馬慧君，田四明，付兵先，馬偉斌，葉陽升

（1.中國(guó)鐵路總公司 工電部，北京 100844；2.中國(guó)鐵路總公司 鑒定中心，北京 100844；3.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，北京 100081）

0 引言

我國(guó)鐵路工程建設(shè)中，工務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)（橋涵、隧道及洞口防護(hù)結(jié)構(gòu)）采用的是普通鋼筋混凝土或圬工結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)具有承載力高、剛度大、耐久性好等諸優(yōu)點(diǎn)。但是由于混凝土為脆性材料，局部較大的變形將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂、掉塊、滲水及露筋等病害，從而影響結(jié)構(gòu)的服役壽命。此外，在一些應(yīng)急搶險(xiǎn)工程中，采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土方式，施工工期較長(zhǎng)，往往不能滿足應(yīng)急搶險(xiǎn)要求。另外，一些地區(qū)本身缺乏混凝土砂石料原料，因此也制約了混凝土結(jié)構(gòu)在此類工程中的使用。隨著鋼結(jié)構(gòu)和金屬防腐技術(shù)的發(fā)展，一種能夠解決上述問題且快速、經(jīng)濟(jì)、便捷的裝配式波紋管（板）結(jié)構(gòu)被逐步應(yīng)用到工程建設(shè)中。

1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

波紋管（板）技術(shù)于1784年誕生在英國(guó)，金屬波紋管（板）最初被用來代替混凝土橋梁與涵洞[1]。1896年，美國(guó)也進(jìn)行了金屬波紋管（板）涵洞的試驗(yàn)性研究，并逐步將波紋管（板）技術(shù)應(yīng)用于公路涵洞。截至目前，英國(guó)、美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、印度、中國(guó)等國(guó)家相繼開展了波紋管（板）技術(shù)的研究。其中，美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)（ASTM）、美國(guó)鐵路工程協(xié)會(huì)、美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)（AISI）以及加拿大鋼波紋管協(xié)會(huì)（CSPI）率先開展了波紋管（板）應(yīng)用環(huán)境、腐蝕機(jī)理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及加工制造等方面的研究，建立了較為完善的波紋管（板）加工制造、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝以及檢測(cè)評(píng)定體系，并且制定了相應(yīng)規(guī)范。目前，國(guó)外波紋管（板）技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到市政工程、鐵路工程、建筑工程、礦山工程、港口工程、機(jī)場(chǎng)工程、管道工程、軍事工程、農(nóng)業(yè)灌溉以及結(jié)構(gòu)加固與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域?？傮w而言，波紋管（板）技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)成熟，加工制造已成規(guī)?；?，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝以及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范已趨于完善。

我國(guó)的波紋管（板）技術(shù)應(yīng)用起步較晚，目前主要在公路行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，根據(jù)前期開展的研究工作[2-4]，交通運(yùn)輸部與各地方相繼出臺(tái)了多部有關(guān)波紋管（板）產(chǎn)品、設(shè)計(jì)及施工的技術(shù)規(guī)范[5-6]。與國(guó)內(nèi)外公路行業(yè)相比，鐵路行業(yè)波紋管（板）技術(shù)的應(yīng)用嚴(yán)重滯后。目前，鐵路行業(yè)尚無波紋管（板）技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

近年來，隨著環(huán)境保護(hù)力度的加大以及在國(guó)內(nèi)鋼材產(chǎn)能過剩的大背景下，波紋管（板）作為低碳環(huán)保技術(shù)必將在鐵路領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間[7]。

2 波紋管（板）技術(shù)原理

波紋管（板）結(jié)構(gòu)是由普通熱軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹結(jié)構(gòu)鋼、耐候結(jié)構(gòu)鋼或者熱鍍鋅熱軋/冷軋鋼板經(jīng)過冷彎加工，并經(jīng)過防腐蝕處理（表面鍍鋅、鍍鋁或噴涂復(fù)合物涂層）后所形成的拱形承載結(jié)構(gòu)。波紋管（板）結(jié)構(gòu)所用鋼板經(jīng)過波紋成型，增加了結(jié)構(gòu)的慣性矩，結(jié)構(gòu)抗彎承載力大幅度提高。另外，由于軸向波紋的存在，可以充分發(fā)揮良好的抗彎性能，不但可以承擔(dān)徑向與軸向因荷載產(chǎn)生的應(yīng)力與變形，而且還可以分散荷載所引起的應(yīng)力集中，更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)承載力高的優(yōu)勢(shì)。

