DB22／T 2419-2015 吉林省波纹钢管涵洞设计与施工技术规范.docx
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DB22
ICS93.080.01
备案号：
48434-2016P66
吉 林 省 地 方 标 准
DB22/T2419—2015
波纹钢管涵洞设计与施工技术规范
Technicalspecificationsfordesignandconstructionofcorrugatedsteelculver
2015-12-15发布 2016-01-25实施
吉林省质量技术监督局 发布
DB22/T2419—2015
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
I
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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
II
DB22/T2419—2015
前
言
本标准按照GB/T1.1—209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 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。
III
DB22/T2419—2015
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/T12467.1-2009 金属材料熔焊质量要求
JB/T3223-1996 焊接材料质量管理规程
JTGB01-2014 公路工程技术标准
JTGD60-2015 公路桥涵设计通用规范
JTG/TD65-04-2007 公路涵洞设计细则
JGJ82-2011 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
JT/T791-2010 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 corrugatedsteelpipe
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 helicalcorrugatedsteelpipe
钢板或钢带经加工制成的螺旋形波纹圆管。
1
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3.3
环形波纹钢圆管 annularcorrugatedsteelpipe
钢板或钢带经加工制成的环形波纹圆管。
3.4
糙率 coefficientofroughness
综合反映波纹钢管涵 粗糙程度对水流起摩阻影响的系数。
3.5
波距 wavepitch
相邻两个波峰之间的距离。
3.6
波高 wavedepth
波峰与波谷之间的垂直高度。
3.7
壁厚 platethickness
波纹管的壁厚或波纹板件的壁厚。
3.8
柔度系数flexibilityfactor
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 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JTGB01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
2
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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 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0.5m，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1.5m，换填材料最大粒径不应大于40mm，0.075mm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 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/T791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/T1231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30mm～60mm。
5.1.2.3结构用高强度垫圈应符合GB/T1231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/T700要求，其中抗拉强度不小于
350MPa。
5.1.2.5法兰盘用角钢尺寸、重量及允许偏差应符合GB/T706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。
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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/T12467.1的要求。
5.1.4.2焊接材料的质量管理应符合JB/T3223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/T470规定的1号锌或0 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TG/TD65-04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 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/TD65-04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
4
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波纹钢管涵洞的立面布设应满足JTG/TD65-04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 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0.5m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%。
7.1一般规定
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/TD65-04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JT TD65-04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
波纹
环状
68×13
螺旋状
38×6.5
68×13
水流
全不铺装
25%铺装部分不铺装
水流管拱全不铺
装部分不铺装
7波纹钢管涵洞水文、水力计算
直径
200
250
300
375
450
600
750
900
1050
1200
＞1350
0.024
0.012
0.014
0.011
0.012
0.013
0.015
0.017
0.018
0.019
0.020
0.021
0.021
0.014
0.016
0.017
0.018
0.020
0.019
0.027
0.012
0.013
0.015
0.017
0.019
0.020
0.021
0.022
0.023
430×
330
0.026
0.013
0.014
0.016
0.018
0.019
0.020
0.021
0.022
0.029
0.018
0.019
0.021
0.023
0.024
0.025
0.025
0.026
5
波纹
水流全不铺装
25%铺装波纹
水流全不铺装
25%铺装
所有光滑内壁管
注1：
全不铺装是指波纹管内不采用圬工形式的铺砌。
所有直径
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。
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环状
表1（续）
螺旋状
75×25
75×25
直径
900
1050
1200
1350
1500
1650
1800
＞1950
0.027
0.022
0.022
0.023
0.023
0.024
0.025
0.026
0.027
0.023
0.019
0.019
0.020
0.020
0.021
0.022
0.022
0.023
环状
螺旋状
125×
125×25
25
直径
120
1350
1500
1650
1800
＞1950
0.025
0.022
0.022
0.023
0.024
0.024
0.025
0.022
0.019
0.019
0.020
0.021
0.021
0.022
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。
0.67
⎡G
n=
⎤
∑
pn
1.5
⎢ ⎥
ii
⎢i=1 ⎥
n
i
（1）
⎢ p ⎥
⎢ ⎥
⎣ ⎦
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；
i
p——由材质i影响的湿周单位为米（m）；
n
i
——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
6
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管拱尺寸（mm）
表3（续）
曲线回归得到n
实际n**
3050
0.0311
0.030
4920
0.032
0.028
2060×1520
0.0327
0.033
2590×1880
0.0321
0.032
3400×2010
0.0315
0.030
5050×3330
0.0306
0.028
7.2.2 深波涵洞的糙率
深波涵洞（140mm×70mm波形）的波纹钢管涵洞糙率系数按照表4取值。
表4 推荐140mm×70mm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
140×70
0.5
1.57
0.64
63.84
28.0
0.038
140×70
0.75
2.36
0.89
40.82
18.67
0.037
140×70
1
3.14
1.14
29.96
14.00
0.036
140×70
1.25
3.93
1.39
23.65
11.20
0.035
140×70
1.5
4.71
1.64
19.54
9.33
0.034
140×70
2
6.28
2.14
14.49
7.00
0.033
140×70
3
9.42
3.14
9.55
4.67
0.031
140×70
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 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0.5m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[σ]≥164MPa。
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。
7
DB22/T2419—2015
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 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2.5m时，最小填土高度应大于0.6m；当管径大于3m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
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