第42卷第23期交通标准化Vol.42No.232014年12月TransportationStandardizationDec.2014公路波纹钢管涵洞设计计算陈伟健，汪永兰（江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京210014）摘要：传统钢筋混凝土涵洞在运营后期常因结构刚度较大、不能适应地基变形而带来一系列问题，公路波纹钢管涵洞能较好解决这一问题。此外由于施工便捷、经济实用等优点，公路波纹钢管涵洞越来越受到行业的关注，但是由于国内尚无相应完整的设计规范体系，在一定程度上限制了公路波纹钢管涵洞的应用。在综合比较了国外波纹钢管涵洞设计规范的计算公式及参数取值的基础上，结合国内结构材料相关取值，论证了国外波纹钢管涵洞设计规范在我国具有适用性，并推荐采用加拿大公路桥涵设计规范。关键词：波纹钢管；涵洞；受力分析；设计规范中图分类号：U449.83文献标识码：A文章编号：1002-4786（2014）23-0095-06DesignandCalculationofHighwayCorrugatedSteelPipeCulvertsCHENWei-jian,WANGYong-lan(JiangsuProvinceCommunicationsPlanning&DesignInstituteCo.,Ltd.,Nanjing210014,China)Abstract:Problemscomeatthelateroperationperiodforthetraditionalreinforcedconcreteculvertswithgreaterstructurestiffnessandthedisabilityofbeingadaptedtothedeformationoffoundation,whichcanbesolvedwithhighwaycorrugatedsteelpipeculverts.Additionally,moreandmoreattentionwaspaidtocorrugatedsteelpipeculvertsbecauseoftheirconvenientconstruction,economicalefficiencyandpracti⁃cability.Domesticdesignspecificationsystemforhighwaycorrugatedsteelpipeculvertsisnotcompleted,whichlimitstheirdevelopmentofapplicationinsomedegree.Thecalculationformulasandvaluesofpa⁃rametersinforeigncorrugatedsteelculvertdesigncodeswereinvestigatedinthepaper.ThefeasibilityoftheseforeigncodesinChinawasconfirmedwiththeconsiderationofdomesticmaterialproperties.Cana⁃dianHighwayBridgeDesignCodewasrecommended.Keywords:corrugatedsteelpipe;culvert;forceanalysis;designcode0引言由于土压力计算荷载的取值、局部细节构造、涵底基础处治措施不当等原因，传统的钢筋混凝土涵洞在运营后期都容易出现结构贯通裂缝、涵节间错位、涵洞桥前跳车等问题[1]。文献[2]详细列举了对四川、陕西、甘肃、云南等地具有代表性的高等级公路涵洞病害的调查情况。统计结果表明，在调查涵洞范围内，上述地区分别有43.5%、60%、40%、46.4%的涵洞发现病害。传统钢筋混凝土涵洞病害多发性成为对交通结构设施的经济、安全不可忽视的威胁。与传统钢筋混凝土涵洞相比，波纹钢管涵洞具有刚度小、适应变形能力好、施工简便、经济耐久等优点。自1896年波纹钢管涵洞开始应用以来，美国、加拿大等发达国家对这一结构展开了系统详尽的研究，并出台了相应规范。虽然我国收稿日期：2014-11-12作者简介：陈伟健（1987—），男，湖北黄石人，硕士，助理工程师，主要从事桥梁检测与加固工作。（a）管壁破坏（b）局部压屈（c）变形过大于20世纪50年代开始在青藏公路使用波纹钢管涵洞，但相关规范体系尚不完整，波纹钢管涵洞在我国交通行业的应用受到限制。因此，针对国内外波纹钢管涵洞设计规范条文进行研究，对波纹钢管涵洞在我国的推广应用具有指导意义。1问题的提出1.1传统形式涵洞的局限性通过调研统计[1-2]，传统的钢筋混凝土涵洞在运营期呈现病害多发性的主要原因为钢筋混凝土涵洞因刚度大而不能较好地适应环境变形。在运营期填土及地基基础发生沉降时，传统钢筋混凝土涵洞上方填土沉降量小于两侧填土，从而使得涵洞实际承受的的荷载大于涵洞上方土柱的重量。此外，当地基基础发生不均匀沉降时，传统钢筋混凝土涵洞由于适应变形的能力不足，在管节接头处将产生错缝等病害，或者结构本身受力重分布从而产生裂缝。如果仅通过加强基础来控制不均匀沉降，有可能使得涵洞上部与两侧填土沉降差进一步加大，导致出现桥头跳车等病害。1.2公路波纹钢管涵洞的受力特点及破坏形式波纹钢管涵属于柔性结构，图1为在土体自重作用下波纹钢管...