底纵坡不宜大于 4%，当纵坡大于 4%且小于 10%时涵底宜采用齿状基础，或者出口设置为扶壁式，当涵底纵坡大于 10%时不宜采用波纹钢管涵洞。 4.2 波纹钢管涵洞布设的基本要求 4.2.1 各级公路波纹钢管涵洞设计洪水频率、汽车荷载及安全等级应符合 JTG B01 的规定。 4.2.2 公路波纹钢管涵洞除必须满足排水等功能要求外，还应与公路其它排水系统、水利规划及农田灌溉相配合。 4.2.3 波纹钢管涵洞的孔径应根据设计洪水流量、 河沟断面形态、 地质和进出口沟床加固形式等条件，经水力计算确定。 4.2.4 涵洞位置应符合沿线线形布设要求。出入口处宜设端墙或翼墙，其型式和尺寸应使涵洞具有相应的过水能力和保证涵洞处路堤的稳定。端墙或翼墙与洞身应设缝隔开，缝内填以不透水材料。 4.2.5 涵洞的洞身和出入口一定范围内的沟床、路基坡面、锥体填方均应铺砌加固。出入口铺砌的平面形式应根据沟形确定，对于无明显沟槽者，出口平面宜采用等腰梯形，其铺砌角取为 20。涵底铺本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 3 砌材料应按铺砌层上最大流速和泥砂含量综合确定，铺砌末端设截水墙，在纵陡坡、流速大的河沟，必要时还需设置急流槽、跌水及相应的消能措施，并应在端墙外端底部设置截水墙。 4.2.6 进出口圬工基础应采用整体的刚性基础，基础埋深及基底处理应满足抗冻稳定性要求。 4.3 波纹钢管涵洞基底及回填技术要求 4.3.1 波纹钢管涵洞基底承载力要求应根据填土高度计算确定。基底回填应采用换填砂砾垫层分层压实，换填砂砾厚度应按照公路等级、地质条件、涵顶填土高度综合确定，一般不应小于 0.5 m，有条件时涵身两侧也可采用级配良好的砂砾换填，换填宽度不应小于孔径的 2 倍且不小于 1.5 m，换填材料最大粒径不应大于 40 mm，0.075 mm 颗粒含量不应大于 5%，塑限不应大于 24%，塑性指数不应大于 6。 4.3.2 波纹钢管涵洞洞身两侧填土应用人工或轻型机具对称夯填密实，碾压或夯实的顺序与填土顺序相反，基底及涵身两侧填料压实度不应小于 96%。 4.3.3 高速公路、一级公路、二级公路路堤与涵洞连接处应设置过渡段，其长度宜按 2 倍3 倍路基填土高度确定。路基压实度不应小于 96%，填料强度、地基处理、涵台背防排水等应进行综合设计。 4.3.4 当涵顶采用机械填土时， 应根据填土厚度和施工机械荷载验算波纹管应力和变形不超过容许值。 4.3.5 埋设于一般土质地基上的钢波纹管的管身应设置预拱度，其大小应根据地基土性质及可能产生的下沉量、涵底纵坡和填土高度等因素综合确定，但管涵中心的高程应不高于进水口的高程。在施工涵洞基础时设置预留拱度，高填土和长、大孔径波纹钢管涵洞预拱度应通过计算确定，其他涵洞可设为0.3%1%。 5 材料要求 5.1 波纹钢管、连接密封及焊接材料 5.1.1 波纹钢管性能指标要求 波纹钢管性能应符合JT/T 791要求。 5.1.2 连接件性能及规格要求 5.1.2.1 连接件采用扭剪型高强度螺栓、螺母的性能指标应符合 GB/T 1231 要求，其中强度等级不低于 8.8 级。 5.1.2.2 高强度螺栓、螺母规格为 M12、M16、M20，螺栓长度宜为 30 mm60 mm。 5.1.2.3 结构用高强度垫圈应符合 GB/T 1231 的规定，其外形设计应根据螺栓所在波峰和波谷弧度一致。 5.1.2.4 管箍、法兰盘的材料采用碳素结构钢，其性能应符合 GB/T 700 要求，其中抗拉强度不小于350 MPa。 5.1.2.5 法兰盘用角钢尺寸、重量及允许偏差应符合 GB/T 706 的规定。 5.1.2.6 波形钢管节、块件及连接螺栓宜采用定型产品。其管节和块件除应满足强度要求外，尚应具有足够的刚度， 在运输和安装中应具备抵抗冲击的能力， 以及在安装就位后填土夯实时仍可保持不产生较大变形的能力。 5.1.2.7 波形钢管节、块件和连接螺栓均应作防腐处理。 