大跨径覆土管拱形波纹钢板桥涵加强效果分析

相比于传统的钢筋混凝土和圬工涵洞工程,波纹钢管涵结构具有优良的施工和使用性能。随着覆土波纹钢管涵的发展,其跨径也越来越大,但境内对跨径10m以上的大跨径波纹钢管涵结构的研究目前还未开展。依托一座跨径15.3m的覆土管拱形波纹钢板桥涵实际工程,提出两种对大跨径覆土波纹钢管涵的加强方案,并使用通用有限元分析软件ABAQUS对未加强和加强的工况分别建立模型进行数值模拟,分析了各工况下波纹钢管涵的应力和变形情况。结果表明,当在大跨径桥涵工程中采用深波纹、大壁厚的波纹钢管涵时,在结构下部采用细石混凝土进行加强能够大幅改善结构的受力性能,加强后的大跨径覆土波纹钢管涵的变形和应力均能较好地满足设计使用要求。     

螺旋波纹钢管涵洞现场应变测试有限元分析

对直径为1.5m的小孔径螺旋波纹钢管涵洞进行现场测试,用有限元软件对管周和轴向测试数据进行分析,并将分析结果与现场涵洞的实际变形情况进行对比。结果表明:螺旋波纹管波谷、波峰的切向应变差值与所处位置基本无关;车辆在路面行驶时,螺旋波纹管波峰、波谷出现的都是拉应变。该研究为国内螺旋波纹钢圆管涵洞的使用和分析提供了依据。     

大直径波纹钢管涵与普通钢管涵力学性能对比研究

为揭示大直径金属波纹管涵与普通钢管涵受力性能的差异性,定量分析其力学性能,采用FLAC3D软件对跨径10.0m的两种管涵进行数值模拟,分别计算其在不同的填土高度下的力学参数并绘制关系曲线.研究发现:(1)对比"土柱法"和"加拿大CHBDC"中土压力计算方法可知,填土较低时(≤1.5m)土柱法较为适用,随着填土高度增加(＞1.5 m)涵洞通过形变获得被动土压力,从而将荷载转换为环向应力,则CHBDC法更适合涵洞的计算;(2)波纹钢管涵的最大沉降、最大横向位移、最大横向应力、最大竖向应力分别为普通钢管涵的79.37％、58.82％、73.52％、108.70％,除最大竖向应力相近外其余3项指标均明显偏小;(3)计算所得涵洞最大应力均远低于钢材屈服极限,因此在设计时应将沉降和横向位移作为主要控制因素.研究成果对高寒地区波纹钢管涵的应用具有一定的指导意义.     

波纹钢管涵洞的应用及受力性能分析

国内外在各类工程中的使用情况证实,波纹钢管涵洞具有良好的使用性能,使用寿命长于结构物的设计寿命。结合内蒙古某公路改建工程,对波纹钢管涵的应用进行了探讨。文中假定波纹管和土体无滑移,首先采用大型通用有限元软件ANSYS在土压力和车辆荷载的共同作用下,对波纹钢管涵的受力情况进行了详细分析。分析结果表明,管涵的轴向应力远小于竖向及水平向应力,且总的应力满足规范要求。接着分析了土的弹性模量对管涵受力情况的影响。结果表明,土的弹性模量对管涵受力影响较大。最后结合实际工程,对工程中需要注意的几个问题进行了详细阐述。     

基于现场分片组装的波纹钢管涵施工技术研究

现场分片组装波纹钢管涵作为一种新型的涵洞结构型式,在高寒冻土地区、软土地基地带、高填方地带、盐渍土地区、应急抢险工程以及有效工期短的工程中应用具有明显的技术和经济优势。本文通过多个项目施工及管理实践,对现场分片组装波纹钢管涵基础施工及不同土质地基处治措施、分片组装工艺、钢波纹管楔形区域回填工艺等进行了深入的实践研究,并提出了科学合理的施工体会,形成了完整的技术创新成果,对同类工程施工具有一定的参考价值。     

