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。

钢混加强圈对钢波纹板裸拱涵动力特性的影响研究

基于现场试验和数值仿真手段研究了设置钢混加强圈的钢波纹板拱涵的动力特性。首先,采用锤击试验原理,测试了某实际钢波纹板裸拱的轴向、环向及局部振动传递特性。然后,采用有限元法计算了结构振动响应,并与试验结果对比验证其可靠性。在此基础上,分析了有无加强圈、加强圈间距、加强圈填充混凝土的影响规律。结果表明:钢混加强圈能有效提高钢波纹板拱涵结构的整体刚度,并起到显著阻振隔振效果;与不设加强圈相比,设加强圈时相同距离测点的加速度频响衰减量增大约30dB;空心钢板加强圈和钢混加强圈均能对振动衰减起积极作用,但钢混加强圈的隔振效果远好于空心钢板加强圈。

既有引水箱涵保护施工技术

随着土地利用率的不断提高,既有建筑保护涉及到的内容越来越多,做好既有设施保护具有重要意义。以某项目箱涵保护施工为例,通过分析排桩+系梁+预制盖板保护、地基处理+条形基础+预制盖板保护、单侧暗埋悬臂式挡墙保护3种箱涵保护方案,对既有箱涵施工重难点进行分析并制订相应处理措施,阐述了全护筒钻孔灌注桩、袖阀管注浆地基加固、暗埋挡墙施工主要工艺流程及施工要点,可为类似工程提供参考。

水下机器人在入海水道通榆河立交工程涵洞的探查应用

入海水道通榆河立交工程经多年运行,需对难以精确检查的水下部分进行详实探查。结合历年水下检查成果报告、工程现状调查分析报告等资料,以20#涵洞为典型场景,选择搭载水下光学摄像设备、二维图像声呐传感器、全向成像声呐等设备的水下机器人进行水下探查,为工程运行管理和安全评估提供参考。

某尾矿库老旧排洪系统封堵技术研究

传统的尾矿库老旧排洪系统封堵技术单一,缺乏适用性。以某尾矿库为例,为同时保证封堵的安全性和经济性,针对某老旧排洪系统的排洪涵洞、涵管,运用先疏后堵的原理,提出刚性封堵与柔性封堵相结合的联合封堵技术。先采用柔性封堵进行疏水,进而使用刚性封堵,最后进行注浆封堵。实践结果表明,联合封堵技术能够解决带水涵洞、涵管的封堵施工困难问题,保障尾矿库的安全运行;材料大多选用库内尾矿,取材方便,且封堵体长度远大于规范值,安全可靠。研究成果可为类似矿山尾矿库老旧排洪系统封堵提供重要的技术支撑。

高速公路盖板涵施工技术要点研究

深入探讨了高速公路盖板涵施工的关键技术,涉及4处不同地形和土压条件下的涵洞,强调了结构稳定性及排水效率的重要性。从技术和场地准备、基础开挖、基底回填、基础施工、台身施工、盖板施工、防水处理到沉降缝处理等方面,系统分析了施工的各个环节。研究成果旨在提升高速公路建设质量,保障公路的安全和长效运营。

路桥工程过水涵洞的施工技术与质量管控

为提高路桥工程过水涵洞的施工效率与工程质量,结合实际项目案例,通过分析过水涵洞的工程特性和施工风险,做好现场查勘、水文调查、场地清理等准备工作,基于溪流流速和流量计算结果制订过水涵洞的施工导流方案,并进一步探索不断流情形下混凝土盖板涵的施工技术与质量管控要点,结果保证了过水涵洞按期完工并验收合格。分析过水涵洞的工程特性和管理风险、做好前期准备工作、因地制宜地采取施工技术方案、注重全方位的质量管控,能有效提高路桥工程中过水涵洞工程的施工管理效益。

霍州至永和关高速公路小桥涵设计

为了研究复杂地质条件下高速公路小桥涵设计,以霍州至永和关高速公路工程为例,根据区域地形特征、水文特征、地貌特征选择涵位,计算涵洞口流量,设计涵洞结构和配筋,对小桥涵进行具体设计。通过抗裂验算,所提出的设计方案满足霍州至永和关高速公路小桥涵抗裂要求。

