美國、加拿大等國已將波紋鋼管廣泛應用于公路工程，并制定了設計、制造及施工安裝手冊，具有成熟的波紋鋼管涵洞設計理論和修建經(jīng)驗，非洲多數(shù)國家在基礎設施建設中也大量使用波紋鋼管涵洞。有關資料表明，波紋鋼管涵的壽命完全可以達到設計壽命，甚至超過設計壽命。

目前國內(nèi)尚沒有支持波紋鋼管橋涵設計和施工的技術標準。近年來的一些應用基本上都是參照加拿大CHBDC規(guī)范并根據(jù)設計單位和制造商對這種結構的認識和經(jīng)驗進行設計和施工，因而未能得以大規(guī)模推廣。

1、技術原理

波紋鋼埋置式橋涵是一種具有較高的承載力和較強變形適應能力的地下柔性結構，其基本原理是將平鋼板加工成波紋形狀，大大增加其截面慣性矩，因而也大幅增加其承載能力，并通過結構周圍土體的彈性約束和變形實現(xiàn)土壓力的重新分布，利用土與結構的相互作用來分散上部荷載。

2、關鍵技術或工藝流程

（1）《CSPC系列波紋鋼管涵洞設計通用圖》確定了不同填土高度下波紋管的結構尺寸。涵洞直徑從0.75m到10m，包含了14種孔徑，對應7種波形，涵蓋了《公路涵洞通道用波紋鋼管（板）》（JT/T791-2010）全部產(chǎn)品規(guī)格及國內(nèi)所有生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力范圍，可適應公路、市政橋涵的各種設計要求。開發(fā)了《CSBS系列波紋鋼埋置式結構產(chǎn)品設計圖》，包括整體管產(chǎn)品、結構板產(chǎn)品、管箍和連接件產(chǎn)品、配件產(chǎn)品、洞口產(chǎn)品、耐磨襯墊產(chǎn)品等，規(guī)范了各種產(chǎn)品的技術參數(shù)、生產(chǎn)工藝與流程、安裝與施工方法。《CSPB系列波紋鋼板埋置式通道、小橋設計通用圖》以開口截面的半圓弧拱和多圓弧拱為主要斷面形式，確定了6m~12m跨徑的波紋鋼通道小橋尺寸規(guī)格。《波紋鋼埋置式結構設計施工手冊》可作為公路、市政等工程領域波紋鋼埋置式結構的生產(chǎn)、設計、施工、維護的技術手冊。形成湖北省地方標準《公路波紋鋼埋置式橋涵設計與施工規(guī)范》

（2）特別適用于超高填方與軟弱地基，最大填土高度可達55m。

（3）包括多種管箍連接構造（6項專利，包括凹形管箍、波紋形管箍、帶法蘭管箍、帽形管箍、平直管箍、半波形管箍）。通過與多種連接件和墊圈的組合使用，可顯著提高連接強度和密封性能，更好地保證結構整體的耐久性。波紋鋼管可通過與各種聯(lián)接配件組裝，便捷、經(jīng)濟地實現(xiàn)彎曲和分岔橋涵。

（4）提出了一些適用于波紋鋼埋置式結構的輕型端部構造。

（5）提出了適合于波紋鋼管涵洞的新型填筑方法。

（6）發(fā)明了適合于波紋鋼管涵洞的抗沖刷耐磨塑料襯墊

（7）提出了耐久性設計方法和采用金屬涂層、非金屬涂層、內(nèi)部襯砌等措施提高波紋鋼埋置式結構使用壽命的多種設計方案。

（8）形成了一整套波紋鋼埋置式結構的安裝、施工、檢查、維護與修復的詳細工法和質(zhì)量控制標準。

3、推廣前景

波紋鋼埋置式結構具有良好的變形適應能力，特別適用于常年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等不良地質(zhì)條件、高填方路段、地震地區(qū)的公路或鐵路涵洞與通道；深波紋和超厚結構板的開發(fā)，使得波紋鋼埋置式結構的跨越能力進一步提高。可廣泛用于有彎曲、分岔等特殊需要的市政、水利和人防工程；還特別適用于軍事、搶險、災后重建等快修工程及道路改擴建工程中對原有結構的加固、置換、修復或接長。與歐美國家相比，國內(nèi)鋼結構在公路、市政工程中的應用并不普遍，這可能與我國鋼材曾經(jīng)短缺的歷史和材料生產(chǎn)和加工工藝水平相對較低有關。

我國公路橋梁以鋼筋混凝土結構為主，約占橋梁總數(shù)的85%，而鋼橋占比則不到1%。相比之下，美國鋼結構橋梁占比達到33%，日本則達到了41%。但隨著國內(nèi)基礎設施建設的快速發(fā)展，我國鋼產(chǎn)量已多年位居世界第一，2013年達到7.82億噸，超過全球總產(chǎn)量的50%，但多年來，我國鋼鐵產(chǎn)能的增速始終高于需求的增速。鋼鐵產(chǎn)能從2004年底 4.2億噸上升到2012年底的9.7億噸，但國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能的利用率僅達到72%，遠低于合理水平。與混凝土結構相比，鋼結構不僅強度高、自重輕、施工工期短、構造靈活，還具有回收利用率高的特點。

在國家大力提倡保護環(huán)境、低碳經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展的政策背景下，尤其是近年來在國內(nèi)鋼材產(chǎn)能過剩、價格低迷的市場環(huán)境下，波紋鋼埋置式結構具有更加優(yōu)越的性價比和社會效益，在公路、市政等諸多領域有著廣闊的應用空間。