DB37_T 4643-2023 波纹钢管涵洞设计与施工技术规范.docx

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1、ICS93.040CCSP2837山东省地方标准DB37/T46432023波纹钢管涵洞设计与施工技术规范Technicalspecificationfordesignandconstructionofcorrugatedsteelpipeculvert2023-08-22发布2023-09-22实施山东省市场监督管理局发布DB37/T46432023目次前言.III1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14基本规定.34.1适用条件.34.2布设基本要求.35材料.45.15.25.35.45.55.6主体结构材料.4连接件.6焊接材料.6密封材料.6防腐材料.7结构性回填材料.76结

2、构设计.76.1一般规定.76.2作用.76.3最小覆土厚度.106.46.56.6地基与基础设计.10主体结构设计.12构造规定.197耐久性设计.267.17.27.37.4一般规定.26防腐层设计.27内衬设计.27防腐及防磨蚀措施的选择.278施工.288.18.28.38.48.58.68.78.8一般规定.28测量放样.28地基与基础施工.28管节拼装.29结构性回填.30上部土层施工.31洞口施工.31质量控制及验收.31附录A（规范性）常用波纹钢管（板）截面特性及圆管常用孔径.32附录B（资料性）波纹钢管涵洞常用截面及适用情况.35IDB37/T46432023附录C（资料性）

3、设计流程.36C.1钢板应力和连接强度计算.36C.2施工阶段验算.36附录D（规范性）结构性回填土的弹性模量ES.37附录E（规范性）相关参数计算公式.38附录F（资料性）施工流程.39F.1路堤法.39F.2反开槽回填法.40参考文献.41IIDB37/T46432023前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省交通运输厅提出并组织实施。本文件由山东省交通运输标准化技术委员会归口。IIIDB37/T46432023波纹钢管涵洞设计与施工技术规范1范

4、围本文件规定了波纹钢管涵洞设计和施工的要求，描述了对应的证实方法。本文件适用于新建和改扩建公路波纹钢管涵洞的设计、施工。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T470锌锭GB/T700碳素结构钢GB/T706热轧型钢GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T1230钢结构用高强度垫圈GB/T1231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/T1591低合金高强度结构钢GB/T2518连续热镀

5、锌和锌合金镀层钢板及钢带GB/T3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带GB/T11115聚乙烯（PE）树脂GB/T12467.1金属材料熔焊质量要求第1部分：质量要求相应等级的选择准则GB16776建筑用硅酮结构密封胶GB/T22083建筑密封胶分级和要求GB/T34567冷弯波纹钢管GB50017钢结构设计标准JB/T3223焊接材料质量管理规程JC/T483聚硫建筑密封胶JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件JT/T791公路涵洞通道用波纹钢管（板）JTGD30公路路基设计规范JTGD60公路桥涵设计通用规范JTGD61公路圬工桥涵设计规范JTGF80/1公路工程质量检验评定

6、标准第一册土建工程JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG3363公路桥涵地基与基础设计规范JTG/T336502公路涵洞设计规范JTG/T3650公路桥涵施工技术规范3术语和定义1DB37/T46432023下列术语和定义适用于本文件。3.1波纹钢板corrugatedsteelplate采用热轧钢板为板材，按照规定尺寸，经过波形轧制及冷弯加工而制成的一种波纹板状材料。3.2闭口截面结构物structureswithclosedconduit横截面是封闭的结构物。注：如圆形、椭圆形、管拱形等。3.3开口截面结构物structureswithopenconduit横截面不是

7、封闭的结构物。注：如半圆形拱、低弧形拱、箱形等。3.4波纹钢板件corrugatedsteelplatesection波纹钢板经形弧加工制成的具有一定曲率的板件。来源：GB/T345672017，3.1.83.5波纹钢管涵洞corrugatedsteelpipeculvert用螺旋波纹钢管、环形波纹钢管或波纹钢板件（3.4）连接成闭合或开口的，周边用结构性回填材料回填压实，以保证充分发挥土结相互作用共同承担荷载的结构物。注：包括主体结构、洞口结构、附属设施等。3.6孔径span波纹钢管涵洞安装成型后水平方向对应截面中心线之间的最大距离。3.7矢高rise波纹钢管涵洞安装成型后竖直方向对应截面中