3 波紋管（板）應(yīng)用范圍

隨著鋼結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，制造和防腐技術(shù)不斷提高，以及對(duì)波紋管（板）結(jié)構(gòu)受力性能的認(rèn)識(shí)，波紋管（板）結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍越來越廣泛。根據(jù)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外波紋管（板）技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合我國(guó)鐵路實(shí)際情況，波紋管（板）技術(shù)可以被推廣應(yīng)用到鐵路如下領(lǐng)域。

3.1 橋涵領(lǐng)域

3.1.1 新建橋涵結(jié)構(gòu)

在一些混凝土材料缺乏、環(huán)境保護(hù)要求高、軟土以及高寒地區(qū)，拼裝式波紋管（板）結(jié)構(gòu)可以替代傳統(tǒng)意義上的石砌或混凝土拱橋、蓋板涵、框構(gòu)涵以及施工臨時(shí)便橋等結(jié)構(gòu)。新建波紋板橋涵結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 新建波紋管（板）橋涵結(jié)構(gòu)

3.1.2 既有橋涵的維修與替換

傳統(tǒng)鐵路混凝土橋梁與涵洞經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)后，由于自然環(huán)境條件發(fā)生變化，加上前期設(shè)計(jì)、施工因素以及后期列車的振動(dòng)荷載作用，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的缺陷或病害，或者一些修建年代久遠(yuǎn)的橋涵構(gòu)造物因?yàn)闀r(shí)代原因達(dá)不到現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)而需要加固維修，或者因鐵路改擴(kuò)建項(xiàng)目中需要對(duì)原有橋梁進(jìn)行加寬，對(duì)原有涵洞、通道進(jìn)行接長(zhǎng)。針對(duì)上述情況，利用波紋管（板）結(jié)構(gòu)對(duì)原有涵洞、通道和中小跨度的橋梁進(jìn)行更換、加寬或加固，不僅改善了既有結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，大量節(jié)省工程造價(jià)，而且最大限度減少了對(duì)現(xiàn)有交通的影響，甚至完全可以達(dá)到不中斷交通也能進(jìn)行加固的目的。波紋管（板）加固橋涵結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 既有橋涵波紋管（板）加固

3.1.3 橋墩加固與防護(hù)

對(duì)于一些因超過服務(wù)年限的舊橋橋墩、受流水或船撞而受到損傷的橋墩以及由于其他原因需要提高承載力的橋墩，利用抱箍加固以及增大截面原理，可在不中斷交通的情況下，在原有橋墩外圍利用波紋管（板）組合成沉箱，內(nèi)部填充混凝土進(jìn)行加固，必要時(shí)還可增加角鋼和鋼筋。除此以外，波紋管（板）還可作為橋墩的防撞結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮其施工快捷、抗沖擊能力強(qiáng)、耐腐蝕的特點(diǎn)。既有橋墩波紋管（板）加固見圖3。

圖3 既有橋墩波紋管（板）加固

3.1.4 橋涵樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

波紋管（板）結(jié)構(gòu)可以在橋墩、建筑基礎(chǔ)和塔結(jié)構(gòu)中用作套箱結(jié)構(gòu)。尤其在一些跨海、跨江橋墩施工中，采用波紋管（板）結(jié)構(gòu)可以直接作為樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部灌注混凝土，形成鋼混樁基礎(chǔ)。與混凝土樁基礎(chǔ)相比，波紋管（板）結(jié)構(gòu)具有明顯技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。橋梁樁基礎(chǔ)套箱結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 既有橋梁樁基礎(chǔ)套箱

