DB42/T 1195-2016 公路波纹钢埋置式桥涵设计与施工规范

ICS93.040

P28

备案号：DB42

湖北省地方标准

DB42/T1195—2016

公路波纹钢埋置式桥涵设计与施工规范

Codefordesignandconstructionof

corrugatedsteelburiedbridgesandculvertsforhighways

2016-09-28发布2016-12-28实施

湖北省质量技术监督局发布

DB42/T1195—2016

目次

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

引言................................................................................IV

1总则...............................................................................1

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

3术语与定义.........................................................................2

4一般规定...........................................................................5

4.1应用原则.......................................................................5

4.2适用条件.......................................................................5

4.3波纹钢埋置式桥涵结构...........................................................5

4.4附属设施.......................................................................8

4.5结构材料.......................................................................9

4.6布设基本要求..................................................................11

4.7桥涵水力水文计算..............................................................11

4.8构造要求......................................................................12

5结构设计..........................................................................15

5.1一般规定......................................................................15

5.2极限状态设计..................................................................15

5.3容许应力设计..................................................................23

6进出口设计........................................................................26

6.1一般规定......................................................................26

6.2进出口构造设计................................................................26

6.3进出口沟床加固及防护设计......................................................29

6.4斜交涵洞洞口处理..............................................................30

7地基与基础设计....................................................................30

7.1地基设计......................................................................30

7.2基础设计......................................................................32

8耐久性设计........................................................................34

8.1耐久性影响因素................................................................34

8.2腐蚀分级与磨蚀分级............................................................34

8.3防腐蚀与磨蚀材料质量要求......................................................34

8.4耐久性设计方法................................................................36

9施工..............................................................................39

9.1地基施工......................................................................40

I

DB42/T1195—2016

9.2结构安装......................................................................41

9.3回填..........................................................................44