波纹管涵在公路设计和施工中的应用分析

西南地区高速公路建设往往受地理条件的限制,采用传统的钢筋混凝土盖板涵和箱涵,往往施工周期长、造价高。近年来,随着新材料技术的不断发展,以及装配式施工理念的推广,金属波纹管作为一种新型环保材料,在施工、安装、造价等方面都具有较好的优势,目前在高速公路建设中进行了较好的推广。对金属波纹管涵的优点进行了分析,研究其在高速公路涵洞设计及施工实践中的运用,并以贵州高速公路涵洞设计为例进行分析论证,结果表明,金属波纹管涵节省投资、缩短工期、安装更便捷、环保。

轻质泡沫土在高速公路天然气管道保护涵洞中的应用

以某高速公路天然气管道保护涵洞为例,比较常规填土与轻质泡沫填土引起的涵洞基底压力和沉降值,轻质泡沫填土具有较大的优势,可解决保护涵洞地基承载力和沉降值不满足要求的问题,为同类工程问题提供参考。

高密度建成区市政暗涵除险加固技术研究

本文以深圳市某区各流域范围内的市政缺陷暗涵为研究对象,通过暗涵检测评估的资料,分析市政暗涵缺陷形成的主要原因和特点,结合其缺陷特点情况及边界条件,针对性提出高密度建成区市政暗涵除险加固方法,为类似暗涵缺陷整治工程提供参考。

沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力影响研究

沟谷地形下高填方涵洞土压力分布规律较为复杂,不同沟谷地形下涵周土压力分布规律与上埋式涵洞差异显著。为探明沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力的影响,采用离心模型试验与数值模拟方法,建立了地形-涵洞-填土的相互作用模型,分析了不同沟谷宽度B、沟谷坡度α下的拱涵涵周土压力及涵顶土压集中系数K_(s)的分布规律,并与最新涵洞设计规范进行了对比,阐述了沟谷地形下高填方拱涵土压力形成机制。研究表明:(1)沟谷宽度B对涵顶土压力集中系数K_(s)影响显著,沟谷宽度B为4D~6D,D为拱涵的净跨径,涵顶土压力集中系数K_(s)增幅较大;(2)沟谷宽度B小于4D时,可发挥沟谷地形对涵洞的减载作用;(3)沟谷坡度α在45°~60°时,涵顶土压力及其K_(s)变化最显著;(4)填土高度为20m,α>70°时,K_(s)≤1。填土高度为40m,α>50°时,K_(s)≤1;(5)我国最新涵洞设计规范推荐的K_(s)与离心模型试验、数值模拟规律存在一定差异,当α=45°时,沟谷宽度B较小时,规范的涵顶土压力集中系数K_(s)较为保守;(6)沟谷地形下高填方拱涵K_(s)与拱顶压密区、等压面的形成有关。拱顶压密区可引起拱涵涵顶土压力集中,并引起压密区周边土体的竖向土压力呈拱形分布。在接近地表一定深度处,拱形分布逐渐向水平分布过渡,从而形成等压面。等压面上部荷载将分散于沟谷坡体,故可发挥沟谷地形的卸荷效应。

装配式涵洞施工技术要点

涵洞作为一种过人、过水或过车的通道,在高等级公路中被大量采用。传统的涵洞施工工艺包括基础基坑开挖、基底检测、底板浇筑、墙身浇筑、盖板浇筑等,耗时长,施工质量不高,施工安全风险也较高,且施工现场形象差。随着社会经济的发展,装配式涵洞作为一种较为新颖的涵洞施工工艺,逐渐走入施工人员的视野,由于其具有诸多优点,越来越受到人们的重视。

