公路钢波纹板拱桥受力特征分析

依托试验工程,对不同跨径钢波纹板拱桥进行荷载测试,得出不同工况下钢波纹板拱桥不同角度(位置)的应力变化规律,通过研究得到以下结论:荷载作用下不同跨径钢波纹板拱桥应力以拱顶(90°)为中心对称分布;钢波纹板拱桥与周围土体共同受力,由于纵向和轴向波纹的存在,使得力沿着板壁向下传递,致使拱脚位置(0°和180°)受力最大,但最大应力值小于钢波纹板材料的最大允许应力值,结构安全稳定;不同跨径钢波纹板拱桥在相同荷载作用下,随着钢波纹板拱桥跨径的增大(6 m→8 m→10 m),拱脚(0°和180°)的应力逐渐增大,拱顶附近(90°)的应力由相对稳定到波动变化,且跨径越大波动幅度越大。

大孔径钢波纹管涵洞土压力特性研究

钢波纹管涵洞不断在我国推广应用,作为设计时的重要参考因素,结构土压力的研究一直处于孔径偏小的阶段,依托汕湛高速公路一道一孔10 m钢波纹管涵洞,对该结构的土压力进行了科学的计算和系统的分析。研究结果表明:现行规范中使用的压力集中系数法计算结果过于保守,造成了一定程度的浪费,马斯顿理论和有限元分析方法计算结果更加准确;管顶平面内的垂直土压力由于内外土柱沉降差的存在,对内土柱产生附加应力,但不能对管顶土压力产生影响;水平土压力在大孔径结构中占据主导地位,设计中应充分考虑。

钢波纹板桥梁薄板加强技术有限元分析

通过有限元数值模拟分析,得出单层板、隔一个波长加强技术在有无荷载作用下钢波纹板波峰、波谷的挠度和应力变化规律,并对单层板、隔一个波长加强技术两种结构形式下钢波纹板桥梁受力特征进行了对比分析,得出采用薄板加强技术整体上受力要优于单层板,可有效减少钢波纹板桥梁的等效应力,解决了高填方路基设计时对钢波纹板壁厚要求较大但冷弯碾压生产工艺却无法达到的难题。

中小跨径波纹钢板桥梁薄板加强技术研究

为了促进波纹钢板桥梁在公路工程中的应用,解决解决现有生产工艺的缺陷即钢波纹管厚度薄引起的结构不稳定问题,采用有限元数值模拟分析,得出单层板、双层板、隔一个波长加强、隔两个波长加强和隔三个波长加强技术在有无荷载作用下波纹钢板波峰、波谷的挠度和应力变化规律。通过研究取得以下结论:两种工况下(有、无车辆荷载),波峰(或波谷)的最大挠度均出现在45°和135°位置处,而最大等效应力均出现在15°和165°位置处,在不同加强技术下施工时应重点对该位置进行观测;通过对比分析,隔两个波长和隔三个波长加强方案的波纹钢板受力均小于其它方案,从材料的特性、结构的安全性及经济性考虑,采用隔三个波长加强技术为最优方案。