波纹钢拱形结构成套技术应用研究
一、技术背景与需求
针对公路边坡落石崩塌、高压线路跨越防护、涉路施工安全、隧道快速支护、道路排水与通道施工等工程需求，广西交通设计集团牵头研发波纹钢拱形结构成套技术，应用于以下场景：
- 防护棚洞（防落石崩塌）
- 交叉跨越拱桥（高压线路防护）
- 涵洞与通道工程（快速施工与排水）
二、核心技术成果与创新点
- 新型组合构件与连接技术
- 提出波纹钢-混凝土组合构件，设计倒置伞式剪力连接件，解决纵剪连接与滑移性能问题，填补理论研究空白。
- 计算程序与承载力分析方法
- 开发CSPC-SSA计算程序，建立考虑部分相互作用的组合构件承载力计算方法。
- 安全评估与标准化设计
- 建立落石冲击力计算方法（考虑变形耦合），编制地方标准指导设计施工。
- 静动力性能分析方法
- 形成系统性分析大跨度波纹钢结构静动力性能的理论体系，实现施工快捷、低碳、低成本。
- 快速拼装与标准化建造技术
- 开发新型拼装方法，采用“永临结合”模式，降低施工风险。
- 智能化监测与预警平台
- 针对广西多雨大风气候，构建基于5G的低功耗、高精度监测平台，集成在线监测、分析、预警功能。
三、典型工程应用案例
| 工程名称 | 应用地区 | 技术亮点与效果 |
|---|---|---|
| 天巴路凤翔棚洞 | 广西天峨至北海高速公路 | 国内最大跨径波纹钢棚洞（24.5m），造价降低30%，工期缩短40%。 |
| 天巴路弄者棚洞 | 广西天峨至北海高速公路 | 双孔波纹钢-混凝土组合结构，兼具保通与防护功能，造价降25%，工期缩30%。 |
| K154波纹钢拱桥 | 山东临淄至临沂高速公路 | 双孔波纹钢混凝土桥梁（单跨15m），承载力提升，造价降15%，工期缩20%。 |
| K69波纹钢通道 | 广西信都至梧州高速公路二期 | 半圆拱波纹钢通道（跨径10m），适应复杂水系与民房环境，造价降10%，工期缩20%。 |
天巴路凤翔棚洞
天巴路弄者棚洞
K154波纹钢拱桥
K69波纹钢通道
四、社会效益与经济效益
- 经济效益
- 造价节约：比传统混凝土结构降低10%~30%。
- 工期缩短：施工周期减少20%~40%（工厂预制+现场拼装）。
- 维护成本低：镀锌波纹钢耐久性高，病害少，维护频率降低。
- 社会效益
- 环保低碳：生产能耗低，材料可回收，减少碳排放。
- 高效通行：复杂地形（山地、冻土）施工便捷，加速交通网络完善。
- 安全保障：有效防护落石、崩塌等灾害，提升道路安全。
五、荣誉与推广
- 2024年荣誉：获评公路隧道“四新技术”重点推广成果、省部级科技进步奖。
- 应用前景：技术已形成地方标准，推广至全国公路防护、桥梁、涵洞等工程领域。
总结：波纹钢拱形结构技术通过创新设计、智能化监测与标准化建造，实现了工程安全、经济、环保的多重目标，成为公路防灾减灾与快速施工领域的重要技术突破。