8、心线之间的最大距离。3.8波距pitch相邻两个波峰或波谷之间的距离。来源：GB/T345672017，3.1.103.9波高depth波峰与波谷之间的垂直高度。3.10结构性回填材料engineeredmaterial波纹钢管涵洞拼装成型后在其周围按规定方法分层填筑和压实，材料特性和级配符合一定要求的回填材料。来源：JTG/T3365022020，2.1.30，有修改3.11覆土厚度depthofsoilcover从波纹钢管涵洞顶部波纹剖面中性轴到路面顶之间的竖向距离。注：覆土厚度H定义见图1。2DB37/T46432023标引序号说明：1路面顶部；2波峰；3波纹剖面中性轴；4波谷。图1覆土

9、厚度与最小覆土厚度的定义图示3.12最小覆土厚度minimumdepthofsoilcover保证波纹钢管涵洞稳定性和发挥土结相互作用的覆土厚度（3.11）最小值。注：最小覆土厚度Hmin定义见图1。3.13路堤法embankmentinstallation在原有或开挖后的开阔地面安装波纹钢管涵洞，再回填路堤的施工方法。3.14反开槽回填法reverseslottingbackfillinstallation在路基或路面结构层按正常填筑压实施工完成后，再开槽安装波纹钢管涵洞的施工方法。4基本规定4.1适用条件在下列条件下宜优先选用波纹钢管涵洞：a)混凝土原料缺乏，施工用水困难，建筑材料运输不便

10、，不适合选用圬工结构或钢筋混凝土结构时；b)高填方路段选用拱涵、盖板涵或箱涵地基承载力不满足要求，或地基承载力较低，地基处理难度大，选用常规结构费用高、施工质量难以保证时；c)软土、湿陷性黄土等特殊地质条件，地基沉降量较大可能对结构造成破坏时；d)应急抢险、救灾等对工期要求较紧的涵洞通道；e)旧桥或涵洞的接长、加固或替换；f)采空、岩溶等地区。4.2布设基本要求4.2.1初测阶段和定测阶段波纹钢管涵洞勘测应符合JTG/T336502的要求，外业勘测资料应准确可靠、系统完整。4.2.2波纹钢管涵洞的位置应符合沿线线形布设要求，与路线总体相协调。4.2.3波纹钢管涵洞采用的设计洪水频率应符合JTG

11、/T336502的要求。3DB37/T464320234.2.4波纹钢管涵洞的截面尺寸，应根据设计洪水流量、河沟断面形态、地质和进出水口沟床加固形式等条件，经水力验算确定。4.2.5波纹钢管涵洞布置应减少对自然河道流水断面的压缩。4.2.6填方超过2m的闭口截面结构物应设置预拱度，同时考虑地基可能产生的沉降，预拱量宜为管长的0.6%1.0%，最大不应超过2.0%，波纹钢管涵洞中心的高程不应高于进水口的高程，见图2。标引序号说明：1设置预拱度的波纹钢管涵洞；2沉降后的最终坡度线；3填料。图2设置预拱度示意图5材料5.1主体结构材料5.1.1波形参数及截面特性波形参数及波形示意见图3。波纹钢管（板

12、）的波形参数和截面特性值应按照附录A选取。注：t为壁厚；p为波距；d为波高；Rc为波形半径。图3波形示意图5.1.2结构类型5.1.2.1波纹钢管分为螺旋波纹钢管、环形波纹钢管和用波纹钢板件拼装成的圆形、拱形或管拱形等结构，见图4。4序号项目允许偏差1钢板厚度/mm下偏差：02波距/mm3波高/mm浅波形-1+3中波形-2+3深波形、大波形33孔径或矢高/%1000mm31000mm2DB37/T46432023a)螺旋波纹钢管b)环形波纹钢管c)波纹钢板件注：D为直径；p为波距；La为波纹钢板件弧长。图4波纹钢管的分类5.1.2.2波纹钢管截面分开口式和闭口式，闭口截面波纹钢管分整体式波纹钢