5.1.3 密封材料性能要求 5.1.3.1 管箍与管节之间、 法兰盘之间、 翻边结合面之间以及搭接的波纹钢板件之间应采取密封措施。密封料应具有弹性和不透水性。低温条件下密封材料应具有良好的耐候性。 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 4 5.1.3.2 密封料可采用天然橡胶、三元乙丙橡胶、聚乙烯泡沫或耐候密封胶。 5.1.4 焊接材料性能要求 5.1.4.1 焊接材料采用的型号应符合 GB/T 12467.1 的要求。 5.1.4.2 焊接材料的质量管理应符合 JB/T 3223 的要求。 5.2 防腐材料 5.2.1 镀锌材料性能要求 5.2.1.1 采用碳素结构钢的波纹钢管（板）、管箍、法兰盘及高强度螺栓、螺母，出厂前应进行热镀锌防腐处理。 5.2.1.2 热浸镀锌所用的锌应为 GB/T 470 规定的 1 号锌或 0 号锌，钢表面处理的最低等级为 Sa2.5。 5.2.1.3 当采用热浸镀铝、静电喷涂等其他防腐方法代替镀锌时，应有试验验证资料，确保其防腐性能不低于热浸镀锌方法的相应要求。 5.2.2 波纹钢管涵洞圬工材料要求 用混凝土材料如碎石、砂、水泥及钢筋和进出口及基础混凝土等材料性能应满足JTG/T D65-04中材料要求。 6 波纹钢管涵洞勘测 6.1 新建波纹钢管涵洞的勘测 6.1.1 公路波纹钢管涵洞勘测基本要求 6.1.1.1 通过外业勘测和调查，收集和初步整理出涵洞设计所需的外业资料，包括涵洞所在区域的排水体系、地质、地形、水文、农田排灌等自然条件，结合路基排水系统合理拟定涵洞的位置、孔径、填土高度、洞口形式及布置和其他附属工程等。 6.1.1.2 收集沿线地质资料、多年平均降雨量、多年最大冻深、与设计洪水频率相应的 24h 降雨量及雨力、附近水力设施及水文资料、地区性洪水计算成果、现有排灌系统及规划等基本资料。 6.1.1.3 对涵址平面示意图、（工点）地形图、涵址横断面图、沟渠纵断面图、沟渠洪水纵坡进行定测，补充调查地基的地层岩性、地质构造及岩土承载力等地质资料。 6.1.1.4 公路波纹钢管涵洞勘测精度应满足 JTG/T D65-04 相关条款要求。 6.1.2 波纹钢管涵洞的平面布设要求 6.1.2.1 应根据沿线地形、地质、水文等条件，结合路线排水系统，适应农田排灌，经济合理地布设涵洞。 6.1.2.2 涵洞位置和方向的布设，宜与水流方向一致。 6.1.2.3 山区波纹钢管涵洞的布设应结合运输便捷、冲刷、排水能力及水流方向等因素综合考虑布设方案，根据水文、水力计算确定孔径。 6.1.2.4 填挖交界地段，宜布设在原状地基上，无法布设在原状地基上的涵洞，应待路基填筑稳定后采用反开槽的方式布设。 6.1.3 波纹钢管涵洞的立面布设要求 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 5 波纹钢管涵洞的立面布设应满足JTG/T D65-04相关条款要求。 6.1.4 线形与进出口要求 6.1.4.1 波形钢管涵的轴线与路线中线正交时，对进出水口处的端节，其外端面应与管涵轴线垂直且平整。 6.1.4.2 管涵轴线与路线中线斜交，当斜交角度小于或等于 20时，可将端节波形钢管的外端面切割成与路线中线平行的斜面，但斜切坡度不宜超过 2:1，并应将端节采用螺栓锚固于端墙或路堤斜坡上；斜交角度大于 20时，管涵的设置方式应符合设计规定。 6.2 应急或维修波纹钢管涵洞的勘测 6.2.1 抢险应急用波纹钢管涵洞的勘测应根据类比法估计设计流量，选择适合的孔径和进出口结构形式。 6.2.2 当涵顶填土不高且要满足重车通行时，可在填土高度 0.5 m 以上的位置设置钢筋混凝土搭板，以满足承载能力要求。 6.2.3 既有涵洞维修替换或在既有公路增设波纹钢管涵洞时，为保证不中断交通，可采取半幅施工半幅通车的方式，应保证通车的涵顶填土压实度不低于 96%，且先后连接的涵管纵坡误差不大于 0.5%。 