DB37/T 4643-2023 波纹钢管涵洞设计与施工技术规范

ICS93.040

CCSP28

37

山东省地方标准

DB37/T4643—2023

波纹钢管涵洞设计与施工技术规范

Technicalspecificationfordesignandconstructionofcorrugatedsteelpipeculvert

2023-08-22发布2023-09-22实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T4643—2023

目次

前言................................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4基本规定...........................................................................3

4.1适用条件.......................................................................3

4.2布设基本要求...................................................................3

5材料...............................................................................4

5.1主体结构材料...................................................................4

5.2连接件.........................................................................6

5.3焊接材料.......................................................................6

5.4密封材料.......................................................................6

5.5防腐材料.......................................................................7

5.6结构性回填材料.................................................................7

6结构设计...........................................................................7

6.1一般规定.......................................................................7

6.2作用...........................................................................7

6.3最小覆土厚度..................................................................10

6.4地基与基础设计................................................................10

6.5主体结构设计..................................................................12

6.6构造规定......................................................................19

7耐久性设计........................................................................26

7.1一般规定......................................................................26

7.2防腐层设计....................................................................27

7.3内衬设计......................................................................27

7.4防腐及防磨蚀措施的选择........................................................27

8施工..............................................................................28

8.1一般规定......................................................................28

8.2测量放样......................................................................28

8.3地基与基础施工................................................................28

8.4管节拼装......................................................................29

8.5结构性回填....................................................................30

8.6上部土层施工..................................................................31

8.7洞口施工......................................................................31

8.8质量控制及验收................................................................31

附录A（规范性）常用波纹钢管（板）截面特性及圆管常用孔径............................32

附录B（资料性）波纹钢管涵洞常用截面及适用情况......................................35

I

DB37/T4643—2023

附录C（资料性）设计流程............................................................36

C.1钢板应力和连接强度计算........................................................36

C.2施工阶段验算..................................................................36

附录D（规范性）结构性回填土的弹性模量ES...........................................37

附录E（规范性）相关参数计算公式....................................................38

附录F（资料性）施工流程............................................................39

F.1路堤法........................................................................39

F.2反开槽回填法..................................................................40

参考文献.............................................................................41

II

DB37/T4643—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由山东省交通运输厅提出并组织实施。

本文件由山东省交通运输标准化技术委员会归口。

III

DB37/T4643—2023

波纹钢管涵洞设计与施工技术规范

1范围

本文件规定了波纹钢管涵洞设计和施工的要求，描述了对应的证实方法。

本文件适用于新建和改扩建公路波纹钢管涵洞的设计、施工。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T470锌锭

