涵洞为何要用波纹管？

河北省鸡泽县实验中学 张艳静

随着我国交通事业的迅猛发展，公路和铁路建设已达到了相当的规模。现在，有一种叫做波纹管涵的技术被广泛应用于公路和铁路涵洞建设领域。那么，你对波纹管涵了解多少呢？

老技术新应用

原来，波纹管涵也叫金属波纹管涵或钢制波纹管涵，是指铺埋在公路、铁路下面的涵洞用螺纹波纹管。波纹管涵可广泛应用于公路、铁路、小桥、通道、挡土墙以及各种矿场等工程中的涵洞。

其实，波纹管涵技术并不是一项新技术。1784年，波纹管涵技术诞生于英国；1896年，美国率先将波纹管涵应用于涵洞建设；到了20世纪，英国、美国、加拿大等国家将波纹管涵应用于铁路交通、农田灌溉及煤矿等领域。

波纹管涵不含糊

我国在解放前就曾应用过波纹管涵技术，但并没有进行大范围的推广。到了20世纪末，我国在青藏公路涵洞建设中对波纹管涵技术进行了系统的实验和研究，利用波纹管涵技术解决了多年冻土地区因融沉和冻胀而导致的涵洞破坏难题，取得了巨大的成功。

用金属波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工，不仅适用于多年冻土地区，也适用于北方高原地区。因为金属波纹管涵有利于解决北方寒冷地区冬季管涵混凝土结构的破坏问题。同时，波纹管涵技术也特别适合于软土、膨胀土、湿陷性黄土等地基承载力较低地区和地震多发地区。

据悉，钢制波纹管涵在工程应用上的优势是十分明显的，如它的结构强度高，大约是钢筋混凝土强度的1倍～3倍；它的使用寿命长，可达100年以上；它的重量轻，大约只有水泥制品的10%～20%；它的施工非常便捷，工期可缩短一半。

柔管为何刚强

有同学可能会问，具有柔性结构的金属波纹管涵为什么拥有如此刚强的性格呢？其实，正是因为波纹管是柔软的，所以才可以方便地进行弯曲、拉伸和压缩；也正是因为这种波纹结构，才使得涵洞路面受力合理，荷载分布均匀，并具有一定的抗变形能力。

从理论上来说，涵洞中的金属波纹管涵在工作状态下，特别是受到较大的路面载荷时，会受压变形，并因此向两侧挤压侧壁的土质或其他填料。这时，侧壁的土质会对管涵产生一个反作用力以抑制其变形。这样就提高了波纹管涵适应地基变形的能力，从而有效解决了因地基不均匀沉降导致的涵洞破坏问题。

金属波纹管涵施工时对环境破坏小，因此适用于生态环境脆弱的地区。同时，由于金属波纹管涵可采用标准化设计和生产，因此可以进行集中工厂化生产，适用于质量要求高、工期紧张的工程项目。