7 波纹钢管涵洞水文、水力计算 7.1 一般规定 7.1.1 波纹钢管涵洞的水文计算方法与其他型式的涵洞类似，通常采用暴雨推理法、径流形成法、形态调查法和直接类比法等，可参照 JTG/T D65-04 和公路桥涵设计手册（涵洞）进行计算。 7.1.2 涵洞水力计算参照 JTG/T D65-04 执行。 7.1.3 应根据波纹钢管涵洞冲刷计算确定是否采用涵内铺装及铺装形式。 7.2 糙率系数估算 7.2.1 浅波涵洞的糙率系数 7.2.1.1 标准波纹钢管曼宁公式糙率系数可按照表 1 取用。 表1 标准波纹钢管曼宁糙率系数 单位为毫米 螺旋状 波纹 环状 6813 386.5 6813 水流 直径 200 250 300 375 450 600 750 900 1050 1200 1350 全不铺装 0.024 0.012 0.014 0.011 0.0120.0130.0150.0170.0180.019 0.020 0.021 25%铺装 0.021 0.0140.0160.0170.018 0.020 0.019 部分不铺装 0.027 0.012 0.0130.0150.0170.0190.0200.021 0.022 0.023 水流 管拱 430330 530380 710510 885610 1060740 1240840 1440970 16201100 全不铺装 0.026 0.0130.0140.0160.0180.0190.020 0.021 0.022 部分不铺装 0.029 0.0180.0190.0210.0230.0240.025 0.025 0.026 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 6 表1（续） 螺旋状 波纹 环状 7525 7525 水流 直径 900 1050 1200 1350 1500 1650 1800 1950 全不铺装 0.027 0.022 0.022 0.0230.023 0.024 0.025 0.026 0.027 25%铺装 0.023 0.019 0.019 0.0200.020 0.021 0.022 0.022 0.023 螺旋状 波纹 环状 12525 12525 水流 直径 1200 1350 1500 1650 1800 1950 全不铺装 0.025 0.0220.022 0.023 0.024 0.024 0.025 25%铺装 0.022 0.0190.019 0.020 0.021 0.021 0.022 所有光滑内壁管 所有直径0.012 注1：全不铺装是指波纹管内不采用圬工形式的铺砌。 注2：25%铺装是指以涵地中心线为轴占涵周25%的面积采用圬工铺砌。 注3：部分不铺装是指根据统计计算确定的去掉最大湿周面积部分不采用铺砌。 注4：表中波形表述均为波高波距。 7.2.1.2 波纹钢管的现场测试曼宁系数值可按表 2 确定。 表2 波纹钢管现场测试曼宁系数值 钢管直径或跨径（mm） 螺旋波纹的糙率n* 实际的糙率n/ 300 0.013 0.007 600 0.016 0.011 900 0.018 0.013 1200 0.020 0.017 1400以上 0.021 0.018 7.2.1.3 对于线性结构或拱结构，曼宁公式还应按照联邦公路局报告中提出的公式（1）进行修正。 67. 015 . 1=pnpnnGiiii. (1) 式中： n修正的曼宁公式n值，参照表3取值； G湿周不同糙率的数量； ip由材质i影响的湿周单位为米（m）； in材质i的曼宁公式n值； p整个湿周单位为米（m）。 表3 曼宁系数修正 管直径（mm） 曲线回归得到n 实际n* 1500 0.0328 0.033 2120 0.0320 0.032 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 7 表3（续） 管拱尺寸（mm） 曲线回归得到n 实际n* 3050 0.0311 0.030 4920 0.032 0.028 20601520 0.0327 0.033 25901880 0.0321 0.032 34002010 0.0315 0.030 50503330 0.0306 0.028 7.2.2 深波涵洞的糙率 深波涵洞（140 mm70 mm波形）的波纹钢管涵洞糙率系数按照表4取值。 