3.1.5 波紋腹板箱梁橋

波紋腹板箱梁橋是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種新型橋梁，它具有自重輕、強(qiáng)度高、縱向剛度小等特點(diǎn)，可以減少下部結(jié)構(gòu)的工程量，降低工程總造價(jià)。國(guó)內(nèi)外對(duì)波紋腹板橋梁的性能和設(shè)計(jì)方法也有較深入的研究，設(shè)計(jì)技術(shù)和施工工藝比較成熟。波紋腹板箱梁橋見圖5。

圖5 波紋腹板箱梁橋

3.2 隧道領(lǐng)域

3.2.1 隧道明洞及洞口防護(hù)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有的鋼筋混凝土明洞或棚洞防護(hù)結(jié)構(gòu)防護(hù)性能好，但結(jié)構(gòu)及質(zhì)量巨大，常需要埋深大、斷面尺寸大的基礎(chǔ)，施工難度大，建設(shè)成本高。尤其在橋隧過渡段，機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)入施工場(chǎng)地，背后用于緩沖的砂石料填筑難度較大；常用的主、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)盡管結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但在山體坡度較大地段，施工錨桿以及固定鋼支撐較困難，且防護(hù)能力有限。而波紋板結(jié)構(gòu)是一種半剛性結(jié)構(gòu)，具有一定延展性，落石沖擊波紋板結(jié)構(gòu)后，瞬時(shí)集中沖擊荷載被緩沖層、波紋板結(jié)構(gòu)自身以及螺栓所分擔(dān)，即使波紋板發(fā)生較大變形，結(jié)構(gòu)也不會(huì)被落石擊穿。另外，沖擊荷載傳遞至基礎(chǔ)底面時(shí)，較大的集中荷載逐漸變?yōu)榫己奢d，降低了基礎(chǔ)應(yīng)力，從而降低了對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的尺寸要求。另外，采用波紋管（板）明洞后，由于質(zhì)量輕、可預(yù)制，施工進(jìn)度能大幅提高，且節(jié)省造價(jià)，符合環(huán)保要求。尤其在后期增設(shè)明洞時(shí)，采用波紋板對(duì)既有線設(shè)施的影響很小，工期更短。因此，在山嶺地段，特別是存在危巖落石的地段，采用波紋板接長(zhǎng)明洞結(jié)構(gòu)可防止隧道口的危巖落石。隧道洞口波紋板防護(hù)以及波紋板明洞結(jié)構(gòu)見圖6。

3.2.2 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)

波紋板作為隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)在國(guó)外公路、鐵路以及水利行業(yè)已經(jīng)得到應(yīng)用，我國(guó)在公路行業(yè)個(gè)別隧道進(jìn)行了試用。由于我國(guó)隧道施工機(jī)械化程度低，所有工序都需人工完成，當(dāng)工序較多時(shí)，施工質(zhì)量就難以得到保障，尤其用于初期支護(hù)的系統(tǒng)錨桿施工質(zhì)量往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。采用波紋板作為初期支護(hù)后，取消了拱架安裝、掛網(wǎng)與錨噴、系統(tǒng)錨桿施作等工序，施工進(jìn)度進(jìn)一步加快，同時(shí)總體施工成本也會(huì)降低。波紋板的另一個(gè)用途是作為隧道二襯結(jié)構(gòu)。在波紋板與初支之間灌注混凝土，最終形成一個(gè)鋼混組合承載結(jié)構(gòu)。利用波紋板自身承載能力與變形適應(yīng)能力，不但可以降低二襯厚度，還可以防止出現(xiàn)傳統(tǒng)混凝土的易開裂、掉塊等問題。同時(shí)，波紋板作為二襯時(shí)，還可作為二襯模板使用。波紋板隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)見圖7。

圖6 隧道洞口波紋板防護(hù)及明洞結(jié)構(gòu)

