高填方路基钢波纹管涵洞分层土压力分析

柔性、高强度的钢波纹管涵洞,不仅具有优良的适应地基与基础变形的能力,而且具有自重轻、运输方便、施工简单、造价低、对地基扰动小等优点,故其具有较为广泛的应用前景。该文通过对高填方钢波纹管涵洞进行野外现场试验,分析钢波纹管涵洞管周和管外各点所受力的大小及变化规律,为今后高填方路基中钢波纹管涵洞施工提供参考资料。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,管周各点的土压力值不同,其中管周60°处的土压力最大,管中90°处土压力最小;与管顶水平的管外土压力大于管周各测点的土压力,这对于减小钢波纹管在高填方路基回填时的变形有指导作用。     

湿陷性黄土地区公路钢波纹管涵洞的受力特征

为了推广钢波纹管涵洞在湿陷性黄土地区的应用,解决现有涵洞不均匀沉降问题,对钢波纹管涵洞施工过程中管周的受力特征进行研究。结果表明:钢波纹管内波峰、波谷、波侧填土初期应变值存在重新分布的现象;填土高度在管顶1.0~1.5 m时,管涵受力较为复杂,施工时应重点观测;波峰整体下半圆受拉,上半圆受压,而波侧与其相反;管外土压力随着填土高度增加而增加,且填土管顶增加1.5 m以内增长速度较快,后趋于平缓。     

钢波纹管涵在鹤壁公路建设中的应用

钢波纹管涵具有较大的抗变形和抗沉降能力,能有效避免由于地基基础不均匀沉降对涵洞造成的破坏。文中对钢波纹管涵施工工艺的应用进行了研究,对其经济效益和社会效益进行了分析,表明钢波纹管涵施工简便、适用性强,是公路涵洞发展的方向之一。     

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。     

钢波纹管涵在山区高速公路中的应用

钢波纹管涵是一种柔性结构,波纹管在结构上具有横向补偿位移的优良特性,可充分发挥钢材抗拉性能强,具有较大的抗变形和抗沉降能力,施工过程中重量轻、安装方便快捷、施工简便等诸多优点.该文以某工程实例为研究对象,对钢波纹管涵的施工工艺、工程造价等方面进行对比研究,发现该类管涵具有其他传统涵洞无可比拟的优越性,可为钢波纹管涵在公路建设中的推广应用提供有益的参考.     

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。     

高填方路基钢波纹管涵洞力学性能及经济效益分析

钢波纹管涵洞有管节薄、质量轻、便于叠置捆扎,存放运输方便、施工组装工艺简单、生产周期和施工期短等特点,同时波纹管涵洞适应能力强,受力条件好,造价低,故其具有很广阔的应用前景。目前,国内对于波纹管力学性能研究还较少。通过对高填方钢波纹管涵洞进行野外现场试验,结合相关钢波纹管涵洞知识,从不同方面研究了钢波纹管涵洞的力学性能,同时进行了波纹管与盖板涵的造价比较,为波纹管在工程和设计中应用具有重要指导意义。     

高填方路基大孔径钢波纹管涵洞有限元分析

通过钢波纹管涵洞管周不同断面的应变值的有限元计算结果与现场实测结果进行对比,采用有限元模型,对不同填土高度在公路-Ⅰ级荷载作用下的钢波纹管涵洞受力变形进行分析。结果表明:管顶0°～管周45°的压应变逐渐增大,而管周150°～180°逐渐减小,管周45°～120°波动变化;波峰和波侧都在管周120°出现最大应变值,而波谷在管周90°出现最大应变值;管周90°、120°应作为重点位置观测。     

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。     

南方多雨山区大直径钢波纹管涵施工技术

南方多雨山区地质复杂,具有柔性的钢波纹管在不均匀沉降地基涵洞施工中有着明显的优势。结合麻武高速公路中钢波纹管涵工程实例,从施工的主要环节介绍了南方多雨山区大直径钢波纹管涵的施工工艺及施工技术,并给出了钢波纹管涵背回填和端头施工中所采取的有效措施,为大直径钢波纹管涵在类似地基中的推广应用提供了借鉴。     