表4 推荐 140 mm70 mm 波形波纹钢管涵洞的糙率 波距波高（mm） 内径（mm） 湿周（m）外径（m）波纹面积增加 （%） 湿周增加率（%） 糙率n 14070 0.5 1.57 0.64 63.84 28.00 0.038 14070 0.75 2.36 0.89 40.82 18.67 0.037 14070 1 3.14 1.14 29.96 14.00 0.036 14070 1.25 3.93 1.39 23.65 11.20 0.035 14070 1.5 4.71 1.64 19.54 9.33 0.034 14070 2 6.28 2.14 14.49 7.00 0.033 14070 3 9.42 3.14 9.55 4.67 0.031 14070 4.5 14.14 4.64 6.32 3.11 0.029 8 波纹钢管涵洞构造及结构设计 8.1 一般规定 8.1.1 公路波纹钢管涵洞的结构应按承载能力极限状态进行设计，且应满足构造和工艺方面的要求。 8.1.2 波纹钢管涵洞结构的力学计算方法可采用工程计算法、解析法和数值法，推荐采用数值法。 8.1.3 当涵顶填土高度大于 0.5 m 时，可不计车辆荷载的冲击力影响。 8.1.4 涵洞上的荷载与施工方法（直接填筑法、开槽法、顶推法等）有关，在进行涵洞结构计算时，必须对施工荷载进行验算。 8.1.5 采用有限元法进行结构力学计算时，应同时进行应力、刚度、挠度和稳定性验算。 8.1.6 波纹钢管所用钢材的屈服强度标准值为 235MPa， 考虑到波纹钢管管壁名义厚度与实际厚度的差异和波纹管的防腐富余量，取安全系数为 1.5，其容许应力则为 164aMP。 8.1.7 波纹钢管挠度验算以路面结构开裂和路表平整度为控制指标，并考虑 1.5 的安全系数。 8.1.8 在进行波纹钢管涵洞结构设计时，应按照最不利布载方式进行活载和恒载效应组合，并考虑地基沉降引起的附加应力的影响。 8.1.9 对于特殊波纹钢管涵洞结构，除了进行结构和构造设计外，还应进行现场荷载试验验证。 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 8 8.1.10 波纹钢管壁厚和波形应能够满足涵顶最大填土高度产生的静荷载和汽车荷载要求， 确保波纹钢管结构在受荷时最大应力低于钢结构的容许应力，且不会产生影响其上结构层的使用功能的变形。(放入设计一般规定) 8.1.11 波纹钢管涵洞除应进行运营期的受力及稳定性验算外，还应进行施工期间应力、刚度、挠度及稳定性验算。 8.1.12 当路面对变形要求较高且涵顶填土高度较小时，应根据涵洞孔径合理选用相应的波形和壁厚，也可根据变形状况控制涵顶填土高度及其他设计参数。 8.1.13 管顶最小覆盖层高度应满足以下要求：当管径小于 2.5 m 时，最小填土高度应大于 0. 6m；当管径大于 3 m 时，最小填土高度应根据计算确定，通常不小于 0.25 倍的孔径。 8.1.14 高填土路段、孔径较大（一般大于 3 m）或截面非圆形时，应进行单独设计，确保安全使用。 公路波纹钢管涵洞结构设计应满足 JTG D60 的相关要求，本规范附录 B 提供了波纹钢管涵洞通用设计图，可供设计参考使用。 8.2 波纹钢管涵洞荷载计算 8.2.1 在计算涵洞顶面荷载时，除考虑汽车荷载和填土自重共同作用外，还应考虑周围土体对涵管产生的影响。 8.2.2 汽车荷载在土体中以与垂直方向成 30夹角向下扩散， 依此计算传到波纹管顶的均布压力大小和分布区域。 8.2.3 汽车两轮的荷载在土体中向下传递辐射的交叉位置距离路面的深度 h 按照式（2）计算： o30tan222fbhhDh=. (2) 式中： h汽车两轮的荷载在土体中传递交叉点距离路面顶面的距离单位为米（m） ； D汽车两轮间距单位为米（m） ； bh汽车后轮着地长度单位为米（m） ； fh汽车前轮着地长度单位为米（m） 。 