10质量检验评定标准.................................................................44

10.1一般规定.....................................................................44

10.2材料检验.....................................................................44

10.3安装检验.....................................................................45

10.4形状检验.....................................................................45

附录A（规范性附录）用词说明....................................................47

附录B（资料性附录）设计流程图..................................................48

附录C（资料性附录）纵向螺栓接缝承载力试验......................................51

附录D（资料性附录）常用波纹钢管规格表..........................................53

II

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前言

本规范按照GB/T1.1-2009给出规则起草。

本标准共分10章和4个附录，包含构造规定、设计方法、施工程序、质量控制等，将作为湖北省公

路波纹钢埋置式桥涵结构设计、施工的技术标准。

本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。

为提高规范质量，请各有关单位在执行过程中，随时将发现的问题和意见函告中交第二公路勘察设

计研究院有限公司（地址：湖北省武汉经济技术开发区创业路18号，电话：027-84214298），以便修订

时研用。

本标准由湖北省交通运输厅提出并归口管理。

本标准主要起草单位：中交第二公路勘察设计研究院有限公司、湖北省交通规划设计院。

本标准参加起草单位：衡水益通管业股份公司、河北华虹工程材料有限公司、湖北交投襄随高速

公路建设指挥部。

本标准主要起草人：余顺新、卢傲、夏飞、王志成、陈军、张春华、邓涛、张伟、谭慧、段宝山、

郭峰祥、郭云锋、柳霞。

III

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IV

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引言

《公路波纹钢埋置式桥涵设计与施工规范》参考了国内外公路波纹钢埋置式桥涵结构的设计施工研

究与应用成果，总结了湖北省已建及在建公路波纹钢工程实践经验，结合本地区的地形、地质、气候等

特点，系统提出了结构设计、耐久性设计与施工要求。

《规范》的制订填补了我省公路行业波纹钢埋置式桥涵设计施工规范的空白，对于推广新技术、新

结构、新产品的应用、促进新时期公路建设的健康可持续发展、创建“资源节约型、环境友好型”社会

具有重大现实意义。

V

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公路波纹钢埋置式桥涵设计与施工规范

1总则

1.1.1为规范湖北省公路建设桥涵波纹钢埋置式结构的应用，确保工程安全可靠、适用耐久、经济合

理、绿色环保，制定本规范。

1.1.2本规范规定了公路波纹钢埋置式桥涵的术语与定义，结构材料与构造要求，结构设计，耐久性

设计与施工要求等。

1.1.3本规范适用于新建与改扩建公路工程中应用波纹钢制作埋置式桥涵的设计、施工。其它专用公

路、市政道路中应用波纹钢制作埋置式桥涵可参照执行。

1.1.4本规范涉及的钢管（板）、配件材料及加工应符合国家和行业有关产品标准及环境保护法的要

求。

1.1.5公路桥涵波纹钢埋置式结构的勘察、设计与施工除应符合本规范的规定外，尚应符合国家和行

业现行有关标准及规范的规定。

1.1.6公路桥涵波纹钢埋置式结构的布设应与其它桥涵结构形式相协调，宜采用标准跨径、适合于机

械化和标准化生产、易采用现场拼装的装配式结构。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是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/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