波纹钢管廊结构设计关键技术分析与问题探讨

波纹钢管廊结构具有受力性能优、施工时间短、造价低、环保性能好等优点。为深入了解波纹钢管廊结构的承载机制、破坏特征及装配化技术、规范化断面形式、土体加固方法及措施等关键设计方法，对美国、加拿大、澳大利亚等公路、铁路工程中的排水沟、地下通道、立交工程中波纹钢管道结构的应用情况进行介绍，分析梳理波纹钢管道在国外的工程应用、规范编制、技术特征和设计施工方法，并对波纹钢管结构的荷载计算、强度验算、设计流程和方法进行详细分析。结合国内波纹钢管廊建设技术的发展需要，从建设环境、结构断面形式、装配化、围护土体加固、最小埋置深度等方面探讨波纹钢管廊建设中存在的问题及发展趋势，提出对波纹钢管廊建设关键技术的研究建议。     

波纹钢管用作隧道逃生管道时的模拟分析

为了研究隧道发生塌方时逃生管道变形的特征与规律,对波纹钢管及其圆钢管的受力变形等情况进行对比研究,使用动态有限元模拟坍塌岩石体垂直砸向逃生管道的情形,分析波纹钢管在有垫层约束模型和圆管有垫层约束模型碰撞过程的凹陷变形(Y方向和X方向)以及加速度变化等指标。结果表明:直径1 m,壁厚为5 mm和壁厚10 mm的波纹钢管最大变形分别为174 mm和143 mm,直径1 m,壁厚为5 mm和壁厚10 mm圆钢管最大变形分别为214 mm和199 mm,波纹钢管凹陷变形较圆管分别小40 mm和56 mm;相同管径下,随着壁厚的增加,波纹钢管的优势就越明显。在受到岩石的撞击过程中,波纹钢管可以避免峰值过大而且整体结构更加稳定,波纹钢管在承受冲击荷载较圆钢管更有优势,用波纹钢管作为逃生管道更能确保位于掌子面施工人员的生命安全,结构安全性更好。     

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。     

不同断面形状的装配式波纹钢管隧道受力特性对比

为了明确装配式波纹钢管隧道(FCSPT)在不同断面情况下的受力特性，设计了3种断面形状(圆形、管拱形、半圆形)的跨度均为10.4 m的波纹钢管(明挖)隧道，并借助ABAQUS有限元软件建立二维平面应变模型，对不同断面形状的装配式波纹钢管隧道在覆土荷载作用下的变形、内力、应力以及管周土压力分布情况展开研究。研究结果表明：相同覆土情况下，半圆形波纹钢管隧道变形远远小于圆形及管拱形；3种断面隧道内力最大处有所不同，圆形隧道在仰拱及起拱线位置，管拱形隧道在拱腋及其下方曲率变化较大处，而半圆形隧道集中在拱脚位置；3种断面形状的波纹钢管隧道起拱线以上区域管周土压力分布非常接近，而圆形与管拱形隧道之间管周土压力的差别主要出现在起拱线以下的拱腋及仰拱区域。     

浅谈公路波纹钢管桥涵施工

江苏省临海高等级公路是贯穿江苏南北、贴近海岸的骨干公路,是串联我国东部沿海港口、临港产业园区和城镇的重大基础设施项目。路线北起连云港赣榆-苏鲁交界处,南至南通启东,规划全长521km。全线按4车道一级公路标准实施,建设年限2010～2013年。由于临海高等级公路射阳段软基路段多,为克服因地基基础不均匀沉降导致涵洞破坏的问题,工程决定采用波纹钢管桥涵代替圆管涵和箱涵施工。本文主要介绍公路波纹钢管桥涵施工控制要点。     

高填方路基钢波纹管涵洞管顶土压力分析

金属波纹管涵洞是采用波纹状管或由波纹状弧形板通过连接、拼装形成的一种涵洞形式,主要由钢、铝或塑料等材料制成。钢波纹管涵洞由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力特征,轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变,可以更大程度上分散荷载的应力集中,更好地发挥钢结构的优势,故其具有广阔的应用前景。本文通过对高填方钢波纹管涵洞进行野外现场试验研究,随着施工中填土高度增加,分析了钢波纹管涵洞管外各点在有无土工格栅时所受力的大小及规律,为今后高填方路基中钢波纹管涵洞的施工提供参考资料。通过研究取得以下结论:钢波纹管各点所受土压力随着填土高度升高而增加;在填土高度一样时,与管顶水平的管外土压力大于管周各测点的土压力。     