当填土高度大于或等于h时，应同时考虑两个轮对涵洞的压力，否则，只需考虑较重车轮对涵洞顶产生的压力。 8.2.4 车辆荷载的纵、平面尺寸、车辆参数取值及恒载土压力计算应按照 JTG/T D65-04 执行。 8.2.5 公路 I 级荷载对应有限元模型的施加值可按表 5 取用。 表5 公路 I 级荷载有限元分析施加值 填土高度（m） 公路 I 级荷载施加值（KPa） 荷载扩散宽度尺寸 a（m） 荷载扩散长度尺寸 b（m） 0.5 76.48 1.177 0.777 1 34.99 3.055 1.355 2 18.34 3.909 1.834 3 12.34 8.964 5.604 4 8.90 10.119 6.219 5 6.74 11.274 7.374 10 2.63 17.047 24.547 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 9 8.2.6 当路面横向布置车队列数大于 2 时，应考虑荷载效应的横向折减，但折减后不得小于两列车队布载的计算结果。横向折减系数参照 JTG B01 中的规定取值。 8.2.7 采用螺旋波纹钢圆管、环形波纹钢管管节时，涵管应具有足够的刚度。管节的刚度用柔度系数FF 表示，柔度系数按照式(3)计算： EIDFF2=. (3) 式中： E弹性模量单位为兆帕（Mpa）； D管直径或跨径单位为毫米（mm）； I壁的惯性矩单位为（mm4/mm）。 无支撑或精心运送、 安装管施工的最小刚度根据经验获得， 波纹钢管施工的管节柔度系数FF不宜大于表6参考值，管壁惯性矩可参照表7计算。 表6 柔度系数取值 柔度系数FF（mm/N） 断面形状 孔径D（mm） 波形代号 波距（mm） 波高（mm） 反开槽法 直接填筑法 圆管 D1000 A 68 13 0.245 0.245 圆管 1000D1500 A 68 13 0.342 0.245 圆管 各种孔径 B 75 25 0.342 0.188 圆管 各种孔径 C 125 25 0.342 0.188 圆管 各种孔径 D 150 50 0.114 0.114 拱形 各种孔径 D 150 50 0.171 表7 波纹钢管波形参数 分类 波形代号 波距 波高 壁厚 波峰波谷半径 适用内径D 拼装采用的高强度螺栓规格 A 68 13 2.04.0 17.5 7501500 B 75 25 2.04.5 14.3 7502000 螺旋波纹钢圆管 C 125 25 2.05.0 40.0 7502000 C 125 25 2.05.0 40.4 7502000 D 150 50 2.06.5 28.0 15002000 E 200 55 3.06.5 53.0 15002000 环形波纹钢圆管 F 145 60 3.06.0 30.0 10002000 A 68 13 2.04.0 17.5 7501500 M12 C 125 25 2.05.0 40.0 7503000 M16 D 150 50 2.06.5 28.0 15008000 M20 波纹钢板件 E 200 55 3.06.5 53.0 15008000 M20 注：壁厚以表面附着防腐材料前的厚度为基准，壁厚设计应考虑力学特征和防腐要求 8.3 波纹钢管涵洞壁厚及填土高度确定 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 10 8.3.1 确定波纹钢管壁厚和涵顶填土高度时，应根据波纹钢管实际填土高度和拟定的壁厚进行应力和刚度验算。 8.3.2 波纹钢管涵洞所用钢板厚度应满足施工及运营荷载效应的最小厚度要求，最小壁厚应通过荷载计算和波形优化计算确定。 8.3.3 波纹管管径、壁厚和填土高度对应关系见附录 A。 8.4 波纹钢管涵洞基础和回填设计 8.4.1 波纹钢管涵洞涵身基础宜采用级配良好的砂砾材料填筑。 