GB912碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带

GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓

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连续热镀锌钢板及钢带

GB/T3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带

GB/T12467金属材料熔焊质量要求

GB50017钢结构设计规范

GB50205钢结构施工质量验收规范

GB/T50283公路工程结构可靠度设计统一标准

GB50661钢结构焊接规范

1

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JB/T3223焊接材料质量管理规程

JC/T798聚氯乙烯建筑防水接缝材料

JT/T710公路桥涵用波形钢板

JT722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）

JTGB01公路工程技术标准

JTGD30公路路基设计规范

JTGD60公路桥涵设计通用规范、

JTGD63公路桥涵地基与基础设计规范

JTG/TD65-04公路涵洞设计细则

JTGF10公路路基施工技术规范

JTG/TF50公路桥涵施工技术规范

JTGF80/1公路工程质量检验评定标准

TB10212铁路钢桥制造规范

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1埋置式结构buriedstructures

周边及拱顶采用结构性回填土经压实，以保证土与结构物相互作用共同承担荷载的构造物（桥梁、

涵洞、通道、管道及隧道内衬）。

3.2圆管roundpipe

圆形或长短轴之比不大于1.1的椭圆形钢管。

3．3水平（竖直）椭圆形管horizontally/verticallyellipticalpipe

长轴为水平（竖直）方向且长短轴之比大于1.1的椭圆形钢管。

3.4管拱pipe-arch

由至少三种半径的弧形组成且拱底半径大于拱顶和拱侧半径的闭口结构。

3.5圆弧拱arch

由一种半径的圆弧组成的带基础的开口结构，一般分为半圆拱、小半圆拱、马蹄形拱。

3.6多圆弧拱multi-radiusarch

由两种或两种以上半径的圆弧组成的带基础的开口结构，一般起拱线高于基础顶面。常见有椭圆形

拱、两半径拱、三半径拱。

3.7箱形结构boxculvert

截面近乎矩形、拱顶较为平坦（拱顶半径较大）的一种特殊的多圆弧拱。

2

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3.8拱顶crown

波纹钢结构横断面的最高点或附近的一段区域。

3.9拱底invert

波纹钢结构横断面的最低点或附近的一段区域。

3.10拱腋haunch

波纹钢结构横断面上位于起拱线与管基或基础顶部之间的部分。

3.11拱肩shoulder

波纹钢结构横断面上位于拱顶与起拱线之间的部分。

3.12起拱线springline

波纹钢结构横断面上水平方向最外侧点的连线。

3.13管基bedding

天然地基或换填后的地基与闭口结构底部之间与拱底外形相适应的一定厚度的垫层。

3.14波纹钢板corrugatedsteelplate

采用热轧钢板，按照规定的尺寸，经过波形轧制及冷弯加工而制成的一种波形板状材料。

3.15整体式螺旋形波纹钢管helicalcorrugatedsteelpipe

钢板或钢带经加工制成的螺旋形波纹钢管。

3.16整体式环形波纹钢管annularcorrugatedsteelpipe

钢板或钢带经加工制成的环形波纹钢管。

3.17波纹钢结构板corrugatedsteelstructuralplate

经环向加工制成的具有一定曲面、一定尺寸的波纹钢板，也称拼装式波纹管板。

3.18波纹钢结构板长度lengthofcorrugatedsteelstructuralplate

曲面波纹钢结构板的环向弧长。

3.19波纹钢结构板宽度widthofcorrugatedsteelstructuralplate

曲面波纹钢结构板的纵向宽度。

3.20波距corrugationpitch

波纹剖面相邻两个波峰之间的距离。

3.21波高corrugationdepth

波纹剖面波峰与波谷之间的垂直高度。

3.22壁厚platethickness

3

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波纹剖面的钢板厚度（不含镀锌层）。

3.23深波纹deepcorrugations

波高100mm以上的波纹钢结构板。

3.24浅波纹shallowcorrugations

波高100mm以下的波纹钢结构板。

3.25圆管内径innerdiameter

从波纹钢圆管内量测的波峰之间的内圆直径。

3.26跨径span

结构安装成形后水平方向对应波谷之间的最大距离。

3.27矢高rise

结构安装成形后竖向对应波谷之间的最大距离，对于开口截面，指拱顶与拱脚之间的竖向距离。

3.28预拱度camber

用来补偿闭口结构管基工后沉降的一种纵断面调节措施。

3.29结构性回填土engineeredsoil

波纹钢埋置式结构周围按规定方法分层填筑和压实的、材料特性和级配符合一定要求的回填土，以

保证结构稳定性和发挥土-结构相互作用。

3.30结构性回填区structuralbackfill

波纹钢埋置式结构周围结构性回填土的包络范围，包括管基。

3.31填土厚度depth/heightoffill

从结构拱顶波纹剖面中性轴到路面或地面或道砟底面之间的竖向距离。

3.32最小填土厚度minimumdepthofcover

为保证土与结构共同作用所需要的拱顶最小填土厚度，指从拱顶（波峰）到路面结构层底面之间的

竖向距离的最小值。

3.33环向压力circumferentialcompressiveforce/ringcompression

回填材料和外荷载在结构壁内产生的单位长度上的切向压力。

3.34土拱作用arching

埋置式结构周围土体对结构产生的增荷（不利土拱效应）或卸荷作用（有利土拱效应）。

3.35筑堤法embankmentinstallation

筑堤法施工是指在原有（或开挖后的）开阔地面上安装波纹钢结构并填筑结构性回填和周围路堤的

施工方法。

4

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3.36管沟法trenchinstallation

管沟法施工是指在原有地面开挖管沟，再安装结构并回填。如果结构性回填区周围的天然土体或

管沟壁的强度和刚度小于结构性回填土的强度和刚度，则认为是筑堤法。

3.37耐久性裕量durabilityallowance

结构耐久性设计时考虑腐蚀、磨蚀等因素需要在结构计算所需的基材厚度基础上增加的额外厚度。

3.38柔度系数flexibilityfactor

为实现在运输和安装的过程中波纹钢结构不产生永久变形，对波纹钢结构管壁柔度的度量。

3.39防护涂层protectivecoating

设计用于使波纹钢结构材料免遭环境侵蚀的防护层。防护层的类型包括镀铝、镀锌、高分子聚合材

料、沥青和环氧树脂材料等。

4一般规定

4.1应用原则

4.1.1波纹钢埋置式结构应遵循因地制宜、因材制宜、满足功能、方便施工的原则。

4.1.2设计应综合考虑公路等级、重要性程度、地形地貌、地质、进出口排水条件、路基填高、材料

运输、施工条件、养护因素等特征条件，合理布设波纹钢埋置式结构。

4.1.3波纹钢埋置式结构的钢板厚度选择须与波形相适应。

4.1.4波纹钢埋置式结构所用钢板及配件整体应具有足够的耐腐蚀与磨蚀能力，设计和施工应考虑适

当的防腐蚀与磨蚀裕量。

4.1.5波纹钢埋置式结构应能适应施工和使用的整体刚度要求。

4.2适用条件

4.2.1波纹钢埋置式桥涵适用下列条件：

a)桥涵不适合选用圬工结构，或浇筑混凝土使用的原材料缺乏、施工用水困难、建筑材料运输不

便时；

b)选用拱涵或盖板涵地基承载力不满足要求，地基处理难度大、费用高或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。

