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2014年中国钢波纹涵管技术面临的问题分析

  当前,钢波纹涵管的应用从最初的公路涵管逐步推广到高速公路、市政公路、铁路、桥梁、农业、港口、机场、市政管道、工业、商业建筑、民用住宅、矿山、旧基础设施修复、新能源和军事领域。根据美国有关机构调查统计,近几年,钢波纹涵管占美国大口径管路市场的30%以上,美国波纹钢管的年销售额达到150亿美元。此外,日本、韩国等东亚国家自20世纪末也开始使用波纹管涵。

  钢波纹涵管在工程应用上具有很多优势,如结构强度高,是钢筋混凝土强度的1倍~3倍;使用寿命长,可达100年以上;重量轻、施工便捷,重量只有水泥制品的10%~20%,且土建与管体拼装可分开同时实施,施工期短,工期可缩短一半;轴向具有柔性,可适用于复杂地质条件和沉降比较严重的地区;在施工条件比较恶劣的地区或者特殊地质条件下,工程实际造价比同类跨径的钢筋混凝土桥、涵洞低;几乎不用维护,运行维护成本低;可进行工厂集中化生产,不受环境影响,有利于降低成本和质量控制;现场安装方便,无须使用大型设备;环保低碳,减少或根本舍弃了常规建材,如水泥、黄沙、石子、木材的使用,有利于环境保护。

  随着环保意识增强、劳动力成本上升以及对施工要求提高,美国和加拿大等国家将钢质波纹管的应用领域不断扩大,几乎涵盖了所有过去以混凝土、普通钢板为建构筑材料的领域,主要包括:公路、铁路和矿山隧道类,河流、污水、排水的沟渠和管道类,地下基础保护类,雨水、油类等液体储罐或井类,固体仓类,简易仓库和厂房类。

  制造工艺和装备简陋。钢波纹涵管制造业在我国推广时间仅有10多年,目前制造装备和工艺技术水平总体还比较落后。一方面,我国目前只能制造镀锌涂层的波纹管,并且大部分采用成型后简易热镀锌工艺,对环境污染严重,镀层厚度无法保证,严重影响使用寿命;另一方面,制造设备简陋,自动化水平比较低,以简单手动加工的单体设备为主。国内专业为波纹管做配套设备的企业仅有2家~3家,大口径管加工设备、连续化生产线以及定型设备和喷涂设备的生产制造企业就更少了。一些波纹钢管制造企业不得不自己开发一些专用设备。此外,我国相关制造企业还存在规模偏小,分布不合理等问题。中国产业洞察网研究部调研显示,目前,中国有50家~100家钢制波纹管制造企业,主要分布在10个省,其中排名前3位的是河北、江苏和四川;最为集中的是河北衡水和泊头地区,占中国钢制波纹管产能的80%以上。国内大部分省份无相关制造企业,限制了钢质波纹管技术应用推广。衡水中杰金属制品有限公司专业生产、销售金属波纹涵管,钢波纹管涵。全国供应直径0.5-8米的大管径波纹管。产品单一、粗糙,应用面窄。我国钢波纹管涵品种还比较少,一般以小尺寸的圆形或拱形为主,大量异型管、大尺寸管(整管直径大于4米、拼装管直径大于9米、拱形板大于13米)、特种端头、特种仓体和罐体还不能生产,由于生产装备的落后,加工尺寸精度不能保证。

  目前,我国钢波纹管涵已经在公路、铁路、少部分市政工程以及少量仓储罐体有应用。其中,公路、铁路的涵洞应用最多。与国外相比,我国在水利工程、市政工程、矿山、工业项目、生态保护、特种罐体、特种仓体等的应用较少。

  应用研究和标准滞后。我国自1997年在青海开始钢制波纹管应用研究,主要集中在交通行业施工方案的选择优化方面。2006年以来,陆续出台了《公路桥涵用波形钢板》《公路涵洞设计细则》《公路涵洞通道用波纹钢管(板)》《拱形波纹钢盖结构技术规程》等4个行业标准,有关适用钢种标准、环境条件、涂层材料、寿命设计标准、结构设计研究很少,也没有相关标准。由于应用研究滞后,我国相关标准有很多不合理的地方,如涂层材料方面,我国标准中仅有镀锌一种,镀铝和聚合物材料尚没有;在锌层厚度要求方面,我国标准要求厚度大于63μm,相当于400g/m2,而美国相关标准要求600g/m2以上。另外,美国喷涂材料的使用寿命可以达到50年~100年,而我国的喷涂材料仅保证50年。


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