13、管和拼装式波纹钢管两种形式。常用截面形式及其适用情况见附录B。5.1.3尺寸允许偏差螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的尺寸允许偏差应符合表1的规定。表1螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的尺寸允许偏差5序号项目要求1切口平直，无明显锯齿状2颜色表面色泽均匀，无明显缺损3整体外观表面平整光滑，无损伤、破裂、孔洞，波形无明显变形4锌层表面平滑、均匀，无滴瘤、剥落、漏镀，无残留的溶剂渣5涂塑层、沥青层无破裂、剥离、孔洞6焊缝表面无气孔、裂纹、夹渣及飞溅物等缺陷，焊缝处镀锌层符合本标准要求7机械刻痕不明显8端面错位/mm59螺旋咬口应咬合紧密，且连续、无褶皱序号项目允许偏差4波纹钢板件孔中心

14、到板边长度/mm0+55管箍间搭接长度/mm5注1：浅波形：波高在49mm及以下的波形；中波形：波高在50mm99mm的波形；注2：深波形：波高在100mm149mm的波形；大波形：波高在150mm及以上的波形。DB37/T46432023表1螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的尺寸允许偏差（续）5.1.4螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的材料宜选用Q235钢、Q355钢、Q390钢和Q420钢。采用碳素结构钢时，其性能应符合GB/T700的要求；采用低合金结构钢时，其性能应符合GB/T1591的要求。5.1.5螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件所用的钢板、钢带应符合GB/T32

15、74的要求，其尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的要求。5.1.6采用连续热镀锌钢板及钢带加工波纹钢管、波纹钢板件时，其性能、尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T2518的要求。5.1.7波纹钢管涵洞构件的外观质量应符合表2的规定。表2波纹钢管涵洞构件的外观质量5.1.8开口截面基础及洞口中的混凝土和钢筋材料应符合JTG/T336502的要求。5.2连接件5.2.1连接件采用高强度螺栓、螺母时，其力学性能指标应符合GB/T1231的要求。5.2.2结构用高强度垫圈应符合GB/T1230的要求。5.2.3管箍、法兰盘的材料采用板材时，其性能应符合GB/T700要求，其尺寸、外形、

16、重量及允许偏差应符合GB/T709的要求。5.2.4法兰盘的材料采用角钢时，其性能应符合GB/T700的要求，其尺寸、重量及允许偏差应符合GB/T706的要求。5.3焊接材料5.3.1焊接材料的型号应符合GB/T12467.1的要求。5.3.2焊接材料的质量应符合JB/T3223的要求。5.4密封材料6波距波高mm糙率𝜂h68130.0150.022125250.0200.025150500.0260.037200550.0280.039230640.0290.042175650.0290.0433801400.0310.0454001500.0320.048DB37/T464

17、320235.4.1密封材料应根据不同的区域和气候条件选择，宜采用天然橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫板、氯丁橡胶、聚乙烯发泡材料或耐候密封胶等，其质量应分别符合GB/T22083和GB16776的要求。5.4.2采用聚硫密封胶密封防渗处理时，其质量应符合JC/T483的要求。5.5防腐材料5.5.1波纹钢管、波纹钢板件、管箍、法兰盘及高强度螺栓、螺母，出厂前应进行热浸镀锌防腐处理，热浸镀锌所用的锌应为GB/T470规定的1号锌或0号锌。5.5.2当涂装非金属覆盖层时，涂装材料的品种、规格、性能应符合JT/T722的要求。5.5.3当采用聚乙烯塑料作为内衬防护材料时，其材料性能应符合GB/T1

18、1115的要求。5.6结构性回填材料5.6.1结构性回填材料宜优先选用级配较好的砾类土、砂类土等低腐蚀性、易压实的材料。施工空间受限等特殊条件可采用由胶凝材料（水泥或粉煤灰等）、集料（粗骨料或细骨料）、水和添加剂（引气剂或早强剂等）按一定配比拌和的自密实填料。5.6.2结构性回填材料不应使用垃圾、腐殖质土、有机土、泥炭、淤泥、膨胀土、粉质土、白垩土、硅藻土等任何有腐蚀性的回填土。6结构设计6.1一般规定6.1.1波纹钢管涵洞的设计基准期为100年。6.1.2波纹钢管涵洞结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。作用的组合方法应按JTGD60中作用及其组合的规定确定。6.1.3波纹钢管

