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。

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%。

低填方路基施工过程中钢波纹管涵洞受力变形分析

研究低填方路基在动态施工过程中钢波纹管涵洞的受力特点与变形特征对于涵洞设计与现场施工方案的编制具有重要意义。本文以新晋高速公路为例,针对低填方段动态施工过程中的钢波纹管涵洞的内外壁轴向和切向受力特征及变形特性,并结合管顶处土压力随填土高度的分布规律进行研究分析,研究发现:管涵顶部的土压力系数变化反应为土拱生成、破坏、新土拱生成的受力传递效应;侧面填土的拖拽作用而产生附加应力是造成管涵顶部土压力远大于侧面土压力的主要原因;在低填方段中管涵顶部应变最大,而变形主要体现在水平向的压缩和竖直向的拉伸,最终使管涵截面呈现椭圆状变形,因此在实际施工过程中应加大顶部的防护。

论装配式大跨径钢波纹板桥的施工技术要点

本文综合分析了临洮至临夏公路工程AL6项目中装配式大跨径钢波纹板桥的施工技术要点,包括施工准备、基坑开挖与基底处理、扩大基础混凝土施工、预埋地脚螺栓安装等关键步骤。通过对相关施工技术要点的深入分析,展示了如何充分发挥钢波纹板拱桥的作用,解决因地基基础不均匀沉降导致的破坏。

某露天煤矿钢波纹管涵应用可行性研究

为解决某露天煤矿剥离运输系统与运煤运输系统的交叉问题,以B立交工程位置为研究对象,选取适于该露天矿运输现状的立交工程方法,基于现场调研,以定量与定性结合方式确定了钢波纹管方案。为进一步提升露天矿的经济效益与开采效率,提出了3组钢波纹管方案,选取最适于该露天煤矿的钢波纹管优化方案。

加强圈对钢波纹板拱涵受力行为的影响研究

为研究大跨度钢波纹板拱涵在增设混凝土加强圈后的受力行为,建立考虑土–拱相互作用的精细化有限元模型,并与CHBDC的分析方法进行对比。在此基础上,研究加强圈承担的截面内力及其在拱脚、拱腰和拱顶等部位的分布规律,并讨论加强圈厚度、间距和宽度对拱涵力学行为的影响。研究表明:采用CHBDC方法计算钢波纹板拱涵时,轴力将被低估,其与精细化有限元计算结果的比值为0.38~0.48;钢波纹板拱涵的轴力起控制作用,加强圈使得最大轴力减小了22.14%;在拱脚位置,加强圈承担的截面轴力最大,占比50.32%;加强圈各部位的轴力贡献度与其设计参数呈正相关,增大加强圈宽度优于增加厚度和减小间距。

YTHG钢波纹管涵在黄土地区施工技术及质量控制研究

钢波纹管涵作为一种新型高强排水设施,以其优良的受力特性,有效解决了因地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏等问题,提高了行车舒适性,以其独特的施工工艺,有效缩短工期,降低建设成本。结合子姚高速公路YTHG钢波纹管涵设计施工实例,从施工方案设计、施工工艺研究、施工质量控制等方面研究分析YTHG钢波纹管涵在黄土地区施工技术及质量控制,施工效益良好,易有效控制施工质量,为类似施工提供参考。

钢波纹管涵结构设计与施工工艺研究

为进一步推广钢波纹管涵在工程建设中的应用,对比分析了各国相关设计方法,对截面参数计算进行简化,并以省道S349束馆至左权公路魏县绕城段改建工程钢波纹管涵洞为例,详细总结归纳了施工工艺和检测评定方法,最后对造价及工期指标进行了对比。研究结果表明,本文提出的钢波纹管涵截面参数计算方法简便可靠,精度较高,相关工艺可实施性强,造价及工期具有显著优势,具有良好的社会效益和经济效益。

钢波纹管涵在隧道溶洞处治中的应用研究

文章结合广西天巴高速公路勤兰隧道工程建设实践,在勤兰隧道穿越ZK89+540处大型溶洞采用“2-Ø2 m钢波纹涵洞横向正交穿越隧道的方案,并提出“钢波纹管涵+衬砌加强”的溶洞处治措施,该方案有效避免了溶洞等不良地质造成的灾害,提高了隧道的安全稳定性,对类似工程具有一定的借鉴意义。

