波纹钢产业发展现状
一、波纹钢产品介绍
波纹钢产品主要包括波纹钢管、波纹钢板以及由波纹钢板组合的各种波纹钢结构件，在工程应用中一般将它们统一归纳为波纹钢结构工程，并简称“波纹钢”。波纹钢是将一定厚度的钢板卷制成具有横向波纹（或螺旋波纹）的管节，或轧制成波纹状板片并折弯成一定弧度，然后组装而成的一种异形钢结构件。波纹钢所用钢板的材质比较单一，一般采用Q235A或Q345A，钢板厚度一般为2.0～12.0mm，其波形尺寸可以是任意设计尺寸，为便于生产加工，一般都采用几种固定尺寸的波形，并由此形成了波纹钢产品系列标准，如波高55mm波距200mm系列、波高110mm波距300mm系列等等。
钢结构在实际应用中一般都需要做防腐处理，波纹钢结构也不例外，通常的防腐措施主要是表面涂层、表面热镀锌或热浸塑处理，实际应用中以表面热镀锌防护居多，表面热镀锌层的平均厚度一般要求大于84微米，相当于每平方米镀锌层重量在600g/㎡以上。现场施工时一般在热镀锌外表面还需要涂覆一层石油沥青防护层。
对于采用波纹钢板拼接结构，其拼装板之间需要重叠150——500mm,拼装板上打孔，并采用标准的高强度螺栓进行连接。根据波纹钢板的尺寸参数、连接板片数量及受力要求，高强度螺栓一般选用直径12——28mm、长度30——120mm、精度等级8.8或10.8等规格。
波纹钢产品按主体结构型式不同，可分为整装式、拼装式、半圆式和拱弧式四种类型。
图8为工程常用几种形式的波纹钢结构截面示意图
波纹钢管属柔性管，埋在土壤内时，钢管和土壤是作为一个整体系统来抵抗荷载的作用，波纹钢管的波峰与波谷，正好与土壤形成了“土拱”，能共同抵御外来荷载并确保波纹钢管不发生或只发生微量的挠曲，共同保持管道在土壤之下的“长期稳定性”。
波纹钢结构在工程应用上具有很多优势：
1、结构强度高，是钢筋混凝土强度的1倍～3倍。2、使用寿命长，一般按使用100年设计。3、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。4、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。5、工程造价低。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、涵洞低很多。6、几乎不用维护，运行维护成本低。7、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。8、现场安装方便，无须使用大型设备，城市施工不断交、不扰民，旧桥涵修复可不拆桥、不改路、不断交施工，并让旧桥涵具备新桥涵的一切功能。9、可用作安全通道。在煤矿采挖、矿石开采的同时作为安全应急通道随时用于避险。10、节能环保，易于拆除和改建。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； 11、社会效益好，可用于抗洪抢险、道路应急抢修、旧管道抢修等，用于隧道内壁加固可有效根除隧道裂缝渗漏、隧道“冰锥”。12、波纹钢结构具备多项价值并用于军事领域及国防工程。
波纹钢产品的主要缺点就是表面不耐腐蚀，钢结构需要防腐处理。
二、波纹钢产品在国外的发展
波纹钢结构在国外已有100多年的制造历史，该产品Zui早诞生于1874年的英国；1913年，世界首条钢波纹管涵道在苏格兰爱丁堡诞生并用于农田灌溉，美国始用于1896年，日本始用于1990年，韩国始用于1997年。目前，非洲一些国家的基础设施建设也已经开始采用了波纹钢产品。当前美国、加拿大、韩国、日本、印度和欧洲一些国家均有企业生产波纹钢产品。美国、加拿大、日本、韩国、德国等国家还设有专门的行业协会，1980年以来，美国和加拿大等国加强了对其应用环境、腐蚀机理、设计和制造等方面的研究，建立了一整套制造、加工、设计、使用、检测规范。2002年美国钢铁协会(AISI)和加拿大波纹管协会联合出台了一系列钢标准。近两年，美国波纹钢管协会(NCSPA)综合近几年的波纹管使用情况，又出版了一系列的波纹管相关手册，用于波纹管设计、制造和使用。