GB/T700碳素结构钢

GB/T706热轧型钢

GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T1230钢结构用高强度垫圈

GB/T1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件

GB/T1591低合金高强度结构钢

GB/T2518连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带

GB/T3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带

GB/T11115聚乙烯（PE）树脂

GB/T12467.1金属材料熔焊质量要求第1部分：质量要求相应等级的选择准则

GB16776建筑用硅酮结构密封胶

GB/T22083建筑密封胶分级和要求

GB/T34567冷弯波纹钢管

GB50017钢结构设计标准

JB/T3223焊接材料质量管理规程

JC/T483聚硫建筑密封胶

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

JT/T791公路涵洞通道用波纹钢管（板）

JTGD30公路路基设计规范

JTGD60公路桥涵设计通用规范

JTGD61公路圬工桥涵设计规范

JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程

JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

JTG3363公路桥涵地基与基础设计规范

JTG/T3365—02公路涵洞设计规范

JTG/T3650公路桥涵施工技术规范

3术语和定义

1

DB37/T4643—2023

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

波纹钢板corrugatedsteelplate

采用热轧钢板为板材，按照规定尺寸，经过波形轧制及冷弯加工而制成的一种波纹板状材料。

3.2

闭口截面结构物structureswithclosedconduit

横截面是封闭的结构物。

注：如圆形、椭圆形、管拱形等。

3.3

开口截面结构物structureswithopenconduit

横截面不是封闭的结构物。

注：如半圆形拱、低弧形拱、箱形等。

3.4

波纹钢板件corrugatedsteelplatesection

波纹钢板经形弧加工制成的具有一定曲率的板件。

[来源：GB/T34567—2017，3.1.8］

3.5

波纹钢管涵洞corrugatedsteelpipeculvert

用螺旋波纹钢管、环形波纹钢管或波纹钢板件（3.4）连接成闭合或开口的，周边用结构性回填材

料回填压实，以保证充分发挥土—结相互作用共同承担荷载的结构物。

注：包括主体结构、洞口结构、附属设施等。

3.6

孔径span

波纹钢管涵洞安装成型后水平方向对应截面中心线之间的最大距离。

3.7

矢高rise

波纹钢管涵洞安装成型后竖直方向对应截面中心线之间的最大距离。

3.8

波距pitch

相邻两个波峰或波谷之间的距离。

[来源：GB/T34567—2017，3.1.10］

3.9

波高depth

波峰与波谷之间的垂直高度。

3.10

结构性回填材料engineeredmaterial

波纹钢管涵洞拼装成型后在其周围按规定方法分层填筑和压实，材料特性和级配符合一定要求的回

填材料。

[来源：JTG/T3365—02—2020，2.1.30，有修改］

3.11

覆土厚度depthofsoilcover

从波纹钢管涵洞顶部波纹剖面中性轴到路面顶之间的竖向距离。

注：覆土厚度H定义见图1。

2

DB37/T4643—2023

标引序号说明：

1——路面顶部；

2——波峰；

3——波纹剖面中性轴；

4——波谷。

图1覆土厚度与最小覆土厚度的定义图示

3.12

最小覆土厚度minimumdepthofsoilcover

保证波纹钢管涵洞稳定性和发挥土—结相互作用的覆土厚度（3.11）最小值。

注：最小覆土厚度Hmin定义见图1。

3.13

路堤法embankmentinstallation

在原有或开挖后的开阔地面安装波纹钢管涵洞，再回填路堤的施工方法。

3.14

反开槽回填法reverseslottingbackfillinstallation

在路基或路面结构层按正常填筑压实施工完成后，再开槽安装波纹钢管涵洞的施工方法。

4基本规定

4.1适用条件

在下列条件下宜优先选用波纹钢管涵洞：

a)混凝土原料缺乏，施工用水困难，建筑材料运输不便，不适合选用圬工结构或钢筋混凝土结

构时；

b)高填方路段选用拱涵、盖板涵或箱涵地基承载力不满足要求，或地基承载力较低，地基处理

难度大，选用常规结构费用高、施工质量难以保证时；

c)软土、湿陷性黄土等特殊地质条件，地基沉降量较大可能对结构造成破坏时；

d)应急抢险、救灾等对工期要求较紧的涵洞通道；

e)旧桥或涵洞的接长、加固或替换；

f)采空、岩溶等地区。

4.2布设基本要求

4.2.1初测阶段和定测阶段波纹钢管涵洞勘测应符合JTG/T3365—02的要求，外业勘测资料应准确可

靠、系统完整。

4.2.2波纹钢管涵洞的位置应符合沿线线形布设要求，与路线总体相协调。

4.2.3波纹钢管涵洞采用的设计洪水频率应符合JTG/T3365—02的要求。

3

DB37/T4643—2023

4.2.4波纹钢管涵洞的截面尺寸，应根据设计洪水流量、河沟断面形态、地质和进出水口沟床加固形

式等条件，经水力验算确定。

4.2.5波纹钢管涵洞布置应减少对自然河道流水断面的压缩。

4.2.6填方超过2m的闭口截面结构物应设置预拱度，同时考虑地基可能产生的沉降，预拱量宜为管

长的0.6%～1.0%，最大不应超过2.0%，波纹钢管涵洞中心的高程不应高于进水口的高程，见图2。

标引序号说明：

1——设置预拱度的波纹钢管涵洞；

2——沉降后的最终坡度线；

3——填料。

图2设置预拱度示意图

5材料

5.1主体结构材料

5.1.1波形参数及截面特性

波形参数及波形示意见图3。波纹钢管（板）的波形参数和截面特性值应按照附录A选取。

注：t为壁厚；p为波距；d为波高；Rc为波形半径。

图3波形示意图

5.1.2结构类型

5.1.2.1波纹钢管分为螺旋波纹钢管、环形波纹钢管和用波纹钢板件拼装成的圆形、拱形或管拱形等

结构，见图4。

4

DB37/T4643—2023

a)螺旋波纹钢管

b)环形波纹钢管

c)波纹钢板件

注：D为直径；p为波距；La为波纹钢板件弧长。

图4波纹钢管的分类

5.1.2.2波纹钢管截面分开口式和闭口式，闭口截面波纹钢管分整体式波纹钢管和拼装式波纹钢管两

种形式。常用截面形式及其适用情况见附录B。

5.1.3尺寸允许偏差

螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的尺寸允许偏差应符合表1的规定。

表1螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的尺寸允许偏差

序号项目允许偏差

1钢板厚度/mm下偏差：0

波距/mm±3

浅波形-1～+3

2

波高/mm中波形-2～+3

深波形、大波形±3

≤1000mm±3

3孔径或矢高/%

＞1000mm±2

5

DB37/T4643—2023

表1螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的尺寸允许偏差（续）

序号项目允许偏差

4波纹钢板件孔中心到板边长度/mm0～+5

5管箍间搭接长度/mm±5

注1：浅波形：波高在49mm及以下的波形；中波形：波高在50mm～99mm的波形；

注2：深波形：波高在100mm～149mm的波形；大波形：波高在150mm及以上的波形。

5.1.4螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的材料宜选用Q235钢、Q355钢、Q390钢和Q420

