高寒区隧道洞口段覆雪波纹钢棚洞减载方法研究

高寒区隧道洞口段易受上方覆雪及落石影响,采用现有大跨径波纹钢棚洞会产生较大变形和失稳,影响边疆公路运行安全。为此,依托某线路隧道洞口段波纹钢防雪棚洞项目,从拱效应及加筋桥减载原理出发,运用有限元软件构建了EPS板、EPS板+加筋雪、EPS板+加筋冰等10种减载方案的三维波纹钢棚洞模型,研究不同减载方案对棚洞应力、棚洞变形和覆雪压力的影响,对比分析棚洞受力变形特征及减载效果,筛选出最优减载方案。结果表明:施加减载材料后,棚洞上方覆雪压力均不同程度分散到棚洞两侧,减小了棚洞结构的受力;随着覆雪高度增加,减载效果更显著,其中30 cmEPS板+加筋冰组合式方案的减载效果最佳,棚顶应力减少32.72%,棚顶位移减小22.63%;针对波纹钢棚洞的减载问题,建议隧道洞口30 m范围内采用30 cmEPS板+加筋雪方案,距隧道口30 m以外范围可采用30 cmEPS板+加筋冰方案。

高填方大直径钢波纹管涵变形机制与控制技术研究

目的 研究高填方大直径钢波纹管涵变形机制与控制技术,解决其结构变形过大的问题。方法 基于管道压缩变形公式,提出在管涵两侧一定范围内填筑水泥土材料的新技术;通过室内试验确定水泥土材料中最优水泥质量分数,再基于数值模拟和现场试验分析采用新技术施工的管涵结构的受力及变形特征及其上部竖向土压力分布规律,确定最优管侧填筑范围。结果 新填筑技术能充分利用水泥土的刚度限制管涵的变形,当管涵两侧2/3管径范围内采用水泥质量分数为8%水泥土回填时,管涵的最大竖向及水平变形分别减少了35.1%和55.0%,结构最大应力也由管顶处转移至管涵上部45°附近,受力更为合理。结论 新填筑技术使管涵更好地与周围土体逐步变形协调,产生荷载重分布形成土拱效应,将管顶土压力由管中心向管边缘处转移,有效减小了钢波纹管涵结构变形和应力集中。

波纹板加固技术在铁路病害涵洞中的应用研究

涵洞是铁路的重要组成部分,也是日常管养中最容易忽略的铁路设备,涵洞结构的劣化状况和受力性能直接影响线路的安全与稳定。针对提速改造条件下重载铁路涵洞出现的承载能力不足、沉降过大、错位和耐久性降低等诸多问题,基于有限元分析、试验检测和工程应用等方法,开展拼装波纹板加固涵洞机理分析、波纹板关键参数加固涵洞性能与敏感性分析,以及波纹板加固涵洞实际工程应用技术研究。研究结果表明:既有涵洞采用波纹板加固技术后,涵洞结构整体刚度显著提高,涵洞顶板受力和变形明显降低,加固效果较好;同样尺寸条件下,相对于矩形和三角形波纹板结构,采用圆弧形波纹板加固涵洞后,其顶板跨中最大竖向位移和最大应力值均能减小20%及以上,圆弧形波纹板具有更好的加固效果;主力组合荷载作用下,随波纹板波高和波距增加,波纹板Mises应力表现为逐渐减小趋势,且Mises应力与涵洞跨度基本成反比关系。16座涵洞现场实测结果表明,采用波纹板加固后,不同跨径盖板涵和框构涵受力和变形显著降低,跨中挠度及动应变较加固前降低幅度均超过40%,波纹板技术在重载铁路病害涵洞中具有较好的加固效果。