钢波纹管涵在高寒地区的施工技术应用

钢波纹管是一种性能良好的公路建筑材料,此种类型的产品呈现出了较强的耐久性和抗变形能力,施工工期较短、施工安装十分便利等诸多特征,适合应用于高寒冻土区域、软土地基地带和抢险工程施工中,在各项领域中有着极高的优势,文章中以省道203线阿尔山至乌兰浩特公路工程举例说明,在高寒区域公路施工作业开展过程中,结合施工各个阶段,简单论述了钢波纹管涵施工技术的具体应用要点,探讨了钢波纹管涵的整体性能。

公路钢波纹管涵洞设计关键技术研究

由于目前还没有针对性的结构计算方法来指导钢波纹管涵的设计,同时由于钢材的易腐蚀性,耐久性设计也是钢波纹管涵的设计重点,文章结合南宁至北海公路改扩建工程应用实例,研究了钢波纹管涵洞的结构设计方法和耐久性设计,为公路钢波纹管涵洞的设计应用提供实践参考。

高填方大跨径钢波纹管涵力学性能有限元分析

为了研究大跨径钢波纹管在高填土作用下的应力、应变响应,文章通过ABAQUS有限元建模方法,对钢波纹管涵施工过程中及汽车荷载作用下的应力和位移进行了分析。结果表明,钢波纹管涵变形和应力均满足规范要求。由此可见高填方下的大跨径钢波纹管涵在工程应用上具有可行性,文章研究内容可为高填方大跨径钢波纹管涵的设计与施工提供参考和借鉴。

大孔径半圆拱钢波纹板涵在高速公路项目中的应用

文章通过大孔径半圆拱钢波纹板涵工程实例,介绍了大孔径波纹钢板涵节段拼装设计及其施工要点,由研究可知:钢波纹板涵变形适应性强,结构受力合理,适用高填路基;对于大跨度钢波纹板涵,需进行节段拼装设计及防水防腐设计;回填质量影响钢波纹板涵的性能发挥,应选取满足要求的回填材料,严格按照设计及规范要求均匀、对称、充分压实。

采空区软土地基大型钢波纹管涵施工技术研究

为确保大型钢波纹管涵基础施工质量、拼装质量及防水层质量满足使用要求,通过具体项目对煤矿采空区软土地基上大型钢波纹管涵施工技术进行研究,对软土地基的处理、大直径钢波纹管涵的拼装及钢波纹管涵周围土体回填压实等进行分析讨论,对从软土地基处理到钢波纹管涵周围土体回填压实的施工过程的各个工序要点进行总结,以期为类似工况下的钢波纹管涵施工提供参考。

湿陷性黄土地区钢波纹管涵洞施工关键技术研究

钢波纹管涵洞是一种重要的排水方式,具有变形能力强、抗震性能好、施工周期短、有利环保、经济效益可观、且能适应各种复杂地形、适应较大的沉降、变形和不同的填土高度等诸多优点,经常被用于高陡边坡和高填方路段,能够很好的满足工程排水要求。本文依托兴保铁路复线项目储运装三期工程,对钢波纹管涵施工工艺和质量控制措施进行了阐释,以供参考。

管–土相对刚度对高填方钢波纹管涵承载特性的影响分析

在中国西部地区,广泛分布着黄土丘陵、深沟和山间河谷。在道路建设中,高填路基是应对这些地形的主要方式之一。为了满足排水和通行的需求,在高填路基中需要设置涵洞。钢波纹管被广泛应用于横向排水结构,因其具备优秀的变形协调性能,尤其适用于深厚填土体。本研究针对高填路基条件下钢波纹管涵的承载特性进行了数值计算分析,着重考虑了管涵刚度的变化。本文建立了高填方钢波纹管涵的有限元模型,研究了不同填土高度及管涵刚度对土拱效应的影响。并设置了管涵刚度分别为原刚度的0.1倍、0.5倍、5倍和10倍,研究了不同管–土相对刚度条件下,管涵的竖向变形、涵顶土体沉降以及刚柔性状况。结果显示:1) 随填土高度的增加,管顶变形由向上变形转为线性下沉;2) 原刚度下填土高度较小时呈现正土拱效应,随填土高度的增加转变为负土拱效应;3) 变刚度下刚度较低的管涵更易出现正土拱,刚度较高的管涵更易形成负土拱。研究认为,合理选择管涵刚度,在一定填土高度下可以形成有利的正土拱效应,减小管涵承受的土体荷载,提高使用寿命。后续研究将考虑其他影响因素对土拱效应的作用机理,为工程设计提供参考。

