波紋管目前在國(guó)外的研究現(xiàn)狀
據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上_早的
波紋管誕生在1784年,1896年美國(guó)進(jìn)行波紋板通道、涵管的研究,并_應(yīng)用于涵洞;1913年首條波紋板涵洞被應(yīng)用于英國(guó)蘇格蘭愛丁堡近鄰的農(nóng)場(chǎng)灌溉;1931年澳大利亞_建成8m汽車通道一座;1990年《日本高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》制定了波紋管設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范。隨著波紋管在世界各地的安裝使用,證明了這種結(jié)構(gòu)物在各種使用情況下的通用性,而且其壽命已_了設(shè)計(jì)壽命。
在美國(guó)、加拿大等,波紋管涵已被廣泛用于公路工程,并制定了設(shè)計(jì)、制造及施工安裝手冊(cè),積累了較為成熟的波紋管涵設(shè)計(jì)理論及修建經(jīng)驗(yàn)。韓國(guó)自1997年開始研究應(yīng)用鋼波紋管涵洞,主要采用北美的相關(guān)技術(shù),
到2004在韓國(guó)相繼修建了700余處波紋管板涵。目前非洲多數(shù)_在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中也大量使用波紋管涵洞。美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)AISI出版的Modern Sewer Design(1999年版),以及美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)AISI和加拿大鋼波紋管協(xié)會(huì)共同出版的Handbook of Steel Drain-age &Highway Construction PRODUCS(2002年版)等手冊(cè)系列地討論了鋼波紋管排水管道和涵洞的應(yīng)用、設(shè)計(jì)、施工。表1-1為其不同類型鋼管應(yīng)用的大小、波形、厚度和形狀,其所采用的防腐技術(shù)及要求。
AISI不同類型鋼管應(yīng)用的跨徑、波形、厚度和形狀
管類型 跨徑(或直徑)(mm) 波形(mm) 厚度范圍(mm) 形狀
鋼波紋管
150-450 38x6.5 1.32-1.63 圓形
150-900 51x13 1.32-2.01 圓形
300-2400 68x13 1.32-4.27 圓形、管拱
1350-3600 75x25 1.63-4.27 圓形
1350-3600 125x25 1.63-4.27 圓形
1350-3600 75x25 2.01-4.27 管拱
1800-3000 125x25 2.77-4.27 管拱
1500-8010 152x51 2.82-9.65 圓形、管拱、橢圓或其他形狀
從國(guó)外的研究和應(yīng)用看,國(guó)外對(duì)鋼波紋管涵洞的受力研究較少,研究主要側(cè)重在防腐問題上,設(shè)計(jì)多為較保守的經(jīng)驗(yàn)方法。
波紋管在國(guó)內(nèi)研究狀況
①與國(guó)外研究相比較,國(guó)內(nèi)研究主要在以下幾個(gè)方面具有較多的創(chuàng)新。
國(guó)外鋼波紋管涵洞應(yīng)用技術(shù)主要以美國(guó)、加拿大等為先導(dǎo),韓國(guó)、日本等在美國(guó)、加拿大等的基礎(chǔ)上進(jìn)行引進(jìn)、優(yōu)化形成本國(guó)的相應(yīng)技術(shù)。但那些_波紋管形狀和波形參數(shù)存在共同點(diǎn):波高與波長(zhǎng)之比較小(簡(jiǎn)稱淺波形,
一般比值1/6-1/3)。淺波形能節(jié)約_的用鋼量,可以提供相對(duì)均勻的應(yīng)力分布;但適應(yīng)變形的能力受到限制。該項(xiàng)目主要采用探波形,波高與波長(zhǎng)之比為1/2左右,能夠適應(yīng)復(fù)雜的基本條件的變形條件。
②國(guó)外關(guān)于公路鋼波紋管涵洞的受力,盡管相關(guān)研究部門做了_測(cè)試,但關(guān)于應(yīng)力分布特征并未有明確結(jié)論;該項(xiàng)目通過實(shí)驗(yàn)并結(jié)合有限元模擬得出應(yīng)力隨波形、斷面、填土高度等的分布規(guī)律,并得到不同管徑、不
同壁厚、不同填土的公路鋼波紋管涵洞其_等效應(yīng)力和撓度的規(guī)律。
③國(guó)外關(guān)于公路鋼
波紋管涵洞設(shè)計(jì)多采用經(jīng)驗(yàn)法;該項(xiàng)目_推薦反開槽法施工對(duì)應(yīng)的不同管徑、不同管頂填土高度時(shí)的壁厚,以指導(dǎo)設(shè)計(jì)。