高填方大直径钢波纹管涵洞力学特性

为研究高填方大直径钢波纹管的力学特性,选取萍洪高速AK0+485处钢波纹管涵洞作为研究对象,通过现场测试以及数值模拟提取管体上部不同填土高度情况下管体的应变、土压力以及管体的横向和竖向变形.通过对数据进行处理分析得出测试数值与模拟数值变化趋势基本一致,管中环向应变以及管顶轴向应变分别大于其他部位的应变.管顶土压力较小,管体下45°位置的土压力较大,主要是由于大直径钢波纹管的柔性以及混凝土支撑的限制作用导致.而对于无混凝土支撑情况下的数值模拟显示,无混凝土支撑可减小应力集中现象以及大部分测点位置的土压力.

偏压荷载对钢波纹管涵洞受力变形特性的影响

采用有限元软件构建三维实体模型,对偏压及对称荷载作用下钢波纹管涵洞的受力变形及管周土压力进行对比分析。结果表明:偏压荷载作用时,管顶两侧承受较大的环向应力,最大轴向压应力分布于左侧中部;von Mises应力的2个极大值分别出现在波谷环向位置右上部17°处和左下部45°处。通过变形分析,明确了偏压荷载作用时波纹管水平变形和竖直变形的最值及形态。管周土压力在偏压荷载作用下沿环向位置呈波动变化,左半部数值总体大于右半部,最大值位于管涵左下部62°处。

高填方大跨双孔钢波纹管涵测试与分析

为了解双孔钢波纹管涵应用于高填方路基时径向土压力及变形特性,结合依托工程,通过现场试验,并精细化有限元建模方法对其进行分析。结果表明,双孔2-φ5.5 m钢波纹管涵,变形与径向土压力随着填土高度的增加而增大,填土高度达到管顶24 m尚未出现明显土拱效应;径向土压力沿管周分布呈椭圆形,采用双孔管涵,结构受力与单管涵基本相同,最大径向土压力出现位置不同,位于管斜下方45°位置;有限元分析与试验结果相吻合,表明有限元分析模型精度满足工程要求。最后,将公路桥涵规范中土压力计算结果与有限元、测试结果进行对比,规范计算得到的最大土压力偏大,最小土压力偏小。

装配式方拱形波纹钢管涵力学性能及变形特性研究

以陕西省富平至耀州红色旅游公路PPP项目为工程依托,针对穿越公路装配式方拱形波纹钢管涵的力学性能和变形特性进行了有限元软件模拟研究。结果表明:方拱形波纹钢管涵的Mises应力在波峰和波谷呈现不同的变化趋势,波谷的Mises应力从管顶起沿顺时针方向呈现先增大后减少再略有增大的趋势,而波峰的Mises应力沿顺时针方向则呈现先减少后增大再减少的趋势;方拱形波纹钢管涵的最大Mises应力出现在45°即接头部位;方拱形波纹钢管涵的水平变形和竖直变形在波峰、波谷的变化趋势和变形值均相近。

青藏线波纹管涵洞现场试验及理论分析

以位于青藏线DK945+849,海拔高度在4 200 m以上的一座金属波纹管单孔试验涵洞(孔径1.5m)为背景,进行新型波纹管涵洞管壁应力的试验研究。施工过程中不同填土高度下,波纹管不同断面和部位应力的试验结果表明:各测点波峰、波谷的应力随着填土高度的增加迅速增大,波中点应力的变化不大;波纹管涵洞的控制截面是管顶和管底;最大应力出现在路肩下的截面,达170 MPa。该金属波纹管在施工过程中安全系数为1.68,在规范允许范围内。将实测土压力作用在裸管上,进行管壁应力理论分析和有限元计算,其结果略大于应力实测值,误差较小,且偏于安全。验证了实测管壁应力和土压力值的正确性,说明理论分析和有限元分析可用于波纹管涵洞的设计。