3.2.3 隧道病害加固

鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)開裂、掉塊、網(wǎng)裂、滲漏水、凍脹等病害嚴(yán)重威脅運(yùn)行安全。受既有線天窗時(shí)間、隧道限界、施工工期、施工成本、隧道操作空間以及施工環(huán)境的限制，現(xiàn)有的整治方法往往達(dá)不到預(yù)期效果，導(dǎo)致隧道病害反復(fù)出現(xiàn)，難以根治。相對(duì)而言，采用波紋板套襯技術(shù)加固隧道具有一定的優(yōu)勢(shì)。波紋板自身厚度較小，可以應(yīng)用于受隧道建筑限界限制、無法施作鋼筋混凝土套襯的地段；由于鋼結(jié)構(gòu)為延性結(jié)構(gòu)，可以將波紋板結(jié)構(gòu)應(yīng)用于隧道受凍脹力、地應(yīng)力、膨脹力以及水壓力作用容易產(chǎn)生較大變形的地段；波紋板結(jié)構(gòu)作為一種面狀結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于隧道襯砌開裂變形且容易發(fā)生大面積剝落、掉塊的地段。同樣，波紋板作為面狀與延性結(jié)構(gòu)，可以將集中荷載進(jìn)行分散，利用自身的延性，起到緩沖作用，因此，波紋板可以應(yīng)用于隧道襯砌背后存在較大空洞且容易發(fā)生落石沖擊襯砌的地段。除此以外，由于波紋板結(jié)構(gòu)為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，將其應(yīng)用于隧道混凝土原材料、拌合用水缺乏的地段以及工期緊迫、應(yīng)急搶險(xiǎn)工程地段更加具有明顯優(yōu)勢(shì)。波紋板套襯加固隧道見圖8。

圖7 波紋板隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)

圖8 波紋板套襯加固隧道

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 橋涵結(jié)構(gòu)

波紋鋼板橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包含波紋管（板）材和連接件材料選擇、結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)、防腐蝕設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與連接件受力檢算等。波紋管（板）橋涵主要受到填土荷載、施工車輛動(dòng)荷載沖擊力、運(yùn)營(yíng)期動(dòng)荷載以及經(jīng)過涵管液體產(chǎn)生的內(nèi)壓力作用，由于波紋鋼板橋涵結(jié)構(gòu)需考慮與土的共同作用，受力較為復(fù)雜，除采用國(guó)外提出的理論設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算外，還需采用有限元軟件進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定分析。

目前，國(guó)外關(guān)于波紋管（板）的設(shè)計(jì)理論主要有美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)環(huán)向壓力設(shè)計(jì)法、美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM A796/A796M）設(shè)計(jì)方法以及加拿大公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（Canadian Highway Bridge Design Code）的設(shè)計(jì)方法[8-10]。其中，美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)環(huán)向壓力設(shè)計(jì)法提出一種環(huán)向壓力理論[8]。該理論認(rèn)為：隨著上覆填土荷載的逐步增加，波紋管（板）涵洞通過擠壓四周土體獲得被動(dòng)土壓力，波紋管（板）涵洞周圍土壓力分布趨于均勻化。該法主要核算波紋管（板）結(jié)構(gòu)的管壁壓力限值。

美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM A796/A796M）設(shè)計(jì)方法[9]采用極限狀態(tài)控制設(shè)計(jì)，埋置波紋管（板）涵洞按照強(qiáng)度極限狀態(tài)進(jìn)行組合，針對(duì)施工過程核算波紋管（板）結(jié)構(gòu)的壁面積、壓曲、裂縫破壞及施工柔度限值。

加拿大公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（Canadian Highway Bridge Design Code）[10]中主要將最小覆土厚度、板壁環(huán)壓力、接縫強(qiáng)度、波紋管（板）屈曲作為驗(yàn)算指標(biāo)進(jìn)行波紋管（板）橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

除參照以上理論設(shè)計(jì)方法外，利用數(shù)值檢算方法，對(duì)施工車輛以及后期運(yùn)營(yíng)列車荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力檢算[11]，對(duì)于掌握波紋管（板）橋涵的承載力具有重要意義。新建不同截面形式波紋板涵洞模型見圖9。

盡管國(guó)外已經(jīng)頒布了波紋管（板）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，但針對(duì)既有線病害橋涵波紋管（板）加固設(shè)計(jì)目前還未有相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，因此，對(duì)既有線橋涵加固設(shè)計(jì)可采用數(shù)值方法進(jìn)行波紋板承載力檢算。波紋板加固涵洞數(shù)值檢算見圖10。

圖9 新建波紋板涵洞分析模型

4.2 隧道結(jié)構(gòu)

