鋼制波紋涵管又稱金屬波紋管涵、金屬波紋涵管、鋼波紋板通道、金屬波紋板通道、波紋鋼管,由普通熱軋?zhí)间摪、不銹鋼板、耐候鋼板或者熱鍍鋅熱軋/冷軋鋼板(國(guó)內(nèi)通常用厚度為2mm~6mm的Q235或SS400熱軋薄板)加工而成,帶有波紋外形并經(jīng)過(guò)耐腐蝕處理(表面鍍鋅、鍍鋁或噴涂復(fù)合物涂層)。
鋼質(zhì)波紋管在國(guó)外有100多年的制造歷史,美國(guó)、加拿大、韓國(guó)、日本、中國(guó)、印度和歐洲一些國(guó)家均有企業(yè)生產(chǎn)。美國(guó)和加拿大還設(shè)有專門的行業(yè)協(xié)會(huì),1980年以來(lái),美國(guó)和加拿大等國(guó)加強(qiáng)了對(duì)其應(yīng)用環(huán)境、腐蝕機(jī)理、設(shè)計(jì)和制造等方面的研究,建立了一整套制造、加工、設(shè)計(jì)、使用、檢測(cè)規(guī)范。2002年美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)(AISI)和加拿大波紋管協(xié)會(huì)聯(lián)合出臺(tái)了一系列鋼標(biāo)準(zhǔn),見表1。近兩年,美國(guó)波紋鋼管協(xié)會(huì)(NCSPA)綜合近幾年的波紋管使用情況,又出版了一系列的波紋管相關(guān)手冊(cè),用于波紋管設(shè)計(jì)、制造和使用。
波紋鋼管制造工藝分為先鍍鋅后成型和先成型后鍍鋅兩種工藝。前者是用鍍鋅鋼板直接輾軋成型(簡(jiǎn)稱CSP),后者是先輾軋鋼板,然后進(jìn)行噴涂鍍層,裝配并用鍍鋅螺栓和螺母栓固在一起形成一個(gè)圓管、拱形管或其它形狀波紋管(簡(jiǎn)稱SPCSP)。當(dāng)前,后噴涂的涂料已由過(guò)去的僅鍍鋅發(fā)展到根據(jù)壽命要求分別噴涂鍍鋅(鋅層厚度600g/m2以上)、鍍鋁和噴涂聚合物涂層等,壽命保證分別達(dá)到50年~100年。
美國(guó)和加拿大已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈,對(duì)專用鋼板制造和供應(yīng)、鋼板涂鍍層加工、涂鍍層材料生產(chǎn)、波紋管設(shè)計(jì)、波紋管制造、波紋管設(shè)備制造等進(jìn)行專業(yè)化分工。根據(jù)NCSPA統(tǒng)計(jì),高峰時(shí)期,其旗下會(huì)員單位超過(guò)140家。
當(dāng)前,鋼質(zhì)波紋管的應(yīng)用從最初的公路涵管逐步推廣到高速公路、市政公路、鐵路、橋梁、農(nóng)業(yè)、港口、機(jī)場(chǎng)、市政管道、工業(yè)、商業(yè)建筑、民用住宅、礦山、舊基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)、新能源領(lǐng)域。根據(jù)美國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查統(tǒng)計(jì),近幾年,鋼質(zhì)波紋管占美國(guó)大口徑管路市場(chǎng)的30%以上,美國(guó)波紋鋼管的年銷售額達(dá)到150億美元。此外,日本、韓國(guó)等東亞國(guó)家自20世紀(jì)末也開始使用波紋管涵。
鋼質(zhì)波紋管在工程應(yīng)用上具有很多優(yōu)勢(shì),如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,是鋼筋混凝土強(qiáng)度的1倍~3倍;使用壽命長(zhǎng),可達(dá)100年以上;重量輕、施工便捷,重量只有水泥制品的10%~20%,且土建與管體拼裝可分開同時(shí)實(shí)施,施工期短,工期可縮短一半;軸向具有柔性,可適用于復(fù)雜地質(zhì)條件和沉降比較嚴(yán)重的地區(qū);在施工條件比較惡劣的地區(qū)或者特殊地質(zhì)條件下,工程實(shí)際造價(jià)比同類跨徑的鋼筋混凝土橋、涵洞低;幾乎不用維護(hù),運(yùn)行維護(hù)成本低;可進(jìn)行工廠集中化生產(chǎn),不受環(huán)境影響,有利于降低成本和質(zhì)量控制;現(xiàn)場(chǎng)安裝方便,無(wú)須使用大型設(shè)備;環(huán)保低碳,減少或根本舍棄了常規(guī)建材,如水泥、黃沙、石子、木材的使用,有利于環(huán)境保護(hù)。
隨著環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)、勞動(dòng)力成本上升以及對(duì)施工要求提高,美國(guó)和加拿大等國(guó)家將鋼質(zhì)波紋管的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,幾乎涵蓋了所有過(guò)去以混凝土、普通鋼板為建構(gòu)筑材料的領(lǐng)域,主要包括:公路、鐵路和礦山隧道類,河流、污水、排水的溝渠和管道類,地下基礎(chǔ)保護(hù)類,雨水、油類等液體儲(chǔ)罐或井類,固體倉(cāng)類,簡(jiǎn)易倉(cāng)庫(kù)和廠房類。
尤其值得注意的是,在面對(duì)暴雨導(dǎo)致的城市內(nèi)澇問(wèn)題時(shí),美國(guó)的解決方案就是采取由CSP材料建成的地下雨水收集和釋放系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在美國(guó)作為停車場(chǎng)、公園、體育場(chǎng)館、路堤、雨水淤積帶、洪泛區(qū)、排水渠、洼地等商業(yè)、公共和民用建筑、公路設(shè)施的輔助系統(tǒng),得到了大范圍推廣。




