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。

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.

大直径不锈钢波纹管成型工艺及性能分析研究

针对重型运载火箭增压输送系统管路的应用需求,开展了大直径不锈钢波纹管的成型工艺研究,突破了通径Φ470mm且单层壁厚为1.3mm的双层大直径不锈钢波纹管的精密成型技术,成型精度及性能满足重型运载火箭的服役工况。大直径不锈钢波纹管在2.25MPa和1.5MPa条件下分别开展液压强度试验和气密试验并保压5min,均未出现波纹管的失稳以及泄漏情况;通过液氮浸泡进行低温冷冲击试验,波纹管未出现开裂和变形等异常现象;通过压缩10mm的方式测试波纹管的机械刚度,刚度值达到630N/mm;内部充液压1.5MPa并进行拉伸60mm的位移疲劳试验,经300次循环后未出现失稳,且气密检查未出现泄漏,极限拉伸至120mm时才开始出现端波的平面失稳。

山岭地区大直径钢制波纹管涵施工技术

巴中至万源高速公路属于山岭地区,沿线地形起伏较大,线位多为沿河谷坡地和越岭展布,路基排水所设的涵洞多为冲沟排水,水系发达,地质条件相对较差。该项目路基采用大直径钢制波纹管涵,本文重点探讨在山岭地区软土路基地带采用大直径钢制波纹管涵施工技术。

大直径镀锌金属波纹管在装配式接口中的运用

本文在总结常见下部结构装配式连接方式的基础上,结合工程实例,介绍了大直径镀锌金属波纹管的承插式连接方式在预制桥墩拼装施工中的应用。采用空间有限元软件,分别建立了装配式下部结构模型和现浇下部结构模型,对比了预制建造和现浇施工桥墩的位移和应力状态。结果表明,预制结构和现浇结构在不同等级垂直荷载作用下表现出相似的荷载-位移曲线及荷载-应力曲线;排架墩桥梁能满足快速施工的需要,同时也保证了工程质量;采用预制混凝土盖梁可以避免使用高大脚手架和支撑,从而节省了时间和成本,提高了工人工作的安全性。

大直径高填方钢波纹管涵洞现场试验分析

通过对大直径高填方钢波纹管涵洞的现场试验,选取管涵中3个特征断面,在特征点布设应变计、土压力盒以及变形测量仪器,对钢波纹管涵洞的周围土压力、力学特性以及变形规律进行了研究分析。研究表明,钢波纹管的受力特性在轴向以受拉为主,在环向以受压为主,并且都在管底+12.2 m处存在明显的拐点;土压力在管底+18m处趋于平缓,最大变形达到管径的2.3%。