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不同中心角钢波纹板拱涵力学性能研究
| 论文题名： | 不同中心角钢波纹板拱涵力学性能研究 |
| 关键词： | 钢波纹板拱涵;竖向位移;拱脚变位;受力特点;力学性能 |
| 摘要： | 钢波纹板圆弧拱涵具有良好的力学性能和施工方便等优点，在工程中已被推广应用，但理论上的研究却很少。本文通过对国内外钢波纹板拱涵的研究资料进行收集和总结的基础上，以不同中心角钢波纹板拱涵为研究对象。其主要研究内容包括:相比钢筋混凝土拱涵的受力特点，不同中心角拱涵力学性能差异性、拱涵结构设计和施工工艺。对拱涵力学性能的研究主要借助有限元软件ANSYS进行大量的数值模拟，对中心角135°、150°、165°、180°钢波纹板拱涵的拱顶、拱腰、拱脚的位移和应力进行分析。主要得出如下结果: 1、钢波纹涵洞主要有闭口和开口截面形状，其用途广泛;由于钢波纹结构有轴向波纹的存在，使其拥有良好的承载和变形能力。 2、相比钢筋混凝土拱涵，钢波纹板拱涵的内力分布更合理、其变形和周围土应力更大，承担的外荷载更小。不同中心角钢波纹板拱涵的水平推力相差较大，但满足矢跨比小，水平推力大的拱涵基本规律。 3、通过中心角135°、150°、165°、180°钢波纹板拱涵模拟对比分析，得到填土高度3m下不同中心角钢波纹板拱涵拱顶、拱腰、拱脚的位移和应力变化特点;同时，还得到移动活载80kN作用下拱涵的竖向位移和应力随时间的变化规律。 4、运用有限元软件分别对不同填土高度、拱涵跨径及拱脚变位下的不同中心角钢波纹板拱涵进行模拟分析，分别得到如下结果: (1)拱涵的最大竖向位移、波峰、波谷的应力随填土高度的变化规律，其中最大竖向位移增长速率在填土高度5m前后并不相同; (2)拱涵波峰和波谷的位移、应力随拱涵跨径改变的变化规律; (3)拱涵附近土体和拱涵的竖向位移在不同拱脚变位下的变化特点。 5、钢波纹板拱涵的国内《规范》和AISI结构设计方法简单，设计控制因素少，而CHBDC方法考虑了诸多因素作为设计控制因素，能准确的计算出结构在荷载下的应力，因此该设计方法比较合理。 6、对钢波纹板拱涵的施工进行了研究，主要包括:不同地基处理方法、拱脚连接构造物的设置、钢波纹板的安装及回填土施工要求。 论文研究成果有助于了解不同中心角钢波纹板拱涵的力学性能和解决其技术难题，同时对完善我国钢波纹板拱涵的设计与施工规范也有一定的参考价值。 |
| 作者： | 朱北方 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李祝龙;李志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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