装配式钢波纹板在施工工程中的受力模拟分析

装配式钢波纹板棚洞具有足够的强度、稳定性和耐久性。在西南地区横断山脉的云贵高原高速公路建设中,应用棚洞能够适应营运需求,并方便管理和养护,更适用于山区或地质条件较差的地区。依托云南德钦至贡山公路提升完善养护工程中1号,2号棚洞,运用大型有限元软件ABAQUS,探究在不同钢波纹板厚度情况下,钢波纹板在边墙施工一段、边墙施工二段、拱肩施工以及拱顶施工四个过程中的变形与受力特征。模拟结果表明:无论是位于何种施工阶段,厚度对于位移的影响都是最大的,而厚度为7mm的钢波纹板在整个施工过程中,其应力与位移均优于厚度为6mm、5mm的钢波纹板,并满足材料对于屈服应力的要求,在施工过程中具有更可靠的安全性,故在后期施工监测中需重点监测。

重载交通下钢波纹管涵对沥青路面的变形影响

目的 探究重载交通条件下钢波纹管涵对沥青路面的变形影响,提高埋设钢波纹管涵沥青路面的寿命。方法 以计算机科学、道路工程等理论为基础,借助Midas GTS NX软件建立三维地层结构模型,对不同荷载下埋设钢波纹管涵的前、后多种工况进行模拟分析,探究荷载与钢波纹管、沥青路面不同方向变形之间的关系。结果 钢波纹管的埋设可以有效扩散土体中的应力,减少车辆荷载带给路面各结构层的沉降变形;双钢波纹管在荷载作用点处的变形较大,相邻管涵的变形较小,上半管对应力的承受程度要远大于下半管;得到了钢波纹管变形“飞鸽”模型。结论 不同荷载作用下,轴载的增大会减弱钢波纹管的应力扩散效果;笔者构建了不同荷载与路面结构层变形的关系模型,可为铺设钢波纹管涵沥青路面的病害防治提供数据支持。

大跨径钢波纹管在露天煤矿立交工程中的应用研究

为了研究钢波纹管在露天煤矿重载工况下的立交工程的可行性,以平朔工业大道工程为背景,提出用大跨径钢波纹管解决露天矿运输系统交叉问题,通过有限元软件ABAQUS对结构受力进行分析计算,并通过Midas GTS NX三维实体有限元分析法对方案进行验证。研究结果表明:钢波纹管隧道满足重载工况下的受力要求,钢波纹管隧道方案技术上可用于解决平朔工业大道主线与矿区矿用卡车运输道路交叉的问题。

高寒地区深厚覆雪钢波纹板棚洞减载优化设计

为解决隧道入口覆雪钢波纹板棚洞在深厚积雪荷载作用下变形过大的问题,以新疆某隧道为工程依托,提出了制造两侧冰柱、制造上侧冰拱、冰柱冰拱耦合、冰柱冰拱聚苯乙烯泡沫(expanded polystyrene,EPS)板耦合4种减载优化设计方案,并使用有限元软件ABAQUS分析4种方案的受力变形情况及可行性。结果表明:4种减载优化设计方案均极大地降低了钢棚洞的应力和变形,结构应力和变形满足设计规范允许值;马斯顿的“等沉面”土压力理论可以应用于堆积雪体中,增大内外雪柱沉降差,降低结构所受竖直压力;柔性填料EPS板在高覆雪工况中有一定的减载效果,但并没有在高填方土体中效果显著,在高覆雪工况中减载优先推荐加密钢波纹板棚洞周围雪体来达到减载的效果。