19、涵洞的设计应考虑永久作用、可变作用和地震作用。永久作用主要为覆土产生的作用及其它可视为永久作用的荷载。可变作用主要为汽车荷载和施工阶段的临时荷载及实际工程中可能出现的短暂荷载，设计流程见附录C。6.1.4波纹钢管涵洞的水文、水力计算宜参照JTG/T336502的要求，常用波纹钢管涵洞无铺装时糙率宜根据表3取值。表3常用波纹钢管涵洞无铺装时糙率推荐值6.2作用6.2.1恒载7DB37/T46432023作用在结构上拱上填土的重力作用范围见图5，其每延米的重力按式（1）计算。土的容重，单位为千牛每立方米（kN/m）；图5拱上填土的重力作用范围示意图𝑊=𝛾Ү

20、63;h(𝐻+0.1075𝐷v)(1)式中：W每延米拱上填土的重力，单位为千牛（kN）；3H波纹钢管涵洞覆土厚度，单位为米（m）；Dh波纹钢管涵洞结构的有效跨度（按波纹钢板轴线计算），单位为米（m），取值方法见图6；Dv波纹钢管涵洞结构的有效矢高（按波纹钢板轴线计算），单位为米（m），取值方法见图6。a)圆管结构b)横向椭圆结构c)竖向椭圆结构d)管拱结构e)拱形结构图6Dh和Dv的定义图示6.2.2活载6.2.2.1波纹钢管涵洞的设计汽车荷载应采用车辆荷载，根据JTGD60计算公路车辆荷载。6.2.2.2活载扩散到结构顶部的压应力应按式（2）计算。8x

21、590;L=𝐴L𝑤𝑙tDB37/T46432023𝑚f(2)式中：L活载扩散到结构顶部的压应力，单位为千帕（kPa）；AL车辆荷载后轴轴重，单位为千牛（kN），其取值应根据JTGD60计算；在施工验算中按照实际轴重验算；mf多车道折减系数，无量纲，参考JTGD60的规定；w,lt沿车轮宽度和长度方向扩散后的尺寸，单位为米（m）。活载扩散方法宜参考JTGD60的规定，车轮按其着地面积边缘向下作30角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外边的扩散线为准。公路车辆荷载沿土层的扩散示意见图7。a)行车方向b)路宽方向图7车辆

22、荷载扩散示意图6.2.2.3车辆冲击系数按式（3）计算。𝜇=0.4(1.00.5𝐻)(3)式中：车辆冲击系数，无量纲；H波纹钢管涵洞顶部覆土厚度，单位为米（m）。注：对于覆土厚度大于2.0m的情况，不考虑冲击影响。6.2.3地震作用6.2.3.1抗震设防烈度VII度及以上的地区波纹钢管涵洞应进行抗震设计，考虑地震作用。竖向地震作用引起的波纹钢管涵洞的附加压力按式（4）、式（5）计算。𝐸V=𝑇D𝐴V(4)𝐴V=𝑅0𝛿𝑔(5)g重力加速度，单位为米每平方秒

23、（m/s），取9.8m/s；式中：EV竖向地震作用引起的每延米波纹钢管涵洞的附加压力，单位为千牛（kN）；TD恒载引起的每延米波纹钢板压力，单位为千牛（kN），其值按式（10）计算；AV竖向地震作用系数，无量纲；22地震动水平加速度峰值，取值参考JTG/T223101规定，见表4；R0竖向地震作用与水平地震作用比值，无量纲，见表5。9场地类型抗震设防烈度VIIVIIIIX0.10g0.15g0.20g0.30g0.40gI00.60.60.60.60.6I10.60.60.60.70.7II0.60.60.60.70.8III0.70.70.80.80.8IV0.80.80.90.90.8抗震