钢。采用碳素结构钢时，其性能应符合GB/T700的要求；采用低合金结构钢时，其性能应符合GB/T1591

的要求。

5.1.5螺旋波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件所用的钢板、钢带应符合GB/T3274的要求，其尺

寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的要求。

5.1.6采用连续热镀锌钢板及钢带加工波纹钢管、波纹钢板件时，其性能、尺寸、外形、重量及允许

偏差应符合GB/T2518的要求。

5.1.7波纹钢管涵洞构件的外观质量应符合表2的规定。

表2波纹钢管涵洞构件的外观质量

序号项目要求

1切口平直，无明显锯齿状

2颜色表面色泽均匀，无明显缺损

3整体外观表面平整光滑，无损伤、破裂、孔洞，波形无明显变形

4锌层表面平滑、均匀，无滴瘤、剥落、漏镀，无残留的溶剂渣

5涂塑层、沥青层无破裂、剥离、孔洞

6焊缝表面无气孔、裂纹、夹渣及飞溅物等缺陷，焊缝处镀锌层符合本标准要求

7机械刻痕不明显

8端面错位/mm≤5

9螺旋咬口应咬合紧密，且连续、无褶皱

5.1.8开口截面基础及洞口中的混凝土和钢筋材料应符合JTG/T3365—02的要求。

5.2连接件

5.2.1连接件采用高强度螺栓、螺母时，其力学性能指标应符合GB/T1231的要求。

5.2.2结构用高强度垫圈应符合GB/T1230的要求。

5.2.3管箍、法兰盘的材料采用板材时，其性能应符合GB/T700要求，其尺寸、外形、重量及允许偏

差应符合GB/T709的要求。

5.2.4法兰盘的材料采用角钢时，其性能应符合GB/T700的要求，其尺寸、重量及允许偏差应符合

GB/T706的要求。

5.3焊接材料

5.3.1焊接材料的型号应符合GB/T12467.1的要求。

5.3.2焊接材料的质量应符合JB/T3223的要求。

5.4密封材料

6

DB37/T4643—2023

5.4.1密封材料应根据不同的区域和气候条件选择，宜采用天然橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫板、

氯丁橡胶、聚乙烯发泡材料或耐候密封胶等，其质量应分别符合GB/T22083和GB16776的要求。

5.4.2采用聚硫密封胶密封防渗处理时，其质量应符合JC/T483的要求。

5.5防腐材料

5.5.1波纹钢管、波纹钢板件、管箍、法兰盘及高强度螺栓、螺母，出厂前应进行热浸镀锌防腐处理，

热浸镀锌所用的锌应为GB/T470规定的1号锌或0号锌。

5.5.2当涂装非金属覆盖层时，涂装材料的品种、规格、性能应符合JT/T722的要求。

5.5.3当采用聚乙烯塑料作为内衬防护材料时，其材料性能应符合GB/T11115的要求。

5.6结构性回填材料

5.6.1结构性回填材料宜优先选用级配较好的砾类土、砂类土等低腐蚀性、易压实的材料。施工空间

受限等特殊条件可采用由胶凝材料（水泥或粉煤灰等）、集料（粗骨料或细骨料）、水和添加剂（引气

剂或早强剂等）按一定配比拌和的自密实填料。

5.6.2结构性回填材料不应使用垃圾、腐殖质土、有机土、泥炭、淤泥、膨胀土、粉质土、白垩土、

硅藻土等任何有腐蚀性的回填土。

6结构设计

6.1一般规定

6.1.1波纹钢管涵洞的设计基准期为100年。

6.1.2波纹钢管涵洞结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。作用的组合方法应按

JTGD60中作用及其组合的规定确定。

6.1.3波纹钢管涵洞的设计应考虑永久作用、可变作用和地震作用。永久作用主要为覆土产生的作用

及其它可视为永久作用的荷载。可变作用主要为汽车荷载和施工阶段的临时荷载及实际工程中可能出现

的短暂荷载，设计流程见附录C。

6.1.4波纹钢管涵洞的水文、水力计算宜参照JTG/T3365—02的要求，常用波纹钢管涵洞无铺装时糙

率宜根据表3取值。

表3常用波纹钢管涵洞无铺装时糙率推荐值

波距×波高

糙率𝜂

mmh

68×130.015～0.022

125×250.020～0.025

150×500.026～0.037

200×550.028～0.039

230×640.029～0.042

175×650.029～0.043

380×1400.031～0.045

400×1500.032～0.048

6.2作用

6.2.1恒载

7

DB37/T4643—2023

作用在结构上拱上填土的重力作用范围见图5，其每延米的重力按式（1）计算。

图5拱上填土的重力作用范围示意图

𝑊=𝛾⋅𝐷h⋅(𝐻+0.1075𝐷v)····························································(1)