大孔径钢波纹管涵洞受力特征研究及效益分析

通过对大孔径钢波纹管涵洞管内不同角度应力野外现场试验,结合相关钢波纹管涵洞知识,从不同方面研究了其力学性能,得出其受力变形特征。通过研究取得以下结论：填土初期（填筑从管底至管顶）,路中波峰、波谷和波侧均为压应力,且分别在管周330°、管顶0°和管周330°出现最大压应力;填土后期（填筑从管顶至路基顶部）,波峰→波谷→波侧为拉应力为主→拉、压应力平衡→压应力为主的变化过程。直径大于3 m钢波纹管涵洞比同尺寸的混凝土盖板涵造价要降低10%-20%,工期可节省30-50 d。通过大孔径钢波纹管涵洞受力特征及效益分析,对其在工程和设计中应用具有重要指导意义。

高填方大跨径钢波纹管涵洞通道力学性能研究

钢波纹管涵洞通道以其优越的受力性能,其应用越来越广泛,但国内对其力学性能的研究较少,设计无规范可依,存在一定的盲目性。为研究其力学性能,以1~5 m高填方钢波纹管通道为工程依托,进行了现场力学性能测试。结果表明：结构具有明显柔性特征,填土越高,土拱效应越明显,且结构的轴向波峰波谷和环向都成拉压交替变化规律。

浅析公路改建工程中波纹管涵洞的使用

文章在分析了波纹管涵洞在公路改建的使用优势的基础上,对波纹管涵洞在公路改建中的使用范围和应用技术进行了探讨,对波纹管涵洞在公路改建工程中的经济效益和社会效益进行了研究、分析。

基于ANSYS的公路钢波纹管涵等效应力与变形分析

钢波纹管因其轻质高强、施工工期短等优点,广泛应用于公路涵洞建设中。文章以西南地区某工程项目为研究背景,基于ANSYS有限元分析软件,考虑土体Drucker-Prager本构,建立了包含管-土联合作用的数值分析模型。研究表明:本项目所采用的2.5 m管径4 mm壁厚的钢波纹管的等效应力与变形能够满足1~5 m填土要求,在此基础上,分析了填土变形模量与钢波纹管壁厚等关键参数对计算结果的影响,相关研究可为后续同类工程提供参考。

钢波纹管涵洞口处理及设计方案研究

随着钢结构制造工艺、安装工艺、防腐技术的提高,钢波纹管涵在公路工程建设中应用日益广泛。通过调研,发现钢波纹管涵在建设期间易发生洞口过度变形和局部破损的现象。该文结合工程实例对钢波纹管涵洞口处理方案进行探讨,以期进一步提升钢波纹管涵工程质量。

一种高填方波纹钢管涵洞的施工方法

近年来基础设施建设大力发展,尤其是高速公路,许多在地形复杂、沟壑纵横的山区开发,而高速公路存在大量的高填深挖路基和隧道工程,高填方路基是山区高等级公路的常用形式之一,高填方路堤下的涵洞建设大量涌现。

拼装式钢波纹管受力特性研究

随着大孔径钢波纹管涵的应用日益增多,我们发现当前对其受力特性的研究大都只针对整体结构,没有针对性地对拼装式钢波纹管不同板件在不同填土高度下的受力特性进行研究[1]。本文利用ANSYS软件对拼装波纹管进行有限元建模计算,分析填土高度、管道直径与波纹管受力变形特性的关系。

钢波纹管涵洞在盐渍土环境下耐久性试验

文章依托实际工程,选取现场的亚硫酸盐强盐渍土(含盐量为1.72%~5.329%),采用五种试件(Q235原板试件、镀锌试件、涂耐小分子渗透防腐涂料试件、镀锌+耐小分子防腐涂料试件、镀锌+外涂环氧沥青试件),进行钢波纹管涵洞的野外环境暴露试验,对比分析不同涂层防腐效果,并通过试件腐蚀时间与腐蚀深度数据进行回归分析,得出近似幂函数模型,预测分析钢波纹管涵洞在盐渍土环境下的耐腐蚀寿命,提出适用于盐渍土介质环境下钢波纹管材料的防腐措施。

双连拱钢波纹板混凝土组合涵洞受力变形特征研究

钢波纹板涵洞在公路工程中有广泛的应用,大断面单层钢波纹板涵洞由于承载力不足存在一定的风险,由钢波纹板与钢筋混凝土形成组合涵洞,不仅有效提升涵洞结构的承载能力,也利用钢波纹板的快速装配功能,充当组合结构的底板,加快了施工速度,为保证整体工程按时交付起到了巨大的作用。本文针对双连拱钢波纹板混凝土组合涵洞的受力变形特征展开研究,采用数值计算和现场实测的方法,对比双连拱钢波纹板涵洞的受力变形特征后表明,双连拱钢波纹板与混凝土组合后整体的结构受力更加均匀,钢波纹板的应力集中现象不明显,混凝土也拥有较高的安全冗余,整体的变形量小,但上覆土体的荷载增加效应明显,影响范围在1.5倍的涵洞跨度内。本文的研究结论对于类似大跨度钢波纹板涵洞工程有借鉴价值。