4.3波纹钢埋置式桥涵结构

4.3.1波纹钢埋置式桥涵可采用闭口结构与开口结构等形式（如图1所示），其截面形状可采用圆管

型、管拱形、竖直椭圆形、水平椭圆形、马蹄形拱、椭圆形拱、单圆弧拱、双圆弧拱和三圆弧拱等形状

（如图2所示）。

5

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填土

拱顶

填土拱肩

回填拱肩

拱顶

拱肩

回填拱肩矢高

跨径矢高跨径起拱线

跨径跨径起拱线

拱腋

拱底

拱腋

拱底

管基

a）闭口结构管基

填土

拱顶填土

回填拱肩

拱肩

拱顶

回填拱肩

拱肩矢高

起拱线

基础矢高

起拱线

基础跨径

跨径

b）开口结构

图1埋置式结构典型横断面

6

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7

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图2波纹钢埋置式结构尺寸详图

4.3.2波纹钢埋置式桥涵闭口结构应符合以下一般规定：

a)闭口截面波纹钢管（板）结构可采用整体式波纹管和拼装式波纹管两种形式；

b)整体式波纹管：螺旋带肋钢管和螺旋形波纹钢管可采用工厂咬口方式连接或平行式连接。环形

波纹钢管可采用轴向法兰盘连接或采用半圆管节翻边连接。整体式波纹管管节长度根据运输条

件确定；

c)拼装式波纹管：用片状波纹钢板在现场采用螺栓连接拼装形成，其板分片尺寸由母材尺寸及镀

锌、吊装、运输和拼装条件确定。波纹钢板纵、环向均须错缝搭接，环向搭接长度不宜小于

50mm，纵向搭接长度不宜小于100mm；

d)波纹管内外两面和紧固连接件等均须进行镀锌防腐处理，接缝应进行密封防水防腐处理。

4.3.3波纹钢埋置式桥涵开口结构应符合以下一般规定：

a)拼接用波纹钢板件的分片尺寸应由母材尺寸、镀锌和吊装、运输和安装条件确定；

b)开口结构基础形式一般采用混凝土扩大基础，基础内须预埋钢板连接件以保证与波纹钢板连

接；

c)波纹钢板件内外两面和紧固连接件等均须进行镀锌防腐处理，接缝应进行密封防水和防腐处

理。

4.4附属设施

4.4.1通道长度超过100m时应参照JTGD70设置照明。

4.4.2河沟纵坡较陡、泥石流地区，或人烟稀少、清淤不便的地区，宜根据地形条件和植被情况在进

水口设置防堵栅栏。

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4.4.3对冲刷严重的闭口截面结构，应在洞身底部内壁一定高度范围全长设置内衬进行防护处理。

4.4.4波纹钢埋置式结构线外工程，可增设消力池、急流槽等附属工程。

4.5结构材料

4.5.1结构主体材料应满足以下一般规定：

a)螺旋形波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的材料采用碳素结构钢时，其性能应符合GB/T700

的要求，抗拉强度不小于370MPa；

b)螺旋形波纹钢管、环形波纹钢管及波纹钢板件所用的钢板、钢带应符合GB912或GB/T3274

的规定，其尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的规定；

c)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的规定，抗拉强度不小于370MPa；

d)螺旋形波纹钢管、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螺旋形波纹钢管、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壁厚t（mm）不小于设计值