式中：

W——每延米拱上填土的重力，单位为千牛（kN）；

γ——土的容重，单位为千牛每立方米（kN/m3）；

H——波纹钢管涵洞覆土厚度，单位为米（m）；

Dh——波纹钢管涵洞结构的有效跨度（按波纹钢板轴线计算），单位为米（m），取值方法见图6；

Dv——波纹钢管涵洞结构的有效矢高（按波纹钢板轴线计算），单位为米（m），取值方法见图6。

a)圆管结构b)横向椭圆结构c)竖向椭圆结构

d)管拱结构

e)拱形结构

图6Dh和Dv的定义图示

6.2.2活载

6.2.2.1波纹钢管涵洞的设计汽车荷载应采用车辆荷载，根据JTGD60计算公路车辆荷载。

6.2.2.2活载扩散到结构顶部的压应力应按式（2）计算。

8

DB37/T4643—2023

𝐴L

𝜎L=⋅𝑚f··········································································(2)

𝑤⋅𝑙t

式中：

σL——活载扩散到结构顶部的压应力，单位为千帕（kPa）；

AL——车辆荷载后轴轴重，单位为千牛（kN），其取值应根据JTGD60计算；在施工验算中按照

实际轴重验算；

mf——多车道折减系数，无量纲，参考JTGD60的规定；

w,lt——沿车轮宽度和长度方向扩散后的尺寸，单位为米（m）。

活载扩散方法宜参考JTGD60的规定，车轮按其着地面积边缘向下作30°角分布。当几个车轮的压

力扩散线相重叠时，扩散面积以最外边的扩散线为准。公路车辆荷载沿土层的扩散示意见图7。

a)行车方向b)路宽方向

图7车辆荷载扩散示意图

6.2.2.3车辆冲击系数按式（3）计算。

𝜇=0.4(1.0−0.5𝐻)····································································(3)

式中：

μ——车辆冲击系数，无量纲；

H——波纹钢管涵洞顶部覆土厚度，单位为米（m）。

注：对于覆土厚度大于2.0m的情况，不考虑冲击影响。

6.2.3地震作用

6.2.3.1抗震设防烈度VII度及以上的地区波纹钢管涵洞应进行抗震设计，考虑地震作用。竖向地震

作用引起的波纹钢管涵洞的附加压力按式（4）、式（5）计算。

𝐸V=𝑇D⋅𝐴V··········································································(4)

𝑅⋅𝛿

𝐴=0·············································································(5)

V𝑔

式中：

EV——竖向地震作用引起的每延米波纹钢管涵洞的附加压力，单位为千牛（kN）；

TD——恒载引起的每延米波纹钢板压力，单位为千牛（kN），其值按式（10）计算；

AV——竖向地震作用系数，无量纲；

g——重力加速度，单位为米每平方秒（m/s2），取9.8m/s2；

δ——地震动水平加速度峰值，δ取值参考JTG/T2231—01规定，见表4；

R0——竖向地震作用与水平地震作用比值，无量纲，见表5。

9

DB37/T4643—2023

表4抗震设防烈度和水平向设计基本地震动加速度峰值

抗震设防烈度VIIVIIIIX

𝛿0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g

表5竖向地震作用与水平地震作用比值

抗震设防烈度

场地类型VIIVIIIIX

0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g

I00.60.60.60.60.6

I10.60.60.60.70.7

II0.60.60.60.70.8

III0.70.70.80.80.8

IV0.80.80.90.90.8

6.2.3.2对于采用深波形、大波形波纹板的结构，宜考虑竖向地震作用对恒载弯矩的放大作用。由地

震作用产生的附加弯矩ME按式（6）计算。

𝑀E=𝑀D⋅𝐴V·········································································(6)

式中：

ME——竖向地震作用引起的每延米涵洞结构跨中截面附加弯矩，单位为千牛米（kN⋅m）；

MD——恒载作用下每延米涵洞结构跨中截面弯矩，单位为千牛米（kN⋅m），其值按6.5.3计算。

6.3最小覆土厚度

最小覆土厚度Hmin按式（7）计算。

0.52

𝐷h𝐷h𝐷h

𝐻min=max{0.8，()，0.4()}··············································