螺旋波紋鋼圓管涵洞受力對比分析及應用研究.pdf

1、本文對正在廣泛推廣應用的鋼波紋管中的一種主要結構形式——螺旋鋼波紋圓管，進行資料收集和整理，在大量的環(huán)形波紋鋼圓管的研究基礎上進行總結、歸納、類比出螺旋鋼波紋圓管涵的研究方法和分析方法。針對螺旋波紋圓管的波形特點，及其在公路工程應用中存在的問題進行研究，通過大型有限元軟件ANSYS進行數(shù)值模擬同時結合一道具體螺旋波紋鋼圓管涵洞工程，充分利用軟件對工程中的模擬優(yōu)勢，研究了螺旋波紋鋼圓管的應力，撓度以及關鍵部位等問題，得出以下結果:

2、　　1、結合現(xiàn)有有限元建模方式對螺旋波紋鋼圓管涵洞與環(huán)形波紋鋼圓管涵洞模型建立進行了區(qū)別，得到了兩者建模過程的差異，找到了需要控制的變量，并成功的完成了螺旋波節(jié)的網格劃分。
　　2、運用有限元軟件對實際螺旋波紋鋼圓管涵洞工況進行模擬，同時，模擬相同環(huán)境下的環(huán)形波紋鋼圓管涵，得到螺旋波紋鋼圓管與環(huán)形波紋鋼圓管周圍土壓力和管周等效應力的分布規(guī)律;還得到，在2.6m填土高度下隨著車輛荷載的移動不同車輛位置對應的兩種管型的等效應力變化規(guī)律

3、，以及兩者橫向和豎向撓度的對比分析。
　　3、通過螺旋波紋鋼圓管涵與環(huán)形波紋鋼圓管涵的模擬對比分析，得到兩者管徑為1.0m、1.5m、2.0m、2.5m時分別對應填土高度2.6m、3.6m、4.6m、5.6m下管周應力以及管徑的橫向撓度、豎向撓度變化規(guī)律。
　　4、在一道試驗涵洞中研究了車輛分別在路肩、行車道、超車道移動時螺旋波紋鋼圓管的管周受力變化規(guī)律，同時研究了車輛荷載在不同車道行駛時，沿著管軸線管頂應力變化規(guī)律。

4、>　　5、對螺旋波紋鋼圓管的關鍵部位進行了研究，包括:環(huán)向剛度的實驗，咬口部位的有限元模擬，以及拼裝、施工工藝的總結。
　　本文的研究主要是對螺旋波紋鋼圓管涵與環(huán)形波紋鋼圓管涵進行了對比分析，研究兩者在受力、變形、加工工藝和施工工藝的優(yōu)劣，歸納出了兩者應用于道路涵洞中各自的優(yōu)缺點，為鋼波紋管體系的發(fā)展進行補充、為能源的節(jié)約做出選擇、為造價的降低做出依據(jù)也為公路和市政道路管涵的發(fā)展都做出一定的貢獻，對完善我國公路鋼波紋管涵洞設計規(guī)范