西宁机场道面下涵洞的设计实践

湿陷性黄土区机场道面下设置大型涵洞，国内尚无成熟之方法可以借。本文结合西宁曹家堡机场建设中遇到的排水涵洞设置问题，就涵洞的选型、涵洞的受力状况、涵洞的结构设计及施工措施等诸方面进行了比较系统的分析讨论。     

基于涵长向的涵顶受力分析

通过对涵洞顶面所受土体荷载的综合研究分析,得到符合涵洞顶面的实际受力情况、适合涵洞结构优化设计的土压力计算理论。首先对涵洞顶面所受土体荷载进行假定,然后对涵洞顶面荷载单元体进行简化分析,运用数学微积分手段进行理论推导,以得到涵洞纵向上涵顶不同位置的土压力计算公式,并且运用BAQUS有限元软件对该理论进行验证。通过对比分析传统的土柱计算理论与有限元模拟,证明此计算理论更加符合涵洞顶面的实际受力情况,运用此理论对涵洞结构尺寸进行优化,可以降低工程造价。     

软土地段斜交涵洞的受力分析与处治设计

本文详细分析了斜交涵洞端的受力特点。计算结果表明，当斜交角度越大、涵底与地基土的摩擦系数越小时，推力及扭矩越大。通过工程实践，对斜交涵洞涵端需要采用多种综合措施进行处治。本文建议软土地段的涵洞应尽可能做成正交，即使斜交，斜交角度不宜超过20度。     

高填方波纹钢涵洞受力特性及地震动力响应研究

为研究高填方波纹钢涵洞在静力条件下的受力性能及其地震动力响应规律，以保泸高速公路芒宽连接线高填方大跨波纹钢涵洞工程为依托，开展了数值模拟计算。研究了不同填方高度下波纹钢涵洞的受力情况及地震作用下波纹钢涵洞不同部位的动力响应。结果表明:①波纹钢涵洞管顶及管底的竖向位移最大，左、右管侧横向位移最大。②波纹钢涵洞最大主应力主要出现在波纹钢波峰位置。最小主应力则主要集中出现在波纹钢波谷位置。③在地震作用下，波纹钢涵波峰断面Mises应力值远大于波谷断面，左右管腰附近破坏风险最大，波谷断面管顶处加速度有明显放大。     

薄覆土波纹管拱型涵洞长期受力性能研究

以某连续多跨薄覆土波纹管拱型涵洞为依托,对波纹管涵洞在运营期间的土压力和应力进行了长期监测和分析,发现环境温度变化对波纹管涵洞的长期受力性能影响显著,尤其对波纹管涵洞应力的影响较大。因此,利用Ansys有限元软件建立二维模型分析了温度对薄覆土波纹管拱型涵洞应力的影响;剔除温度的影响后,研究了薄覆土波纹管拱型涵洞在运营期间应力和土压力的长期演变规律。研究结果表明:温度周期性变化使得薄覆土波纹管拱型涵洞所受应力也呈周期性变化趋势,且相比于管顶,管中的应力变化受温度影响更为敏感;但是土压力受温度影响不明显,因此应去除温度影响后研究涵洞长期受力性能。在研究温度对波纹管拱型涵洞长期受力性能的影响时,可将温度作为温度荷载施加在有限元模型中。不考虑温度影响,对该结构在运营期间的长期受力性能监测发现,随着时间增长各测点应力有缓慢的增大趋势,且管周土体沉实后充分发挥土-结相互作用,使得薄覆土波纹管拱型涵洞应力呈减小的趋势,从而使薄覆土波纹管拱型涵洞长期受力性能逐渐向有利的方向发展。     

高填土路堤下涵洞受力特性与减荷研究

针对高填土涵洞出现的工程病害和设计难题,通过有限元计算分析和大型工程试验检测,对高填土涵洞的结构与填土和地基间的变形规律、涵洞结构的受力特性及减荷措施进行了系统研究,其结论对高填土涵洞的设计、施工具有实用价值。     

公路玻璃钢涵管力学特性分析

玻璃钢夹砂管由于轻质、高强、耐腐蚀的特点,在公路涵洞中的应用越来越广泛。但目前境内对于此类复合材料管道并没有完善详尽的规范规定,并且缺乏对玻璃钢管道的相关力学试验分析。通过现场试验,分别改变填土厚度、车载大小以及车载加载位置3种受力情况,对玻璃钢夹砂管涵洞在不同受力条件下的应力应变及变形特性进行研究,并分析了管涵受力最不利时荷载的加载位置,为玻璃钢夹砂管涵洞的设计施工提供可靠的分析依据。     

基于土拱效应的高填方涵洞EPS减荷技术研究

通过大型高填方涵洞原位减荷试验,对采用EPS减荷材料下的土压力和位移进行了监测,借助土拱效应机理将未减荷情况与不同厚度EPS减荷情况下的结果进行了对比分析,研究了EPS材料的减荷特性及减荷后涵洞受力性状的变化规律。结果表明:EPS减荷效果显著,减荷后涵洞结构受力有所改善。     

箱形涵洞空间结构应力分析与静载试验

涵洞是各级公路的重要组成部分,且数量众多,其中箱形涵洞因具有对地基承载力要求低、结构受力合理等优点,成为高速公路众多通道首选形式。文中通过对昌万(南昌瑶湖—万年峡岭)二级公路改建工程中一箱形涵洞的空间结构应力分析与静载试验,详细分析和论证了箱涵的受力特点与规律。     

高填方涵洞地基处理范围的分析与计算

高填方涵洞不同于一般的结构物,对涵洞地基处理不当可能导致涵洞出现各种各样的病害。对涵洞地基处理时加固区与过渡区的刚度关系进行了理论计算。通过数值模拟,对涵洞地基处理进行了研究,分析了地基处理的宽度、深度对涵洞受力状态和沉降的影响。研究结果表明,涵顶土压力随地基处理宽度的增大而减小,并逐渐趋于稳定,随地基处理深度的增加呈非线性增大。实际工程中,涵洞地基处理宽度宜取2～3倍的涵洞基础宽度,地基处理的深度应以沉降作为控制指标,不应额外增加地基处理深度。