浅谈大孔径钢波纹管涵洞的施工工艺及质量控制要点

钢波纹管涵洞是采用波纹状弧形板通过连接、拼装而成的一种涵洞形式,采用薄壳钢波纹管板结构替代混凝土结构,减少了水泥、砂、石的用量,能够在横向和轴向分散应力,从而更好地适应地基变形,解决了很多因地基沉降导致混凝土结构发生破坏的问题、结构物与路堤交界处的"错台现象",提高了行车的舒适性和安全性。以嵩明(小铺)～昆明高速公路四标K20+962.0(1-?5.5m)涵洞作为施工研究对象,对大孔径钢波纹管涵的施工工艺进行研究,对施工工艺进行总结积累、质量的薄弱点进行控制及总结,以便更好地服务大孔径钢波纹管涵洞的施工。     

波纹钢板椭圆形管涵承载力影响参数分析

波纹钢板管涵在我国的应用和研究尚处于起步阶段,目前亦无此类涵洞的设计或施工规范。为在设计计算、安装 施工中探讨一个可靠的理论依据,本文将就影响波纹钢板椭圆形管涵承载力的诸主要因素做初步的论述。     

钢制波纹涵管施工应用技术

钢制波纹涵管具有优良的力学性能,且安装方便,耐久性好,可以解决因地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题。文章以施工实践为基础,对钢制波纹涵管的施工要求、施工工艺、施工控制技术及现场检测进行了介绍。     

高填土大跨波纹钢管涵有限元力学性能分析

结合依托工程,对高填土大跨波纹钢管涵采用有限元进行力学性能分析,并讨论了不对称填土、地基不均匀沉降等不利因素对波纹钢管涵应力和变形的影响。结果显示,波纹钢管涵变形和应力随填土高度的加大不断上升,但上升趋势逐渐减小,土-拱效应明显;管涵的力学行为受不对称填土的影响较大,结构变形和应力受地基不均匀沉降的影响较小,波纹管涵结构两侧对称填土要求较高,但其适应高填方及地基变形的能力较强。     

息县淮河大桥工程总体结构设计分析

本文以息县淮河大桥为工程背景,对比了采用105m下承式钢管混凝土系杆拱桥以及主跨100m,边跨75m钢管混凝土塔柱斜拉桥两种方案,确定钢管混凝土塔柱斜拉桥为推荐方案。介绍了斜拉桥的主梁、主塔、斜拉索以及基础的构造设计。并对结构的静力性能、动力性能进行分析,给出相关结论,有关经验可作为同类桥型设计的参考。     

广东省公路学会举办高填土波纹钢管涵现场技术交流会

为总结交流波纹钢管涵在广东公路建设中的应用情况及实践经验，2014年4月2日，广东省公路学会与二广高速公路有限公司连州至怀集段管理处、南京联众公司在广东省清远市连南县联合举办了“高填土波纹钢管涵现场技术交流会”，广东省公路学会陈冠雄理事长出席并主持会议。广东省交通运输厅基建处、广东省交通运输工程质量监督站、广东省交通运输规划中心以及建设、管理、设计、施工、生产厂家等相关单位的工程技术人员60余人参加了会议。     

波形钢板桥梁活载及弯矩计算数值分析

波形钢板桥梁为填埋式结构,活载计算类似于拱桥和涵洞,却又不尽相同。为探索波形钢板结构在活载作用下的内力计算,参考拱桥和涵洞的计算原理对波纹钢板活载计算方法进行总结和归纳,并通过有限元数值分析对结构的弯矩影响线进行绘制。得出波形钢板结构活载计算公式及施工过程中活载作用下的弯矩计算方法。     

高原多年冻土地区涵洞工程研究

在高原多年冻土区，涵洞地基的地温情况与路在的地温情况不同，适用的涵洞形式有：钢筋画板涵、钢筋混凝土框架式盖板涵、钢筋混凝土箱涵、镀锌合金钢液波纹涵。不同形式的涵洞基础埋深有不同要求。涵洞施工原则不同，对应的施工季节与施工方法也不同，“爆破开挖基坑快速施工技术”值得注意，对多年冻土地涵洞尚有未解问题。     

公路钢波纹管涵洞设计与施工技术研究

通过对钢波纹管涵洞国内外计算方法分析,借鉴其特点及优势,针对我国高填方路堤大孔径钢波纹管涵洞技术特点,提出基于有限元的钢波纹管涵洞设计方法,并给出设计流程图及控制指标,同时对钢波纹管涵洞施工工艺进行了详细分析。基于以上研究成果,形成的成套技术体系,可指导不同路堤高度、不同孔径的钢波纹管涵洞设计与施工。