基础形式对深埋双孔钢波纹管涵承载特性的影响

依托某高填方路基斜跨深切冲沟工程实例,针对不同基础形式的高填土双孔钢波纹管涵的承载特性,通过有限元数值模拟,选取基础圆心角及刚度进行正交对比,分析管涵的应力分布及变形规律。结果表明：双孔钢波纹管涵相互作用、彼此制约,延管涵竖向轴线两侧受力非对称,在靠近相邻管涵一侧应力及变形均小于另一侧。当基础刚度一定,随圆心角θ增大,基础包裹管涵的区域增大,约束作用增强,管涵变形随之减小,应力呈减小趋势且分布更为均匀,有利于管涵承载。当基础圆心角θ一定,刚度改变时,填土约束作用最小,管涵应力整体较大,变形最大,混凝土基础的约束作用最强,管涵变形最小,但易引起局部应力集中,约束作用居中的灰土基础,具有较好的变形协调作用,应力较小且集中现象不明显,管涵变形可控、可知,圆心角θ=180°的灰土基础是较为理想的基础选型。     

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。     

大直径钢波纹管涵有限元计算分析

通过对3种不同直径及不同壁厚的钢波纹管涵对应不同的填土高度进行有限元计算,得出钢波纹管涵最大等效应力、最大竖向变形随填土高度的变化情况,分析了钢波纹管涵及周边土体的等效应力分布规律。     

大孔径钢波纹管涵洞设计中不同计算方法比较研究

目前国内大跨径钢波纹管涵洞设计无规范可依,设计方法存在盲目性,研究了国外典型设计计算方法和特点以指导工程设计,分别采用CHBDC、AASHTO和AISI3种设计方法对湖南某波纹管涵洞进行了波形和板厚的优化设计,对比分析了管壁压应力和接缝强度的差异。研究结果表明：CHBDC对管壁压应力控制最严、其次是AASHTO,最后是AISI。AASHTO对接缝强度要求最严、而CHBDC与AISI基本相当,结构设计时应采用多种设计计算方法进行校核。     

钢波纹管接缝强度计算

钢波纹管使用寿命长、不渗水、弹性好,不跳车,可广泛用于涵洞、地下排水管道,对保护路面起着良好的作用。通过钢波纹管在涵洞设计中采用高强螺栓连接的应用实例,阐述了钢波纹管的高强螺栓连接计算,并跟踪其施工后的使用情况。工程应用情况表明,钢波纹管在多种特殊土质及各种复杂地形中具有较好的应用优势,值得同类工程推广应用。在计算埋置式金属波纹管时采用GB 50017-2003来计算接缝强度是偏于保守的。     

波纹钢腹板组合箱梁的抗剪受力性能

以某跨径为40 m的波纹钢腹板预应力组合梁桥为原型,根据相似理论设计制作了缩尺模型试验梁。通过测试模型梁在静力荷载作用下的挠度和应变,研究了该桥型的抗剪受力性能。采用有限元方法研究了波纹钢腹板的整体尺寸、波纹板厚度、波折角度、波纹板高度和平板宽度等对波纹钢腹板构件非线性剪切屈曲性能的影响。另外,对Hamilton所做的波纹钢腹板剪切屈曲试验结果进行了回归分析,给出了波纹钢腹板局部屈曲强度的半经验半理论计算公式。结果表明:混凝土顶板和底板承担了大部分弯矩,波纹钢腹板主要承担剪力,且剪力沿波纹板高度方向均匀分布。     

圆弧形大跨径波纹钢板桥涵的静力分析

以平面应变理论为基础，对一跨径为12 m的圆弧形波纹钢板桥涵建立三维有限元模型，施加土体自重和汽车荷载进行静力分析，得出了等效应力分布规律。并与国外两种计算方法进行对比分析计算结果的差异，同时说明了差异出现的原因。结果表明:结构在恒载和活载的共同作用下变形很小，满足中国的规范要求；最大等效应力位于拱肩处，最小等效应力位于拱脚处；ANSYS法计算的极限压应力与CHBDC法计算出的极限压应力非常接近，且均小于国外两种方法计算出的抗压强度。     

钢波纹管涵洞的薄壳效应

从旋转对称壳基本理论着手,总结发现工程计算法、解析法等均不适用竖向受力的涵洞工程。根据试验数据用有限元法分析了钢波纹管涵洞大应变与小应变问题,得到两者的结果非常接近,完全可以采用小应变方法进行分析。针对工程现场采用的反开槽回填法施工,建立了有限元力学分析模型,采用底面约束所有位移和扭转自由度、管两侧立面施加水平位移约束、顶面施加荷载、其余面自由的边界条件,施加竖向汽车荷载进行分析。结果表明,该模型得到的计算结果和现场实测值拟合良好,说明该法是可行的,所得的结论是可靠的。     

波纹钢板管涵在A30公路中的应用

场拼装式波纹钢板管涵结构属新型技术,通过对该管涵结构在A30公路北段工程中的应用效果的调查,表明波纹钢板管涵能适应软土地基路堤的沉降变形、有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错台现象”,提高行车的舒适度与安全性。