采用波紋板作為隧道支護(hù)、加固及明洞結(jié)構(gòu)時(shí)，可按照現(xiàn)有鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中的“荷載-結(jié)構(gòu)”或“地層-結(jié)構(gòu)”法進(jìn)行檢算。采用“地層-結(jié)構(gòu)”模型時(shí)，必要時(shí)二者之間應(yīng)建立接觸面模型，進(jìn)而考慮波紋板與填充物之間的剪切效應(yīng)；采用“荷載-結(jié)構(gòu)”模型時(shí)，可利用剛度等效原理，將波紋板結(jié)構(gòu)等效為單位長(zhǎng)度的平板結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析。檢算時(shí)還應(yīng)考慮二襯是否失效，深、淺埋地段的檢算荷載應(yīng)按照《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》[12]中的要求進(jìn)行取值；膨脹巖、高地應(yīng)力及高水壓等特殊地段，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)荷載進(jìn)行計(jì)算。波紋板隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)板壁壓力、接縫強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)變形、波紋板屈曲、基礎(chǔ)承載力等指標(biāo)進(jìn)行檢算。檢算模型見圖11。

圖10 既有橋涵波紋管（板）承載力校核

圖11 波紋板加固隧道檢算模型

4.3 洞口防護(hù)結(jié)構(gòu)

將波紋板用于隧道洞口防護(hù)明洞結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮結(jié)構(gòu)自重荷載、落石沖擊荷載、風(fēng)荷載、地震荷載作用下波紋板結(jié)構(gòu)的受力及變形特征。目前，針對(duì)落石沖擊荷載作用下隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，國(guó)內(nèi)外研究人員相繼提出了一些計(jì)算方法[13]。日本道路協(xié)會(huì)通過落石自由落體試驗(yàn)，分析了沖擊力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合Hertz彈性碰撞理論，提出了落石沖擊力理論計(jì)算方法；Labiouseetal通過落石自由落體沖擊試驗(yàn)，提出了落石沖擊力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。此外，《鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè) 隧道》中也規(guī)定了落石沖擊力的計(jì)算方法。由于波紋板為薄壁異型結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)的計(jì)算公式無法真實(shí)地模擬結(jié)構(gòu)受力，因此，需根據(jù)隧道洞口的具體情況，建立預(yù)制裝配式波紋板防護(hù)結(jié)構(gòu)三維動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型，進(jìn)而分析不同荷載組合下波紋板結(jié)構(gòu)的整體安全性。動(dòng)力學(xué)分析見圖12。

5 防腐技術(shù)

由于波紋管（板）結(jié)構(gòu)主要材料為鋼材，其耐久性是影響推廣使用的重要因素。波紋管（板）結(jié)構(gòu)作為埋置結(jié)構(gòu)，受大氣、土壤以及地下水的侵蝕，必須與普通鋼制管道一樣做防腐處理，進(jìn)而延長(zhǎng)波紋管（板）結(jié)構(gòu)的壽命。波紋管（板）除處于以上腐蝕環(huán)境外，在運(yùn)輸與安裝過程中，防腐措施容易被破壞，因此，波紋管（板）防腐涂層的耐磨性也是一項(xiàng)較為重要的指標(biāo)。

目前，美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)、美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)、加拿大鋼波紋管協(xié)會(huì)等對(duì)波紋管（板）的抗腐蝕技術(shù)進(jìn)行了研究，并且提出了一系列防腐措施（見表1）[8-10]。

圖12 落石沖擊荷載下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)

表1 波紋管（板）防腐技術(shù)

上述防腐技術(shù)措施是近年來比較常用的波紋板防腐方法。每種方法都具有其局限性。鍍鋁涂層因?yàn)楸砻驽冧X層的硬度不夠，常常導(dǎo)致由于施工過程中的刮蹭而破壞；熱浸鍍鋅的酸洗除銹會(huì)給防腐蝕留下隱患；涂裝聚合物涂層時(shí)也會(huì)因?yàn)橛捕炔粔蚝涂節(jié)B透作用不強(qiáng)而產(chǎn)生脫落或者開裂問題；納米滲鋅耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性相對(duì)較差。波紋板典型防腐技術(shù)見圖13。