美国和加拿大已经形成了完整的产业链，对专用钢板制造和供应、涂镀层材料生产、波纹管设计、波纹管制造、波纹管设备制造等进行专业化分工。根据NCSPA统计，高峰时期，其旗下会员单位超过140家。
在制造装备方面，国外向着连续化、高度自动化、专业化方向发展，开发了多类专用设备和生产线，如连续辊压成型生产线、异型管定型机以及后喷涂机等。在制造能力方面，美国和加拿大的公司Zui大整管加工直径可达7米，拼装管加工直径可达30米，拱形结构跨度可达40米，并且可以加工各种异型管，以及在既有公路、铁路的隧道、桥涵结构中病害治理的应用。
当前，世界波纹钢产品的应用从Zui初的公路涵管已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。根据美国波纹钢管协会(NCSPA)调查统计，近几年，波纹钢管产品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。
三、波纹钢产品在国内的发展
早在1965年，云南腾冲在滇缅公路的大修工程中曾挖掘出过一段钢质的波纹管过水涵管，被考证为二次大战期间的美国产品。
1998年9月在上海浦东高桥地区曾挖掘出一段直径为1米的过水波纹钢管涵洞，被考证为1948年安装，当时用于军事便道。
八十年代山西朔州平朔线安家堡煤矿附近安装了双孔波纹钢板拱型通道。
1997年，中交第一公路勘察设计研究院(原交通部第一公路勘察设计院)在青藏公路多年冻土地区率先安装了3道（2道整体式、1道拼装式）波纹钢管涵洞，之后大兴安岭加漠公路采用了100余道波纹钢管涵。
1998年，国道214线青康公路姜路岭清水河段安装了各种尺寸的波纹钢管涵，并在2001～2002年发展到了西宁久治公路大武至久治段、花石峡至达日公路、二指哈拉山至尕海等公路建设中，截止到2002年，该四个公路项目共累计使用了418道波纹钢管涵。
1998～1999年上海市在上海四号线、浦东国际机场中采用了波纹钢通道。
2002年，内蒙古、河北、青海、宁夏、新疆、西藏等省市区的公路建设中使用钢波纹管涵2000多道。
由此，钢波纹管在涵洞方面得到广泛应用。
我国对波纹钢产品的工程技术研究始于上世纪九十年代，而企业规模化生产应在2005年之后，当时衡水益通金属结构有限公司同中交一公院合作，主要生产用于公路排水涵洞工程的波纹钢管。开始阶段做为波纹钢管道先后在多年冻土区、湿陷性黄土区、软土区、沿海区、沼泽区、山区高填方、平原浅填方区、膨胀土区等地形特征中应用，通过实际生产和应用，波纹钢产品的诸多优点被建设者们青眯，在各等级新建项目及旧桥涵加固中发挥出波纹钢产品的各项优势，为生产者和使用者取得了良好的经济效益，并产生出了较大的社会效益。之后于2008年由交通部组织完成了国内首个波形钢板交通部行业标准 JT/T 710-2008《公路桥涵用波形钢板》，国内波纹钢产品生产正式宣告已有法可依，之后在衡水地区出现了较多的波纹钢生产企业，波纹钢产品逐步得到了交通业内人士的认可和推荐，随着波纹钢产品的广泛使用，近年来国内已经制定了国家标准《冷弯波纹钢管》、交通部行业标准《公路桥涵用波形钢板》、《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》、住建部行业标准《排水用螺旋钢管》，国内许多省市也颁布了相应地方标准，波纹钢产品在公路工程、市政工程中的使用已有法可依。
目前，我国波纹钢产品已经在公路、铁路、少部分市政工程以及少量仓储罐体有应用。其中公路的涵洞应用Zui多。
