1.立项等级背景及目的和意义 本课题波纹管涵洞是黑龙江省交通运输厅科技项目之一，是采用波纹状管或由波纹状弧形板通过连接、拼装形成的一种涵洞形式。钢波纹管由于轴向波纹使其具有优良的受力特征，轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，可更大程度上分散荷载的应力集中，能适应各种复杂地形、适应较大的沉降与变形和不同的路基填土高度，更好地发挥钢结构的优势。拓展该项目前期研究及应用领域的高度和广度，提升公路钢质波纹管涵洞在设计及应用领域的地位。另外，该项目研究成果的应用和转化将会带动路用波纹钢管这一交通工程新兴产业的发展，具有显著的社会效益和经济效益。 2.研究方法与技术路线 主要的研究方法包括：现场调研；理论分析；模型预测；专家研讨；实验工程考察等。通过对圆形截面大孔径钢质波纹涵洞在不同管顶填土高度、不同地基基础条件、以及重载车辆作用下的结构稳定性进行研究，模拟分析，研究其力学特征和受力规律，对涵洞本身及路基结构进行研究，研究二者的变形和刚度特征，为结构设计方法提供支撑。通过理论分析和有限元模拟分析，针对力学研究所得到的规律，研究其力学设计的参数和方法，包括基础设计、细部构造、连接设计、合理波形等等。通过实例工程研究、总结整理相应的施工工艺，控制安装施工的质量。通过调研，分析钢质波纹管涵洞经济性。 3.取得的成果及解决的主要技术问题 1)对大孔径钢质波纹管测试研究揭示了钢波纹管通道随填土及活载变化的应变规律； 2)通过有限元结构模拟分析，揭示了均布扩散荷载作用时大孔径波纹钢结构的应力变化规律； 3)研究提出钢波纹管涵洞的设计内容；提出基于有限元的结构设计方法；给出结构设计的参数，并推荐结构设计软件、波形设计通用图； 4)研究系统总结了钢波纹管涵洞的施工技术，尤其是大孔径结构拼装技术、回填及压实特殊工艺； 5)研究提出钢波纹管涵洞的适应范围、使用条件、选用原则，以及适合不同场合的防腐蚀方案和技术要求。钢波纹管涵洞服务年限 50 年，完全可以适合一般公路； 6)孔径小于等于4米时，波纹管涵洞与混凝土盖板涵、石拱涵造价基本相当，部分涵洞节省不到 10%，费用增加也在 10%以内，但工期节省 20～50 天。φ5.0m 波纹管涵洞造价与小桥造价基本相当，工期节省 35 天。φ6.0m 波纹管涵洞与石拱涵相比，节省造价18.2%～23%，工期节省 50 天以上； 7)钢波纹管涵洞具有明显的社会效益和经济效益，具有广阔的应用前景。尤其在抢险救灾、地震抗洪、军事保通工程中更能发挥优势。

黑龙江省公路科学研究院

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。