王靈建

摘 要 鋼波紋管涵洞作為一種新型結(jié)構(gòu)在公路工程中應(yīng)用，不僅表現(xiàn)出其柔性結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文主要介紹了與混凝土結(jié)構(gòu)涵洞相比鋼波紋管涵洞所具有的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞 鋼波紋管 公路工程 效益

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

隨著公路建設(shè)的發(fā)展，公路改建等級(jí)的提高，高速公路的延伸，遇到的特殊地質(zhì)環(huán)境越來越多。對(duì)公路橋涵結(jié)構(gòu)來說，不均勻沉降及結(jié)構(gòu)開裂損壞等是其破壞的主要形式。從材料、結(jié)構(gòu)和功能的本質(zhì)關(guān)系上分析，采用柔性、高強(qiáng)度的波紋鋼材料，不僅具有適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力，而且可以解決因地基承載力不足導(dǎo)致的涵洞破壞問題。鋼波紋管涵洞是采用波紋狀整管或波紋狀鋼片通過連接、拼裝而成的一種涵洞形式。鋼波紋管涵是一種柔性結(jié)構(gòu)，不僅具有適應(yīng)地形和基礎(chǔ)變形的能力，而且還可以解決因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的涵洞破壞問題。鋼波紋管涵與混凝土涵在結(jié)構(gòu)上有著根本不同的特性。波紋管在結(jié)構(gòu)上具有橫向補(bǔ)償位移的優(yōu)良特性，可充分發(fā)揮鋼材抗拉性能強(qiáng)、變形性能優(yōu)越的特點(diǎn)，能夠滿足多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等因地基不均勻變形引起的涵洞結(jié)構(gòu)應(yīng)力的特殊需求，具有較為廣泛的應(yīng)用前景。

1經(jīng)濟(jì)效益分析

在多年凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等地質(zhì)不良地區(qū)采用鋼波紋管涵洞代替鋼筋混凝土涵洞，不僅極大地改善了公路地基變形和涵洞兩側(cè)的不均勻沉降問題，而且有效地減少了工程造價(jià)。在山區(qū)丘陵地帶的特有地形，采用混凝土結(jié)構(gòu)涵洞時(shí)施工往往受到限制，考慮到材料的運(yùn)輸、施工方法、施工工期等方面的影響，鋼波紋管涵洞特別適合應(yīng)用，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

采用鋼波紋管涵洞代替鋼筋混凝土涵洞時(shí)，孔徑為4 m 波紋管相比較于原設(shè)計(jì)鋼筋蓋板涵造價(jià)節(jié)省約18.5%左右。不同長(zhǎng)度經(jīng)濟(jì)節(jié)省比例稍有不同。采用50m孔徑為4m鋼波紋管代替4m€？m鋼筋砼蓋板涵時(shí)，造價(jià)金額節(jié)省比例約為7.1%；采用75m孔徑為4m鋼波紋管代替4m€？m鋼筋砼蓋板涵時(shí)，造價(jià)金額節(jié)省比例約為13.18%；采用80m孔徑為4m鋼波紋管代替4m€？m鋼筋砼蓋板涵時(shí)，造價(jià)金額節(jié)省比例約為35.05%；采用90m孔徑為4m鋼波紋管代替4m€？m鋼筋砼蓋板涵時(shí)，造價(jià)金額節(jié)省比例約為25.1%；采用120m孔徑為4m鋼波紋管代替4m€？m鋼筋砼蓋板涵時(shí)，造價(jià)金額節(jié)省比例約為11.7%。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，采用3 m以上孔徑時(shí)，鋼波紋管涵洞的造價(jià)可比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)降低10%～30%，多孔則節(jié)約更多，經(jīng)濟(jì)效益顯著。鋼波紋管涵采用鋼板熱浸鍍鋅，使用壽命可達(dá)到50年以上。在腐蝕性大的環(huán)境下采用內(nèi)外表面瀝青吸附層的鋼波紋管，可在涵洞原使用壽命基礎(chǔ)上提高約20年以上?？鐝?m€？m鋼筋混凝土蓋板涵維修費(fèi)用約16萬元，直徑3m 鋼波紋管涵洞維修費(fèi)用約4萬，能夠節(jié)省維修費(fèi)14萬元；跨徑4m€？m鋼筋混凝土蓋板涵維修費(fèi)用約19.5萬元，直徑4m 鋼波紋管涵洞維修費(fèi)用約4萬，能夠節(jié)省維修費(fèi)15.5萬元；跨徑6m€？m鋼筋混凝土蓋板涵維修費(fèi)用約24萬元，直徑5m 鋼波紋管涵洞維修費(fèi)用約6萬，能夠節(jié)省維修費(fèi)18萬元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2社會(huì)效益分析

目前，涵洞在我國(guó)公路工程中的應(yīng)用以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，表現(xiàn)出剛性涵管的工程特性，其適用性好，承載力高。鋼波紋管涵洞是近些年出現(xiàn)的新型涵洞結(jié)構(gòu)，屬于柔性涵管的一種。相對(duì)于鋼筋混凝土涵洞，鋼波紋管涵洞的應(yīng)用，減少或根本舍棄了水泥、木、沙石等常規(guī)建材，并合理利用棄土（渣），對(duì)環(huán)境的破壞程度較小，且噪音和震動(dòng)小，有利于環(huán)境保護(hù)、降低碳排放量，符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)理念。鋼波紋管涵的大量應(yīng)用還可解決鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)能過剩問題，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)廢棄的鋼波紋管可回收循環(huán)利用，避免了環(huán)境破壞及污染，符合綠色交通發(fā)展理念。公路使用過程中鋼波紋管涵洞的柔性結(jié)構(gòu)與路基、路面有很好的協(xié)同性，從而提高路面服務(wù)性能，減少了結(jié)構(gòu)物與路堤交界處的“錯(cuò)臺(tái)和跳車”現(xiàn)象，提高了行車的舒適度與安全性。由于鋼波紋管的工廠化生產(chǎn)加工與現(xiàn)場(chǎng)拼裝分開實(shí)施、運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)拼接施工均無需大型機(jī)械設(shè)備、大部分拼接只需手工操作即可、施工方便快捷、易于操作的特點(diǎn)，采用鋼波紋管涵洞代替鋼筋混凝土涵洞可大幅縮短工期（一半以上），且施工不受溫度和環(huán)境的影響，延長(zhǎng)了可施工期，特別是一些高寒地區(qū)例如西藏和新疆等地，一年內(nèi)的工程施工時(shí)間僅有5～6個(gè)月，在這些地區(qū)應(yīng)用鋼管波紋管涵就具有一定的優(yōu)勢(shì)，社會(huì)效益明顯。

3結(jié)語

在我國(guó)公路工程中鋼波紋管涵洞作為一種新型結(jié)構(gòu)，不僅能滿足力學(xué)性能要求，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。采用鋼波紋管涵洞代替鋼筋混凝土涵洞，在建設(shè)時(shí)期投資金額顯著降低，施工工期縮短，在后期維修時(shí)期維修費(fèi)用也有明顯減少。鋼波紋管涵洞的應(yīng)用，對(duì)環(huán)境的破壞程度較小，且噪音和震動(dòng)小，有利于環(huán)境保護(hù)、降低碳排放量，符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)理念，同時(shí)廢棄的鋼波紋管可回收循環(huán)利用，符合綠色交通發(fā)展理念。因此，鋼波紋管涵洞在公路工程中具有較為廣泛的推廣應(yīng)用前景。

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