波纹钢加固盖板涵受力机理及影响参数数值研究

为明确波纹钢加固盖板涵的受力机理以及不同设计参数对结构承载力和刚度的影响,本文依托波纹钢加固的跨径4m的盖板涵的实体工程,在考虑原涵洞的二次受力状态以及界面接触属性的基础上,利用两步法建模的方法分析了原涵洞退化程度、界面处理方式、波形参数、填充层强度和厚度等参数对加固后的承载能力、刚度、破坏状态的影响,并分析了波纹钢加固盖板涵的受力体系。结果表明:波纹钢在设计值状态下的应力主要由湿重状态下的混凝土的侧压力产生;利用波纹钢对盖板涵加固后承载能力提高25~85倍,刚度提高26~136倍。结合面的处理方式和混凝土填充层的厚度对承载力和刚度的影响显著,波形参数、混凝土强度对承载力和刚度的影响较小;波纹钢不是承受荷载的主要部件,给结构提供足够的支撑作用,使得结构从单一的盖板破坏转变为多位置的共同破坏,结构的承载力和延性得到明显的提升。

不同填土高度条件下高填方拱涵受力特征分析

为精确研究涵洞顶竖向土压力变化规律,防止涵洞在使用过程中发生病害。本文通过对拱涵进行数值模拟计算,在不同填土高度条件下,研究了高填方拱涵的受力特征,研究结果表明:①在涵洞顶部1m水平剖面位置,随着距涵顶中轴线距离的增大,土体沉降量均先增大再快速减小,水平剖面受力均减小再缓慢增大;②随着填土高度区间逐渐增大,拱顶的位移差先增大再减小,拱顶最大弯矩差逐渐减小,且有趋于稳定的迹象;③随着填土高度逐渐增大,拱顶最大轴力差和土压力系数均先增大再减小,当填土高度大于20m时,拱顶土压力集中系数逐渐减小,拱顶上部填土出现土拱效应。以上研究可为高填方拱涵填土工程提供参考。

新建桥梁跨越既有供水箱涵安全影响分析

以东部过境高速公路桥基跨越既有供水箱涵为研究对象,通过建立三维数值模拟,研究桥梁施工及后期运行期间对既有供水箱涵的影响,分析在不同工况下既有供水箱涵应力及变形变化情况,并与实际监测值对比。结果表明,随着施工阶段进行,供水箱涵结构变形累积发展,且最大主应力和最大位移值发生在运行期,但累计变化值比较小,均在可控范围内。研究成果可为类似交叉工程提供借鉴。

高速公路预制装配式箱涵施工技术

针对传统现浇箱涵施工工艺存在作业时间长、受气候影响大、质量不易控制和安全可靠性低等问题,以某高速公路项目为依托,详细介绍预制装配式箱涵的结构特点和施工工艺,并总结预制装配式箱涵的技术优势。结果表明,与现浇箱涵施工工艺相比,预制装配式箱涵施工工艺技术先进、质量可靠、工期短和安全性高,便于工业化生产、机械化施工、标准化管理,可有效解决现浇箱涵施工工艺存在的诸多问题。研究成果可为预制装配式箱涵的推广应用提供一定的参考。

带加强圈的多跨钢波纹板拱涵施工力学行为试验研究

以4孔跨度9m钢波纹板拱涵为背景开展现场试验研究,针对拱背浇筑泡沫混凝土和拱顶回填土体施工过程,分析不同拱跨、有无加强圈断面关键位置的受力和变形特征。主要结论为:不同拱跨与有无加强圈对拱涵位移影响较小,且拱涵变形总体较小,最大约为4mm,应力满足设计标准,但拱脚截面应进行重点监控;不对称回填和不同回填材料造成边中跨、边跨两侧应力存在差异,在拱顶回填中,边跨钢波纹板、钢筋和加强圈内混凝土的应力均比中跨对应位置要大,最大差值分别为31.06,27.29,1.93MPa;加强圈仅在拱顶回填时充分参与受力,能显著减小拱脚波峰位置钢波纹板应力,减小量约为其设计强度的10%。