8.4.2 季节性冻土地区波纹钢管涵洞基础所用的砂砾材料最大粒径不宜超过 40 mm，0.075 mm 颗粒含量不应超过 5%，同时应满足施工的压实要求、填料最小强度要求和地基基础的抗冻要求。 8.4.3 在缺少砂砾材料或砂砾级配较差的地区，也可换填碎石、砾石或河（山）砂及碎石土，但应满足表 8 的规定。 表8 回填材料的颗粒组成范围要求 筛孔尺寸（mm） 通过质量百分率（%） 37.5 100 31.5 90100 19.0 7088 9.5 5070 4.75 3050 2.36 2040 0.6 1020 0.075 05 塑限（%） 24 塑性指数 6 8.4.4 当冻结深度大于 1 m 时，波纹钢管涵洞基底最小埋置深度不小于 1.25 m，并将基底至冻结线以下 0.25 m 深度范围的地基土换填为非冻胀材料。 8.4.5 高速公路、一级公路涵身两侧及顶部 0.5 m 范围内所用回填材料及要求应与基础相同，二级及以下公路涵身两侧应换填至管径中心线。 8.4.6 涵管两侧及顶部压实度与同一高程路基压实度要求相同。 8.5 波纹钢管涵洞细部构造要求 8.5.1 波纹管连接螺栓应采用高强度六角螺栓连接，直径较大的拼装板式波纹钢管涵洞应采用 M2040M2060 规格（直径小于 2 m 时可采用 M16L50 规格），螺栓和螺母均应采用热浸镀锌防腐。 8.5.2 螺栓材料应采用 40Cr， 且应符合 GB/T 3077 要求， 螺母材料应采用 45 号钢， 且材料应符合 GB 700的规定，理化指标应符合 GB/T 1231 的 8.8 级规定。 8.5.3 根据实际施工中需要的预紧力，参照表 9 选用合适的高强螺栓。 表9 高强度螺栓的预拉力 P 单位为千牛 螺栓性能 螺栓公称直径/mm 等级 12 16 20 22 24 27 30 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 11 表 9（续） 螺栓性能 螺栓公称直径/mm 8.8S 40 70 110 135 155 205 250 10.9S 55 100 155 190 225 290 355 8.5.4 法兰间密封材料可采用 6 mm6 mm 方形耐久性能好的橡胶密封圈，也可采用 8 mm8 mm 方形石棉盘根密封条，密封材料应满足密封不渗漏水，且具有一定的耐久性。 8.5.5 根据预紧力的要求选用的螺栓应满足 JGJ 82 中的相关规定。 8.5.6 高强度螺栓连接副应分别满足 GB/T 1228、GB/T 1229、GB/T 1230、GB/T 1231 或 GB 3632 的规定。 8.5.7 波纹钢管螺栓孔的孔间距、边距值及布置要求宜参照表 10 选用。 表10 波纹钢管螺栓孔距、边距及布置要求 名称 位置和方向 最大值（取两者的较小值） 最小值 外排 8d0或 12t 构件受压力 12d0或 18t 中心间距 中间排 构件受拉力 16d0或 24t 3d0 顺内力方向 2d0 切割边 1.5d0 中心至构件边缘的距离 垂直内力方向 轨制边 4d0或 8t 1.5d0 注1：d0为高强度螺栓的孔径，t为外层较薄板件的厚度； 注2：钢板边缘与刚性构件相连的高强度螺栓的最大间距，可按中间排数值取用。 8.6 洞口形式选择与处理 8.6.1 波纹钢管涵洞洞口型式可采用八字墙、端墙式（一字墙式）、锥坡式、走廊式、平头式、直管延长式和簸箕式。 8.6.2 八字墙式适用于平坦顺直，纵断面高差不大的河沟，配合路堤边坡设置，用于收纳、扩散水流处。 8.6.3 端墙式（一字墙式）适用于平原地区水流速度小、流量不大的河沟、水渠。 8.6.4 锥坡式适用于宽浅的河沟，对水流压缩较大的涵洞洞口，宜采用八字墙的出口型式。 8.6.5 平头式适用于水流过涵侧向挤束不大，流速较小的河沟。 8.6.6 直管延长式适用于流速较大的河沟、水渠。当管节孔径大时适用于河沟宽的情形，采用直管不需延长；当孔径小时适用于河沟狭窄的情形，采用延长管节。 8.6.7 簸箕式适用于流速较大、流量较大的宽浅河沟。 