隨著(zhù)固原市經(jīng)濟的發(fā)展，原有的城市規模已不能適應當前的發(fā)展需要，為此在市區以西約2Okm.范圍內規劃了固原新區。北新街作為固原市新老城區的連接線(xiàn)，它的實(shí)施進(jìn)度將直接影響新城區的發(fā)展，而如何跨過(guò)深達37m的飲馬河溝又是北新街道路工程的重點(diǎn)，方案選擇是否合理直接影響工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資。

　　1、方案選定

　　從現場(chǎng)勘測斷面來(lái)看，飲馬河為U形溝，河道較順直，兩岸為黃土，岸壁直立，溝底常年有水，來(lái)源主要為上游泉眼滲漏和當地一些小作坊排污水；溝底土質(zhì)為0.5～1.0m淤泥層，以下為砂礫層。根據水文調查結果，本溝上游溝長(cháng)2 km，匯水面積1.5km.由于當地政府封山育林，暴雨后坡面水基本被截流利用，近年來(lái)未發(fā)生過(guò)洪水。溝上游已規劃為城市用地，近幾年將逐步填平。經(jīng)綜合考慮并與建設單位、當地規劃部門(mén)協(xié)商，決定以填方路基形式穿過(guò)，但必須設置構造物滿(mǎn)足目前排水需要。根據溝兩岸地形及固原市規劃部門(mén)提供的控制標高，溝中最大路基填土高度達37 m.按有關(guān)規范，路堤邊坡高度大于2Om就屬于高路基，對高路基下的構造物需進(jìn)行特殊設計。由于設置鋼筋砼拱涵或鋼筋砼板涵要求地基允許承載力較高，而溝底地質(zhì)勘察結果表明，其地基承載力不能滿(mǎn)足要求l如采用樁基礎，費用又太高；設置鋼筋砼圓管涵，地基承載力不能滿(mǎn)足要求，而且管節接頭在涵頂36m高填土路基作用下很容易變形滲水，影響路基穩定。經(jīng)過(guò)查詢(xún)類(lèi)似工程設計，綜合比較后決定采用直徑1m、管壁厚3.5mm的鋼波紋管涵，為防止上游雍水，作一定高度路基防護，并作防滲處理。

　　2、鋼波紋管的特點(diǎn)

　　2.1鋼波紋管的優(yōu)點(diǎn)

　　1）質(zhì)量輕。以?xún)葟?m的涵管為例，鋼波紋管涵每米質(zhì)量為60~300kg（依波紋形式和鋼板厚度而定），僅為鋼筋砼圓管涵質(zhì)量的4%～20%，這給施工運輸和安裝帶來(lái)極大方便。

　　2）耐久性好。根據相關(guān)資料，鍍鋅防腐處理好的鋼波紋管的使用壽命為75年以上，幾乎不需要養護。對涵洞來(lái)說(shuō)，這樣的使用壽命完全可以滿(mǎn)足相關(guān)規范的要求。

　　3）采用工廠(chǎng)化生產(chǎn)。鋼波紋管一般是在工廠(chǎng)成批生產(chǎn)，可大大降低成本，質(zhì)量穩定、可靠。

　　4）安裝方便。由于鋼波紋管的安裝過(guò)程是簡(jiǎn)單的栓接和就位過(guò)程，施工人員不必經(jīng)過(guò)特殊培訓即可操作。

　　2.2鋼波紋管與鋼筋砼四管涵的區別

　　鋼波紋管是波形鋼板經(jīng)特殊加工而成的柔性結構，鋼筋砼圓管涵是剛性結構，=者在荷載作用下的受力不同。在垂直荷載作用下，鋼波紋管斷面會(huì )發(fā)生微小變化，通過(guò)與周?chē)�土體的相互作用，將荷載有效地傳遞給周?chē)�土體；而荷載作用在鋼筋砼圓管涵上時(shí)，其形狀基本不會(huì )發(fā)生變化，荷載大部分由涵管基礎底部土體承擔。鋼波紋管涵底部壓力明顯比鋼筋砼圓管涵底部壓力小得多，而且其微小變化，使其周邊徑向壓力更均勻。鋼波紋管將荷載分攤到周?chē)�土體，形成土體和涵管結構相互作用體系，共同承擔荷載，涵管底部壓力較小，因此，不必對其基礎進(jìn)行特殊處理。相反，基底部分相對較疏散，有利于土體一結構相互作用體系的形成，這樣，省去了鋼筋砼涵管所需的圬工基礎，施工過(guò)程簡(jiǎn)單，結構物綜合造價(jià)降低。

　　3、鋼波紋管涵的設計

　　3.1鋼波紋管力學(xué)計算模型

　　目前，鋼波紋管設計計算中一般采用有限元程序來(lái)分析金屬波紋管的受力和變形。其計算模型一般將波紋管和土體看作結合在一起的彈性體，將波紋管分割為四節點(diǎn)的殼單元，將士體分割為四節點(diǎn)的實(shí)體單元。邊界條件是路基頂面為自由面，底面的豎向位移設為零，水平方向可以滑動(dòng)。

　　3.2鋼波紋管的設計荷載

　　鋼波紋管涵洞的設計荷載由恒載和活載兩部分組成，恒載主要是鋼波紋管上的回填士重力，活載主要為行駛在橋涵上的汽車(chē)荷載。由于本涵洞士較高，活載所占比例很小，可以忽略不計。

　　3.3鋼波紋管涵基底處理

　　鋼波紋管基礎采用柔性基礎，直接將鋼波紋管放置于一定厚度的砂礫石墊層上。在荷載作用下，涵洞基礎允許有一定變形，主要考慮地基允許承載力和軟弱下臥層沉降值能否滿(mǎn)足高填方路基的要求。對本涵洞，將原地表淤泥層和軟弱下臥層進(jìn)行換填砂礫處理。