山區(qū)公路大管徑鋼波紋管涵洞受力特征分析與工程應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)涵洞一般是由石材、混凝土或混凝土與鋼筋結(jié)合而成，在工程建設(shè)過(guò)程中，由于石材承載力和耐久性不足、混凝土收縮與徐變、鋼材腐蝕等問(wèn)題一直存加之不同涵洞類(lèi)型存在各自缺點(diǎn)和適用條件，導(dǎo)致在施工過(guò)程和后期運(yùn)營(yíng)方面帶來(lái)一系列不必要的問(wèn)題。面對(duì)這些實(shí)際工程問(wèn)題，迫切需要一種施工工期短、造價(jià)低、便于養(yǎng)護(hù)與維修、能夠適應(yīng)復(fù)雜水文地質(zhì)的新型涵洞形式出現(xiàn)。在此背景下，對(duì)波紋管涵這種新的結(jié)構(gòu)形式的研究就顯得尤為重要了。
　　本文從國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用情況出

2、發(fā)，結(jié)合重慶13道新修鋼波紋管涵洞，以大型有限元軟件ANSYS為基礎(chǔ)，分析鋼波紋管涵洞受力與變形在不同影響因素下的變化特性，得出下述主要結(jié)論:
　?、俦疚膶?duì)國(guó)內(nèi)外流行的四種荷載計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)的表格對(duì)比分析得出:在設(shè)計(jì)階段、施工階段利用CHBDC法計(jì)算恒載更接近實(shí)際情況;在驗(yàn)算管壁壓力當(dāng)回填材料高度小于2m時(shí)，要選AISI法，當(dāng)回填材料高度大于2m時(shí)，要選CHBDC法。計(jì)算活載時(shí)應(yīng)該選擇各自國(guó)家的規(guī)范計(jì)算，實(shí)用性更強(qiáng)。通過(guò)工程實(shí)例

3、提出壓實(shí)度對(duì)彈性模量影響很大，壓實(shí)度為96％的彈性模量是85％的1.66倍。
　?、诮榻BQ235鋼材優(yōu)點(diǎn)與致命缺點(diǎn)，并對(duì)防腐措施進(jìn)行了探討，在項(xiàng)目建設(shè)中用韌性陶瓷膜做第二道防腐措施時(shí)，理論使用年數(shù)最高可達(dá)100年;針對(duì)薄殼理論的基本假設(shè)，分析了波紋管涵能夠運(yùn)用此理論的條件。得出數(shù)值法適用波紋管涵洞分析。
　?、郾疚姆治隽颂钔粮叨葘?duì)波紋管內(nèi)外壁波峰、波谷受力與變形的規(guī)律，得出在大于7m時(shí)填土高度占主導(dǎo)位置并得出對(duì)應(yīng)關(guān)系式。對(duì)于

4、7個(gè)特征位置受力與變形規(guī)律進(jìn)行分析，波頂受力最大，右90度受力最小。對(duì)于波紋管涵洞來(lái)說(shuō)波峰所有特征位置的等效應(yīng)力增長(zhǎng)速率大于波谷，其中波頂增長(zhǎng)速率最快。柔性材料的回填厚度應(yīng)該是填土高度的0.25～0.4倍，其中0.4倍最符合土拱效應(yīng)。
　?、軐⒅饕Y(jié)論運(yùn)用到設(shè)計(jì)與施工中，總結(jié)出適用國(guó)情的恒載和活載計(jì)算方法并進(jìn)行荷載組合。對(duì)回填材料與壓實(shí)度關(guān)鍵因素進(jìn)行單獨(dú)分析，回填材料的最大顆粒應(yīng)該控制在50mm以?xún)?nèi)，分層厚度在150mm～250m