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管拱形覆土波纹钢板管涵受力性能试验研究
| 论文题名： | 管拱形覆土波纹钢板管涵受力性能试验研究 |
| 关键词： | 管拱形覆土波纹钢板桥涵;受力性能;有限元分析;数值模拟 |
| 摘要： | 覆土波纹钢板桥涵在国内的应用不断增加，并逐渐作为小桥涵的替代结构物应用于工程中，但大多数结构形式为圆管涵及开截面拱桥，对管拱形波纹钢板桥涵的受力性能方面的研究工作基本没有开展。管拱形波纹钢板桥涵优秀的变形适应能力以及良好的水利优势，非常适合应用于地基承载力低、又要满足一定过水流量需求的地区。因此，对此类结构的研究，对修建跨越不良地质状态地区的桥涵具有良好的指导意义。 本文以某10×8.1m多孔连续管拱形覆土波纹钢板桥涵为依托，通过现场监测试验和有限元数值模拟方法来研究其受力性能。现场监测了第1孔和第3孔两道管涵在施工过程的位移和土压力变化情况，并通过布置光栅光纤传感器实时监测管涵内力变化情况。通过第1、3孔实测数据分析管拱的受力性能，并分析单孔与受多孔连续影响下管涵受力性能的差异。 随后，分别建立了简化的二维平面应变有限元模型和能够反映实际波形的三维实体有限元模型，通过有限元模拟值与实测值进行对比，分析了施工过程中随填土高度增加管涵变形、应力和土压力变化规律。对比和分析结果表明，管拱形覆土波纹钢板管涵在施工过程中变形规律与圆管大体相同，均为先上拱后下挠;多孔连续的管涵的受力性能与相同条件单孔下管涵有明显不同，主要原因是由于其受到来自左右两侧管涵的附加约束。通过三维有限元模型，进一步分析随填土高度增加过程中，管涵各控制测点应力在一个波长范围内的变化趋势，验证了目前各国的规范中普遍使用的“环向压力理论”。通过总结管涵施工过程中的受力性能，为管拱形覆土波纹钢板管涵的设计与施工提供了参考。 |
| 作者： | 徐伟博 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘保东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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