公路钢波纹管涵洞施工力学性能分析

为分析公路钢波纹管涵洞在施工阶段的受力与变形特性,文章选取公路中通用的混凝土盖板涵洞和圬工拱涵洞,对比分析三类涵洞在施工阶段中涵洞及路面的力学性能。建立三种涵洞的数值模型,分析各施工阶段的应力和变形值。通过对数据处理分析得出:钢波纹管自身强度高,周围土体结构的变形主要有钢波纹管承担,钢波纹管的应力较大,但是由于钢波纹管自身结构的稳定性强,有效提高了路面平整度。

高填方大小双孔钢波纹管涵有限元分析——以湖南省某高速公路为例

文章结合工程实际,对高填方情况下“大孔通车,小孔排水”的双孔钢波纹管布置形式采用有限元进行力学性能分析,并讨论了直径为6.5 m的钢波纹管和直径为2 m的钢波纹管在不同间距下的应力变形情况。研究结果表明,随着大小钢波纹管间距增加,波纹管最大等效应力减小,间距增加到0.5倍有效跨度后,应力值趋于稳定。

钢波纹管涵在软土地基施工中的质量控制

对于南方山区高速公路雨水较多,施工中常出现软土地基处理,这直接影响钢波纹管涵施工质量,结合湖北省某高速公路工程实例,对钢波纹管涵在南方山区软土地基施工中的质量控制要点进行介绍,为钢波纹管涵在类似地形条件下的推广应用提供借鉴。

高填方钢波纹管涵土-管共同作用测试与分析

为了探究高填方大跨钢波纹管涵变形、应力和土压力特征以及土-管共同作用的机理和影响因素,对一座双孔高填方大跨钢波纹管涵进行了试验测试。提出了考虑土体及土-管接触非线性特性的有限元建模方法。综合考虑管涵直径、波形尺寸及多管效应对土-管共同作用及土压力分布的影响,提出了管内对拉钢索控制管涵变形和应力的施工措施,对管顶铺设EPS板的减荷效果进行了数值模拟。结果表明:ANSYS有限元模型充分地考虑了土体与土-管接触的非线性特性,计算结果较为精确,钢波纹管涵变形、应力与径向土压力的计算结果与实测结果相吻合,变化趋势基本一致,径向土压力计算结果与实测值最大误差只有12.48%左右;管涵几何参数(管涵直径、波形尺寸)对钢波纹管涵受力特性影响显著;多管效应对钢波纹管涵土压力分布影响显著;管顶竖向土压力在高填方回填土中受土-管共同作用影响显著,随着填土高度增加,土-管共同作用引起的整体土拱效应经历了先负向增长再正向增长的过程,并在临界高度时达到土拱效应最大负向化;在填土完成后去除管内对拉钢索,变形最大减小46.65%,最大等效应力减小约9%;管顶铺设厚度为0.2 m的EPS板,管涵变形、应力及土压力都显著减小,管顶仅需承担46.85%的上方土体自重。

基于多因素影响的钢波纹管涵力学性能研究

为研究多种不利组合因素对钢波纹管涵围土压力的影响,结合实际工程案例,采用有限元数值模拟的方法比较分析不同斜交角度、不同填土高度、不同孔径大小共15种钢波纹管涵洞模型的土压力分布规律。结果表明:正交情况下钢波纹管涵土压力最小;填土高度与土压力不成线性分布关系,随着填土高度的增加,管顶土压力增加幅度逐渐减小;孔径对管涵土压力的影响较大。研究结果将为新形式的钢波纹管涵提供一定的技术支撑。

高原多年冻土地区波纹管涵应用技术研究

通过理论热学分析和力学计算及试验工程的修筑 ,研究了金属波纹管涵在青藏公路的技术经济可行性和实用性 。