随着我国波纹钢产品相关应用研究，各行业应用标准和规范不断完善，波纹钢产品国内需求正大幅增长。其需求影响因素主要包括以下方面：
1、当前国内桥涵工程较多，沿用水泥箱涵、钢筋混凝土管涵，波纹钢工程占比不到1%，目前国内波纹钢产品年生产量接近100万吨，以波纹钢产品优势及工程优势，若波纹钢工程占比增加到30%，其国内年需求量将超过3000万吨。
2、大规模基础建设拉动内需，带来公路、铁路、水利等波纹钢产品应用领域的刚性需求。
3、波纹钢产品应用技术日渐成熟带来的应用领域扩展，如在国外已普遍应用的各种工业项目的内部管网、矿山、仓储、水利设施等领域。
4、劳动力成本和传统建筑材料成本上升将提高波纹钢产品的竞争优势。
5、环保意识的增强和水土保持要求的提高，将带来更加广泛的应用。
6、我国经过几十年的飞速建设，目前很多既有桥涵、隧道等因为使用时间长、设计荷载与实际荷载差别变化大造成的许多病害问题逐渐凸显，主要集中于公路、铁路隧道病害、桥墩腐蚀病害、涵洞病害、市政管道损坏问题及傍山公路落石降雪封堵病害问题等。这也将是国内对波纹钢结构需求的一个重要增长点。
7、国内波纹钢发展同美国等发达国家仍存在相当大的差距。为了适应下游客户个性化需求，同时也为了满足自身效率和产品质量需要，国内波纹钢制造企业必须持续提高工艺技术和装备水平。目前来看，引进消化吸收国外的装备和技术，是缩短我国与先进国家差距Zui有效的途径。
四、国内波纹钢行业发展情况
随着国内波纹钢行业的规范和发展，全国先后建立了两千余个规模不同的波纹钢管生产企业，这些企业年产量多在几十吨到几万吨不等，从地域来看，光衡水地区的波纹钢生产企业就有约两千家，拥有业务人员五千余人。
2014年由中国钢结构协会冷弯型钢分会发起成立了波纹管专业委员会，在来自国内30余家波纹钢产品生产企业中，就有30家来自衡水市的企业，可以肯定地说，衡水市已成为国内波纹钢产品Zui大的生产基地。
当前，国内专门从事波纹钢技术研究的部门主要包括中国钢结构协会冷弯型钢分会波纹管专业委员会、中交一公院道路波纹钢结构研发中心、上海华夏波纹钢研究院、衡水市质量技术监督检验院等。
中国钢结构协会冷弯型钢分会波纹管专业委员会办公地点在北京市海淀区学院路30号（北京科技大学主楼201），是2014年组织国内三十余家波纹钢生产企业成立的波纹管专业委员会组织，其主要职能是推广波纹钢产品，对波纹钢产品的技术研究相对薄弱。相比该协会，中交一公院道路波纹钢结构研发中心（地址：西安市高新区科技四路205号）则比较侧重于波纹钢产品的技术研究，是国内Zui早研发波纹钢产品的研究设计单位，2007年由李祝龙出版了《公路钢波纹管涵洞设计与施工技术》，之后该单位牵头主持编制了交通行业两个波纹钢标准，使波纹钢产品有法可依，从而让波纹钢产品得以大规模推广。
2017年8月，上海几位退休人员出资10万元在上海黄浦区成立了上海华夏波纹钢研究院，该院成为我国波纹钢行业第一个民非机构，其业务范围主要包括：开展波纹钢研究、标准制定、编撰、咨询、评估、会务会展、项目策划、信息传播、技术研发、技术转让、技术讲座、学术研讨，相关项目承接及国际交流合作等。
进入2018年，衡水市质量技术监督检验院组织衡水市波纹钢龙头企业河北世纪金属结构有限公司、衡水奇佳工程材料有限公司等单位联合筹建河北省中交波纹钢结构研究院，该研究院以衡水市周边众多的波纹钢企业做依托，依靠多年从事波纹钢研发的技术团队、业务团队和管理团队，服务于衡水市周边的波纹钢企业，旨在推广波纹钢新材料、新产品、新工艺、新技术，不断提高波纹钢生产技术及产品质量，为波纹钢生产厂家提供先进技术支持和检测服务，为波纹钢工程项目提供优质设计方案，为国民经济发展做出更大成绩。
截止2018年11月，国内波纹钢行业30家主要生产企业的产能情况见表1。行业主要生产厂家近三年销售统计情况见表2。