8.6.8 洞口结构基础应埋置在冻深以下不小于 0.25 m，并对基础土质进行冰冻稳定性处理。 9 波纹钢管防腐设计 9.1 一般规定 波纹钢管的防腐处理应满足本规范的要求， 以确保在设计年限内波纹钢管涵洞具有足够的耐腐蚀能力，钢板壁厚应适当考虑腐蚀富余量。 9.2 波纹管涵洞腐蚀环境调查 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 12 波纹钢管涵洞勘察设计阶段应对水质、土壤、大气降水等腐蚀环境进行调查，分析腐蚀环境等级。 9.3 腐蚀环境等级划分 不同介质中的腐蚀和磨蚀等级划分参照表11表12选取。 表11 土壤和水环境化学腐蚀等级划分 单位为毫米/年 腐蚀性等级 强腐蚀性 中等腐蚀性 弱腐蚀性 无腐蚀性 金属表面均匀腐蚀 0.5 0.10.5 0.1 表12 磨蚀等级划分 单位为米/秒 磨蚀等级 严重磨蚀 中等磨蚀 低磨蚀 非磨蚀 介质性质 严重的砾石和岩石推移，速度超过 5 有砂和砾石推移物质，速度为 1.65 有砂和砾石推移物质，速度小于 1.6 没有砂石推移物质 9.4 波纹钢管防腐涂层设计 公路涵洞用波纹钢管出厂和现场施工时必须进行防腐涂层设计， 涂层系统的形式及设计使用年限应满足表13的要求。 表13 涂层系统形式及设计使用年限 平均涂层厚度/m 配套涂层系统 （1） （2） 底层 富锌漆（有机或无机） 10 75 氧化橡胶漆 聚氨酯漆 丙烯酸树脂漆 面层 乙烯树脂漆 280 250 底层 富锌漆（有机或无机） 40 氧化橡胶漆 聚氨酯漆 同品种底面层配套 乙烯树脂漆 100 橡胶树脂漆（氧化橡胶漆或氧碳化聚乙烯漆） 第一类 乙烯树脂漆 180220 第一类 丙烯酸树脂漆 180220 油性漆 酚醛树脂漆 醇酸树脂漆 第二类 环氧树脂漆 190230 第三类 聚氨酯漆 220240 第四类 环氧树脂漆 240260 本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印本标准仅供内部使用 不得翻印DB22/T 24192015 13 表13（续） 配套涂层系统 平均涂层厚度/m 油性漆 酚醛树脂漆 醇酸树脂漆 同品种底面层配套 环氧树脂漆 170190 其他 200 注1：涂层厚度可按 GB 1764-1979 测定。 注2：、IV 配套涂料及平均涂层厚度（1）、（2）可任选其中一种。 注3：各种涂料系指该涂料系列中的防锈漆和防腐蚀漆。 9.5 波纹钢管防腐技术要求 9.5.1 二次防腐材料性能要求 9.5.1.1 波纹钢管现场安装就位后，宜采用喷涂热沥青或环氧改性沥青等非金属覆盖层，喷涂前应先将波纹钢管表面清洁干净。 9.5.1.2 当采用涂装时，涂装材料的品种、规格、性能等应符合 JT/T 722 的规定。涂装的总厚度应大于 120m，表面应均匀、光滑、连续，无肉眼可分辨的小孔、中空、孔隙、裂缝、脱皮及其它缺陷。 9.5.1.3 当采用喷涂沥青时，沥青涂层的厚度应为 0.5 mm1 mm，涂层应均匀、光滑、连续，无肉眼可分辨的孔隙、裂缝、脱皮及其他缺陷。 9.5.1.4 当气温低于 5 时，可掺加低标号柴油等溶剂稀释喷涂沥青，但涂层厚度和外观质量应满足上条要求。 9.5.1.5 波纹管用热浸镀锌等防腐处理，镀锌层厚度和质量应满足表 14 和表 15 的要求。 表14 波纹钢管防腐技术要求 适用场合 内壁防腐方案 外壁防腐方案 干旱半干旱、 弱腐蚀地区 镀锌层厚 86m+热涂沥青层 镀锌层厚 86m+热涂沥青层 弱腐蚀 镀锌层厚 86m+（聚合物）水泥砂浆+热涂层沥青 镀锌层厚 86m+（聚合物）水泥砂浆+热涂沥青层 中等腐蚀 镀锌层厚 86m+涂层系统 镀锌层厚 86m+热涂沥青层 强腐蚀 镀锌层厚 86m+涂层系统 2+热涂沥青层 镀锌层厚 86m+涂层系统 1+热涂沥青层 海港地区强腐蚀 镀锌层厚 86m+涂层系统 2+聚合物水泥砂浆镀锌层厚 86m+涂层系统 1+热涂沥青层 山区冲刷严重地区 镀锌层厚 86m+（聚合物）水泥砂浆 镀锌层厚 86m+热涂沥青层 钢波纹管涵洞腐蚀层的更新与维护