總之，波紋板防腐蝕設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)的使用功能要求、結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的腐蝕因子以及造價(jià)等因素，因地制宜地選擇防腐技術(shù)措施。

6 施工工藝

國(guó)內(nèi)外新建波紋管（板）結(jié)構(gòu)物的安裝技術(shù)主要是逐片拼裝或整環(huán)吊裝，施工機(jī)械主要為吊車與叉車，這在開闊地段施工較為方便，但將波紋管（板）應(yīng)用到既有線涵洞、隧道的病害整治時(shí)，由于作業(yè)空間受限，采用常規(guī)施工方法已經(jīng)無法滿足要求，因此，需要根據(jù)病害涵洞、隧道的實(shí)際情況，提出相適應(yīng)的施工安裝方法。新建波紋管（板）結(jié)構(gòu)施工工藝見圖14。

7 施工質(zhì)量控制

波紋管（板）在出廠前，應(yīng)進(jìn)行廠內(nèi)預(yù)拼裝，這樣不但可以保證波紋管（板）板件的尺寸精度，還可以保證現(xiàn)場(chǎng)安裝精度，提高安裝效率。波紋管（板）進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)對(duì)波紋管（板）板材、螺栓以及防腐涂層質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)；波紋管（板）結(jié)構(gòu)安裝過程中，還應(yīng)對(duì)波紋管（板）連接螺栓的施工扭矩進(jìn)行控制，并且按照相關(guān)要求進(jìn)行抽檢，必要時(shí)應(yīng)對(duì)接縫強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)[14-15]。波紋管（板）結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)見圖15。

8 鐵路應(yīng)用前景

圖13 波紋板典型防腐技術(shù)

圖15 波紋管（板）結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)

目前，我國(guó)相關(guān)單位在既有隧道、涵洞病害整治方面進(jìn)行了波紋管（板）結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究工作，并在部分鐵路隧道、涵洞病害整治中進(jìn)行了試用，取得了良好的工程效果。今后隨著鋼材加工制造工藝特別是防腐技術(shù)的提高以及行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不斷完善，波紋管（板）結(jié)構(gòu)作為一種新的結(jié)構(gòu)形式，以其良好的力學(xué)性能以及施工簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于新建鐵路小跨度橋梁、涵洞、隧道明洞、隧道支護(hù)、隧道洞口防護(hù)結(jié)構(gòu)以及寒冷地區(qū)防風(fēng)通道中，未來鐵路工程用波紋管（板）需求將大幅增長(zhǎng)。此外，波紋管（板）技術(shù)對(duì)于推廣新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品的應(yīng)用，促進(jìn)新時(shí)期鐵路建設(shè)的健康可持續(xù)發(fā)展也具有重大現(xiàn)實(shí)意義，符合“綠色、循環(huán)、低碳”的交通建設(shè)要求，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

9 結(jié)束語

（1）高強(qiáng)波紋管（板）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、承載力高，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于新建鐵路小跨度橋梁、涵洞、隧道明洞、隧道支護(hù)以及隧道洞口危巖落石防護(hù)結(jié)構(gòu)，而且可以用于病害橋涵以及隧道整治。

（2）鐵路工程用波紋管（板）的應(yīng)用應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)用途與功能，從承載力、耐久性、經(jīng)濟(jì)性以及工期等角度出發(fā)，對(duì)波紋管（板）主體結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行優(yōu)選，必要時(shí)還需考慮結(jié)構(gòu)的絕緣性與螺栓的掉落問題，以免引發(fā)安全事故。

（3）目前我國(guó)公路行業(yè)制造的波紋管（板）防腐措施主要為簡(jiǎn)易熱浸鍍鋅法，該工藝對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，并且鍍層厚度和質(zhì)量無法保證，嚴(yán)重影響波紋管（板）的使用壽命，因此，研究新型防腐涂層技術(shù)及工藝尤為必要。

（4）我國(guó)制造波紋管（板）的設(shè)備簡(jiǎn)陋、自動(dòng)化水平比較低，冷彎后的板材精度差，應(yīng)加快波紋管（板）制造設(shè)備的研發(fā)，形成現(xiàn)代化的成型工藝及安裝設(shè)備。