金属波纹管和塑料波纹管的特点

　　金属波纹管和塑料波纹管的特点

在桥梁施工浇筑混凝土之前，需要将波纹管预设在梁体骨架之中，以形成穿设预应力钢筋的孔道。波纹管材料的强度、摩擦系数、抗老化性及耐腐蚀性等性能对预应力孔道乃至整个桥梁的耐久性都有着重要影响。现今使用的预应力桥梁中，多数是以金属或塑料作为材质的波纹管，它们各自有不同的特点。

1、金属波纹管的特点

当前桥梁工程中应用的金属波纹管多为不锈钢、钢质衬塑、碳钢或金属铝。在我国预应力桥梁早期使用的波纹管多为金属波纹管。金属波纹管具有抗渗、耐压、强度高、可挠性好等优点，另外当温度变化时，金属波纹管仍可以与周围的混凝土较好的粘合。

但金属波纹管由于材质和生产工艺的限制，也具有很多不足：

(1)质量控制问题。金属波纹管的生产往往采用施工现场由工人操作生产的方式，多是利用碳钢等材质经机器碾压、轧卷、绕缠而成。由于现场操作工人培训水平参差不齐，生产出来的金属波纹管质量也有好有坏。导致生产的金属波纹管管壁厚度不一，密实性不高，强度达不到规范标准的情况时有发生。

(2)压箍链接问题。金属波纹管的管肋之间需要进行处理来进行连接，如果压箍操作失误导致接缝存在裂隙，那么在后续的施工过程中受到挤压、拉拽等外力作用时就会使裂缝扩大，甚至出现空洞。如此，水泥浆体就会从空洞处进入波纹管，导致后期注入波纹管的压浆无法顺利进入，从而产生注浆不饱满的现象，威胁桥梁的使用安全。

(3)易于破损变形。在波纹管安装完毕后，需要浇筑混凝土。为了使混凝土密实结合，消除蜂窝麻面，提高其强度，要对混凝土进行捣振。在捣振过程中，施工人员的踩踏及捣振设备的重压等外力作用可能会使金属波纹管产生破损或变形。

(4)耐腐蚀性较差。金属波纹管工作在由水泥浆体包裹的环境中，当有空气和水进入时，由于其自身材质的问题，极易产生锈蚀的问题。尤其是多雨季节，浸水的金属波纹管的耐腐蚀性更差，锈蚀处往往是应力集中的薄弱环节，给桥梁的安全使用造成隐患。

2、塑料波纹管的特点

应用于桥梁工程领域的塑料波纹管多采用高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)为原料，以先进生产工艺加工而成，是一种较新的成孔材料，与金属波纹管相比，它具有以下优点：

(1)耐久性好。高密度聚乙烯(HDPE)是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂材料。其本身具有抗温差变化，抗酸碱腐蚀，不易变形的特点。如果孔道外部有水浸入，塑料波纹管处于空气和水构成的潮湿环境中，也能够很好的对预应力钢筋形成保护，从而延长了预应力梁的使用寿命，保证了桥梁的使用安全。

(2)摩阻损失小。在后张法预应力桥梁的施工过程中，预应力孔道与钢筋的摩擦是产生预应力损耗的主要原因。在相同的条件下，塑料波纹管的摩擦系数约为金属波纹管的二分之一。那么在张拉预应力筋时，金属波纹管产生的摩阻损失要远大于塑料波纹管，采用塑料波纹管的预应力孔道使预应力钢筋保留了更多的有效应力。

(3)链接更加牢固。塑料波纹管的连接端是由化学方法处理的，其接口要比金属波纹管牢固、密实。由于材质的问题，塑料波纹管比金属波纹管具有更好的抗变形能力，在施工过程中，不易被施工捣振和机器及施工人员的重压而导致变形。而且，目前广泛推广使用的真空注浆技术对塑料波纹管来说也更加适用，因为其比金属波纹管具有更好的密实性。

(4)耐腐蚀性好。在预应力孔道内，常常由于杂散电土壤水体的存在，使金属波纹管产生杂散流腐蚀现象。而塑料波纹管是绝缘体，很好的防止了这一情况的发生。从而大大增加了波纹管的耐久性，提高了预应力孔道的使用寿命。但塑料波纹管也存在一些不足，其中最主要的就是凝固之后混凝土与波纹管的粘结性较差。这是由于混凝土在浇筑时，其中富含的碱性集料会释放大量的热，而塑料材质有遇热膨胀的特点。当混凝土成型后温度逐渐降低，原来膨胀的波纹管又会发生收缩，从而导致管壁与混凝土分离，产生空隙。这对预应力孔道的耐久性产生了影响，对桥梁的安全使用造成了隐患。

　　但总体来说，塑料波纹管的使用之于预应力桥梁来说，还是利大于弊。鉴于此，国际预应力协会(FIP)已经建议采用塑料波纹管取代金属波纹管，作为大中型预应力桥梁的预设孔道。目前，北京、天津地区已经开始大规模推广使用塑料波纹管。