基于Midas FEA的箱涵套管加固效果分析

以湖北省某农村公路提档升级项目中箱涵套管加固为工程背景,考虑混凝土的材料非线性,简化填土与箱涵之间的接触非线性,利用Midas FEA建立箱涵套管加固的精细化有限元模型,对比分析了箱涵套管加固前后的受力性能。计算分析表明:箱涵加固后其水平变形、竖向变形分别下降98.21%、96.53%,混凝土的第一主拉应力、第一主压应力最大值分别下降82.09%、94.95%,钢筋的拉应力、压应力最大值分别下降93.26%、85.00%,裂缝宽度最大值一定程度降低,箱涵采用套管加固效果明显;套管加固后,套管内钢筋以及填充区混凝土应力较小,考虑工程经济性,可在规范允许范围内适当降低套管配筋率、选取低强度钢筋、降低填充区混凝土标号,建议在石料充裕时采用片石混凝土代替混凝土。

外业测量影响涵洞功能性要点分析

从外业测量工作广度和深度方面对涵洞位置、涵底标高、洞身布置、洞口建筑、地质钻探等涵洞设计的功能性影响进行分析,以及在外业测量中如何根据现场条件对涵洞进行针对性设计。

体外预应力加固盖板涵效果分析

针对大秦线盖板涵底部直线体外预应力加固方式,利用体外预应力筋的应力增量与盖板涵跨中挠度和混凝土压应变的相互关系,分别按考虑和未考虑体外预应力筋反弯矩对盖板涵截面转角和挠度关系的影响,推导体外预应力筋应力增量以及盖板涵截面强度和刚度的计算式,并进行了室内试验验证。结果表明:进行加固盖板涵的体外预应力筋应力增量计算时必须考虑反弯矩的影响;盖板涵截面压应力、受拉钢筋拉应力、跨中挠度的理论计算结果与试验结果基本相同,验证了推导的理论计算方法是正确的;相比在一定范围内改变预应力筋与盖板涵底的距离及锚固位置,增大体外预应力筋的截面面积和有效预应力可明显提高盖板涵截面的刚度和强度;当荷载为75kN·m-1时,与采用16mm体外预应力筋加固相比,采用32mm体外预应力筋加固后盖板涵混凝土上表面的压应力减小10.5%,跨中挠度减小44.1%;有效预应力从15kN增大到135kN,加固后盖板涵混凝土上表面的压应力减小15.5%,跨中挠度减小37.7%。

高填方涵洞减载机制与数值分析

高填方引起的涵顶土压力集中往往造成涵顶纵向开裂,通过涵洞-填土-地基共同工作机制的研究,分析了涵洞减载的原理。通过数值模拟分析了中松侧实、柔性填料、先填后挖法以及地基处理措施对涵顶的土压力集中系数的影响。结果表明:上述方法和措施可以有效减小涵顶土压力,先填后挖法宜采用竖直边坡,开挖沟槽的宽度宜与涵洞宽度相当;涵洞地基应采用柔性处理措施,并延伸至基底以外一定的范围。研究结果可为高填方涵洞减载措施的选取以及涵洞地基设计提供参考。

大跨度输水洞穿高速浅埋暗挖方案模拟比选研究

利用非线性有限元程序,对三跨拱涵开挖施工方案进行模拟。通过对两种较为可行的施工方案进行模拟,比较了开挖引起的地表沉降、衬砌的应力变化和洞周土体的塑性区等因素,综合考虑后利用模糊评判选出了优选方案。同时,由模拟的数据还发现了隧洞开挖时容易出现的各种危险情况,建设施工单位在危险区域采取适当的措施,得到很高的实际价值,对今后类似工程有借鉴意义。

涵洞顶填土压力的计算分析

简要介绍了圆管涵破裂的原因,论述了根据公路规范、铁路规范计算涵洞顶填土压力的方法及其缺陷,提出了一种新的涵洞顶填土压力计算方法。计算结果表明,该方法克服了上述两种规范中计算方法的不足。

玻璃纤维硅砂增强管结构在涵洞中的试验研究

该项目完成了玻璃纤维硅砂增强管结构在公路涵洞中的试验。通过静载试验,对涵管的竖向变形、最大挠度、裂缝开展情况、涵管整体沉降等进行了实测与分析,得出了一些结论,可为玻璃纤维硅砂增强管结构在公路涵洞的推广应用提供一些参考依据。