2波距l（mm）±3

3波高d（mm）±3

4管节长度LP（%）±2

5跨径dh（%）±2

6波纹钢板件长度LL（%）±1

7波纹钢板件宽度LW（%）±1

e)整体波纹钢管纵向焊缝焊接工艺应符合GB50661的要求，以保证焊接质量，从而保证整体波纹

钢管的力学性能。

4.5.2连接件应满足以下一般规定：

a)螺旋形波纹钢管、环形波纹钢管、波纹钢板件的连接件宜采用高强度六角螺栓、螺母和垫圈等

构件，其性能指标应符合GB/T1231的要求；

b)高强度螺栓、螺母规格：直径（跨径）较大的拼装式波纹钢埋置式结构宜采用M12、M16、M20、

M24等规格；

c)螺栓材料采用40Cr钢，且应符合GB/T3077的要求。螺母材料采用45号钢，且应符合GB/T

700的要求；

d)管箍、法兰盘的材料采用碳素结构钢时，其性能应符合GB/T700的要求，抗拉强度不小于370

MPa；

e)法兰盘用角钢尺寸、重量及允许偏差应符合GB/T706的规定；

f)法兰螺栓打孔的孔位、孔距等允许偏差应满足GB50205的规定，避免引起连接部螺栓松动、脱

落或结合不紧密的情况。

4.5.3波纹钢管的管箍与管节之间、法兰盘之间或翻边接合面之间，以及各搭接的波纹钢板件之间应

采取密封措施。密封材料应具有弹性和不透水性，并应填塞紧密。低温条件下密封材料应具有良好的抗

冻、耐寒性能。密封材料可选择常用的天然橡胶、氯丁橡胶、聚乙烯泡沫或耐候密封胶等。

9

DB42/T1195—2016

4.5.4焊接材料采用的型号应符合GB/T12467的要求。焊接材料的质量应符合JB/T3223的要求。

4.5.5防水密封材料的性能应符合相应材料的标准要求。聚氯乙烯材料应符合JC/T798的标准要求。

4.5.6结构物所用砂、石料、混凝土等附属结构材料应符合JTG/TD65的规定。

4.5.7结构性回填材料应具有良好的透水性，并不得含有腐蚀性化学物质。宜优先采用砾类土、砂类

土，或采用砾石、碎石与细粒土的混合料；当细粒土的成分为黏性土或粉土时，所掺入的石料体积应占

总体积的2/3以上。

a)结构性回填材料按表2进行分类；

表2结构性回填材料的分类

类型粒径描述简称符号

级配良好的砾石或砂砾GW

级配较差的砾石或砂砾GP

I粗

级配良好的砂或砾质砂SW

级配较差的砂或砾质砂SP

含粘土的砾石或砂砾GC

II中等含粘土的砂或砾质砂SC

粉砂或粉质砾砂SM

b)结构性回填材料的容重常用实验确定，无实验资料时按表3取用；

表3结构性回填材料的容重

容重

种类

kN/m3

砾石22.0

粗粒土（颗粒状）22.0

碎石土22.0

细粒砂土20.0

c)不同类型结构性回填材料的压缩模量按表4线性内插取值。

表4结构性回填材料的压缩模量

标准普氏压实度压缩模量Es

类型

%MPa

856

9012

I

9524

10030

853

906

II

9512

10015

10

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4.6布设基本要求

4.6.1波纹钢埋置式桥涵位置应符合路线布设要求，宜选择布置在地形有利、地质条件良好、沟床相

对稳定的河（沟）段上。

4.6.2波纹钢埋置式桥涵斜交时宜采取斜交正做的方式；处于10%以上的陡坡时，应对结构进行分

段加固以限制其位移；弯曲和分岔布设时，可以通过弯头、三通等构造连接成整体结构。

4.7桥涵水力水文计算

4.7.1桥涵勘测及水力水文计算方法及要求应符合JTG/TD65中的相关规定。

4.7.2桥涵水力计算公式中的涵内糙率nh与波纹形状（波距和波高）及桥涵跨径等因素有关。

4.7.3螺旋形波纹钢管桥涵结构的糙率可按表5内插取值。

表5螺旋形波纹钢管桥涵结构的糙率nh

直径

波距×波高

mm

mm

7501000125015002000