不同截面选型对波纹钢箱涵受力性能影响分析

波纹钢箱形结构相较于圆形、拱形和管拱形波纹钢结构截面利用率更高,更适用于路基高度受限的情况。目前对波纹钢箱涵加强措施的研究较多,但缺乏对波纹钢截面形式选择的研究。该文使用有限元分析软件Abaqus对波纹钢箱涵侧墙倾斜角度分别为0°、5°、10°、15°和20°共5种工况建立有限元模型,对结构应力和变形结果进行分析。结果表明:增大波纹钢箱涵侧墙的倾斜角度可以有效减小结构的竖向变形和结构的最大应力;但为充分发挥波纹钢箱涵截面利用率高的优势,推荐选用倾斜角度5°~10°的波纹钢箱涵形式。

软弱地基高填方拱涵土体沉降影响因素研究

为了研究软弱地基高填方拱涵土体沉降影响因素,文章通过数值模拟计算,分析填土高度、沟谷宽度等参数对涵顶土体沉降位移。结果表明:涵洞顶土体的沉降值及内外沉降差与填土高度沟谷宽度、坡度相关,土体的作用力大于拱涵的承载力时,涵洞将被破坏。建议减小沟谷宽度,增大沟谷坡度,减小涵洞周围土体沉降。研究为拱涵施工提供参考。

高速公路预制装配式涵洞应用

高速公路预制装配式涵洞是现代交通基础设施建设中的一项重要技术创新,通过在工厂中生产和加工预制构件,然后在现场进行组装和安装,能够极大地提高施工效率和工程质量。随着社会经济的不断发展和交通运输需求的增加,高速公路预制装配式涵洞应用将会越来越广泛,为交通基础设施建设提供更加便捷、快速和可靠的解决方案。基于此,介绍预制装配式涵洞的应用优势,分析预制装配式涵洞施工的关键技术,包括工厂预制、吊装与运输、涵洞基础处理、基础与墙身安装、盖板涵安装等方面,希望对相关人员有所启发。

上跨既有铁路隧道公路桥梁工程施工对隧道结构安全的影响因素分析

为了分析上跨既有铁路隧道公路桥梁工程施工对隧道结构安全的影响因素,对项目建设的主要风险源、危险因素、安全控制标准进行探讨,并采用数值模拟的方法分析大桥施工对铁路隧道结构、轨道变形的影响。结果表明:对于铁路隧道先行、公路桥梁后建的公铁立交工程,公路桥梁施工期间对铁路隧道影响较大的工序为边坡开挖,桩基开挖、桥梁运营对既有隧道结构安全影响较小。

预制装配式箱涵关键工序施工技术解析

为了提高预制装配式箱涵关键工序施工技术水平,保证箱涵施工质量,此次研究针对具体项目对预制装配式箱涵关键工序施工技术进行深层次研究。结合文献分析法与实践研究法,对箱涵预制施工的关键工序进行创新与明确,总结箱涵预制施工技术关键点并有序实施,取得比较理想的应用效果,以期对预制装配式箱涵施工技术的未来应用提供参考。

钢结构桥梁涵洞施工中的新型焊接与连接技术创新——以贵州六枝特区新场至牛场公路桥梁涵洞为例

桥梁和涵洞,是现今基础设施的两个主要的体现,其施工的质效要求愈见的苛刻。而本篇呈现的便是,针对此类钢结构项目,一种全新的焊接与连接手法的研究。在对桥梁和涵洞施工的总体与局部进行了全面的审视之后,也察觉了传统焊接、连接技术的种种限制。正因如此,便从实验与数值模拟中,发掘出了新的焊接技术,并以之为研究对象。融入了激光焊接、摩擦焊接与高频感应焊接这些全新的手法,也对其在现实中的施工效果进行了评估。不同于传统的技法,这些全新的焊接技术既能够提升焊接接头的硬度与韧性,同时也能缩小热影响区,这无疑也为缩短 施工周期,降低施工成本提供了可能。此外,本文还探讨了模块化连接技术在钢结构施工中的创新应用,分析了其在提高施工精度和安装效率方面的优势。研究结果表明,新型焊接与连接技术的创新应用,不仅提升了钢结构桥梁和涵洞的整体性能,还为未来钢结构施工提供了新的思路和方法。本文的研究成果对推动钢结构桥梁和涵洞施工技术的发展具有重要意义,为相关工程实践提供了有力的技术支持。

