原文传递
斜交低填大孔径钢波纹管涵土压力分析
| 论文题名： | 斜交低填大孔径钢波纹管涵土压力分析 |
| 关键词： | 公路桥涵工程;钢波纹管涵;土压力;计算方法 |
| 摘要： | 随着我国公路建设的发展，公路等级逐渐提高、公路里程不断延伸，桥涵工程的数量剧增。传统的桥涵结构形式易出现的桥头跳车及因地基的不均匀沉降导致的结构破坏等问题已经严重影响到公路的路用性能;而采用新的材料类型、新的结构形式是解决传统桥涵工程中出现的这些问题的途径之一;其中最具代表性的新型结构形式是钢波纹管涵，因其轴向波纹的存在，使它不仅可以更好地适应地基变形，而且能够较好地分散应力，因此在我国公路工程中逐渐得到广泛应用。钢波纹管涵管周土压力对钢波纹结构的受力影响很大，但目前我国对其研究较少，而对于斜交、低填、大孔径钢波纹管涵土压力的研究尚是空白。 本文针对斜交、低填、大孔径三个钢波纹管涵受力不利因素共同组合对其围土压力进行系统分析研究。在对国内外现有的关于钢波纹管涵土压力的计算方法及理论成果进行调查研究的基础上，依托国内首次将斜交、低填、大孔径三个受力不利因素综合应用的实体工程（“济南至祁门高速公路<安徽省淮南至合肥段>”）对围土压力测试的实际工况制定了具体的现场测试方案，整理并分析现场所测数据;采用有限元数值模拟的方法对现场的钢波纹管涵洞三种实际工况进行模拟，并且将模拟结果与现场的实测值进行对比，从而论证了有限元数值模拟方法的可行性;最后，通过建立不同斜交角度、不同填土高度、不同孔径大小的合理的涵洞模型，进行有限元数值模拟，归纳总结土压力分布的规律。这将作为新形式的钢波纹管涵设计和施工的参考依据。 通过对斜交、低填、大孔径钢波纹管涵野外现场测试可知:填土自管顶至路基顶的过程中，管周和管外侧各测试位置的土压力的变化整体上分为两个阶段:第一阶段为填土自管顶至2.5m（孔径的一半）,随路基填土高度的增加管周土压力增幅较小;第二阶段为填土2.5m至路基顶部，随路基填土高度的增加管周土压力增幅较大。路基完工后在车载工况下，管周土压力的变化幅度从大到小依次为:双车并行、双车顺行、对向行驶、沿管轴行驶。通过对斜交、低填、大孔径钢波纹管涵有限元数值模拟可得:当斜交角度小于75°时，管周土压力随着斜交角度的变化不太明显;随着斜交角度的增大，管周土压力值急剧减小，而管顶垂直于管轴线方向土压力随着角度的增加而增大。管周土压力随着填土高度的增加发生周期性的变化。对于小孔径的钢波纹管涵，管周土压力随着孔径的增大而减小;对于大孔径的钢波纹管涵，管周土压力值随着孔径的增大而增大，但当孔径为6m时土压力值随着孔径的增大而减小。 |
| 作者： | 窦艳宁 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘百来;李祝龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