24、设防烈度VIIVIIIIX𝛿0.10g0.15g0.20g0.30g0.40gDB37/T46432023表4抗震设防烈度和水平向设计基本地震动加速度峰值表5竖向地震作用与水平地震作用比值6.2.3.2对于采用深波形、大波形波纹板的结构，宜考虑竖向地震作用对恒载弯矩的放大作用。由地震作用产生的附加弯矩ME按式（6）计算。𝑀E=𝑀D𝐴V(6)式中：ME竖向地震作用引起的每延米涵洞结构跨中截面附加弯矩，单位为千牛米（kNm）；MD恒载作用下每延米涵洞结构跨中截面弯矩，单位为千牛米（kNm），其值按6.5.3计算。6.3最小覆土厚度最小

25、覆土厚度Hmin按式（7）计算。𝐻min=max0.8，𝐷h(𝐷h)，0.4()(7)6𝐷v0.5𝐷h2𝐷v0.01(𝑅)(8)式中：Hmin最小覆土厚度，单位为米（m）；Dh波纹钢管涵洞结构有效跨度，单位为米（m），取值方法见图6；Dv波纹钢管涵洞结构有效矢高，单位为米（m），取值方法见图6。6.4地基与基础设计6.4.1地基设计6.4.1.1波纹钢管涵洞地基应均匀、稳定，且具有足够的强度和刚度。6.4.1.2波纹钢管涵洞为开口结构时，应按照JTG3363的规定进行基底应力验算。6

26、.4.1.3开口截面结构物的地基设计应进行地基固结和沉降分析，开口截面结构物地基设计考虑范围见图8，两侧基础之间的沉降差应满足式（8）要求。𝐷2s式中：两侧基础之间的沉降差，单位为毫米（mm）；D波纹钢管涵洞结构的孔径或跨径，单位为毫米（mm）；10地质条件垫层最小厚度垫层宽度碎石土、卵石土、砂砾、粗砂表层夯实后可不设垫层中砂、细砂孔径𝐷900mm200mm2𝐷900mm孔径𝐷2000mm300mm孔径𝐷2000mm0.2𝐷岩石地基200mm400mm，但当覆土厚度5.0m时，填土每增高1.0m，其

27、厚度增加40mm2𝐷软土地基（0.30.5）𝐷或500mm以上（23）𝐷DB37/T46432023Rs开口截面结构物的矢高，单位为毫米（mm）。标引序号说明：1地基高程；2路面。注：Dc为结构性回填延伸区宽度；l1为地基设计考虑范围；Ha为矢高与填土高度之和。图8开口截面结构物地基设计考虑范围示意图6.4.1.4闭口截面结构物的地基应均匀坚固，地基上设置的垫层最小厚度与宽度应符合表6的规定，保证足够的空间组装波纹钢管及进行管体两侧结构性回填。表6闭口截面结构物垫层的最小厚度与宽度6.4.1.5当管拱拱腋处的地基不满足要求时，应采用级配良好的粗砂

28、或砂砾换填，并充分压实，以满足承载力要求，见图9。标引序号说明：1换填区；2垫层。注：rb为底拱位置的曲率半径，单位为毫米（mm），以波纹截面的中性轴为参考计算；rh为拱腋位置的曲率半径，单位为毫米（mm），以波纹截面的中性轴为参考计算。图9管拱拱腋加固示意图11𝐴f𝐷h/𝐷v0.6𝐷h/𝐷v=0.8𝐷h/𝐷v=1𝐷h/𝐷v=1.2𝐷h/𝐷v=1.4𝐷h/𝐷v1.6𝐻3𝐷h1.621.401.201.101.051.02𝐻=3𝐷h1.621.401.251.181.081.02𝐻2𝐷h1.621.401.251.181.081.02表7Af系数取值表12DB37/T464320236.4.2基础设计对于开口截面结构物，宜采用钢筋混凝土或圬工结构扩大基础，也可采用钢结构扩大基础，基础支承面宽度不应小于波纹钢板的波幅尺寸。基础设计应符合JTG3362、JTG3363和JTGD61的要求。6.5主体结构设计6.5.1波纹钢板应力验算闭口截面和开口截面波纹钢管涵洞波纹钢板的应力可按以下方