接头形式与位置对装配式箱涵动力性能影响研究

装配式箱涵相较于现浇箱涵具有施工快速方便、质量高、环保节能等优点,在现代工程建设中广泛应用。基于ABAQUS软件建立5种装配式箱涵有限元模型,通过对比模型损伤云图、滞回曲线、骨架曲线等重要指标,研究了不同接头形式与位置对装配式箱涵动力性能的影响。研究结果表明:各装配式箱涵最大承载力相较于现浇箱涵有不同程度的降低;当接头位置相同时,装配榫接式箱涵较装配圆铰式箱涵的耗能曲线峰值提高约57%,承载力峰值提高约30%;当接头位于底部时,装配榫接式箱涵和装配圆铰式箱涵承载力均大于接头位于中部时,滞回环相对饱满,具有更强的滞回耗能能力。研究成果可为类似装配式箱涵动力性能研究提供借鉴。

自行无拉杆整体式墙身模板台车技术在涵洞工程上的应用探讨

在当前交通基础设施建设的大潮中,涵洞工程作为重要组成部分,其施工质量和效率直接关乎整个工程的成败。传统的支架法施工存在裂缝、错台漏浆、拉杆孔蜂窝等质量通病,效率低下,给工程带来诸多隐患。银川至昆明高速公路工程在太阳山至彭阳段积极引进并采用了自行无拉杆整体式墙身模板台车技术。该技术由大块定型钢模、自行式台车支架、丝杠及千斤顶等组成模板系统,实现了涵洞墙身的快速高效施工。无拉杆设计避免了质量通病,台车自动行走和快速拆装大幅提高了施工效率,降低了人工和设备成本,有利于安全文明施工,为涵洞工程带来革命性变革,具有广阔的应用前景。

“数字化+物联网技术”理念在智慧桥梁施工与管理中的应用研究

文章以某市大桥钢桁架分项工程为例,应用“数字化+物联网技术”理念,完成对智慧桥梁施工管理系统设计,搭建智慧桥梁施工物料管理系统整体架构,从设备进出场管理、智能化设备维修保养两个方面入手,将“数字化+物联网技术”理念科学地应用于桥梁工程施工设备智能化管理中。应用效果表明,该系统具有施工物料信息采集准确全面、人工成本低、物料进出场高效、机械设备智能化管理水平高等特点,满足预期设计标准和要求。

浅议多孔箱涵结构内力计算方法

箱涵广泛应用于水利工程中的穿堤涵洞和泵站压力水箱,它具有结构简单、造价低廉、施工方便等特点,是一种箱形框架,属于超静定结构,受力性能极好,其内力计算包括各控制截面的弯矩、轴力及剪力等,结构内力的大小与各杆件刚度、地基条件及荷载分布有关,在求解时应采用多种方法,对比分析计算,优化结构,确定箱涵断面尺寸及配筋率,保障工程安全。

高填方箱涵中覆土对箱涵的影响

主要对箱涵顶板压力受高填方箱涵覆土影响的研究。首先对高填方箱涵的必要性进行了阐述,然后针对涵体覆土进行涵顶压力监测及沉降量监测试验数据分析,建立模型对比高填方箱涵实际数据,通过土柱压力法对上述数据进行不稳定“卸荷拱”讨论。最后总结了高填方覆土对箱涵的影响。本文的研究对于理解高填方箱涵覆土对涵顶压力的影响具有重要意义,为高覆土箱涵的研讨提供了参考。

盖板涵洞标准化设计关键技术研究

涵洞作为公路的主要构造物之一,具有量大面广的特点,但受设计和施工等因素影响,长期以来的工程病害十分突出。随着绿色公路建设理念的广泛推进和技术标准、设计规范的不断更新,原有的涵洞通用图已难以适应新形势下公路建设持续、健康发展的需要。湖南省交通规划勘察设计院对公路涵洞标准化设计的关键技术进行了广泛深入的调查研究,立足新形势,编制了新版涵洞通用图。该通用图能较好地适应公路建设可持续发展的需求,是对桥涵建设标准化的有力推广和应用。