發(fā)布時間：2020-04-10 09:12

【摘要】：鋼波紋管涵具有施工便捷、建造速度快、抗腐能力強、建造成本低等優(yōu)點,作為變形和受力良好的結(jié)構(gòu)體,可解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土涵洞使用時混凝土板開裂、基礎(chǔ)沉降等問題,具有良好的應(yīng)用前景。然而鋼波紋管涵波紋的存在,使其在受力分布相對復(fù)雜,準(zhǔn)確地掌握波紋管力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)及管頂土壓力分布規(guī)律,將為公路鋼波紋管涵設(shè)計提供理論依據(jù)。本文以延安北過境線改擴建工程中的鋼波紋管涵為依托,基于現(xiàn)場試驗、理論分析、有限元計算三個方面,對鋼波紋管涵身應(yīng)變、截面變形及土壓力進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究,主要成果如下:(1)通過現(xiàn)場試驗,分析了鋼波紋管涵在分層填土施工過程中的力學(xué)性態(tài)表現(xiàn),得到了鋼波紋管管涵的波峰、波側(cè)、波谷處的應(yīng)變隨分層填土施工的規(guī)律;波紋管截面水平向和橫向變形規(guī)律;鋼波紋管涵周圍土壓力分布規(guī)律;試驗分析結(jié)果可為鋼波紋管涵施工設(shè)計提供重要的參考價值。(2)基于分層分析法,分析了土體在溝槽摩擦作用下發(fā)生主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)形成的小主應(yīng)力拱,得到了考慮土拱效應(yīng)影響的側(cè)向土壓力系數(shù),推導(dǎo)了涵頂(矩形溝槽、梯形溝槽)垂直土壓力計算公式,計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)較為吻合;分析了溝槽寬度、內(nèi)摩擦角、填土高度等參數(shù)對管涵頂部垂直土壓力的影響,得到了隨參數(shù)改變的管涵頂部垂直土壓力系數(shù)規(guī)律,為鋼波紋管涵管頂垂直土壓力計算提供了參考。(3)利用有限元計算,建立了溝埋式公路鋼波紋管涵洞有限元計算模型,并將有限元計算結(jié)果與實測結(jié)果進(jìn)行對比驗證,系統(tǒng)的分析了地基土體彈性模量、上覆填土高度、鋼波紋管涵波形參數(shù)改變,對波紋管涵截面變形及管頂土壓力的影響。得到了參數(shù)改變時管涵截面豎向和水平向變形及管涵頂部垂直土壓力變化規(guī)律,探究了地基土體性質(zhì)、填筑高度、波紋參數(shù)對鋼波紋管涵受力變形的影響。
【圖文】：

還涉及到涵洞的后期正常運營等問題[38][39]。采用現(xiàn)場試驗，探究鋼波紋管在分層填土荷載作用下的應(yīng)變、變形及土壓力規(guī)律，更能夠反映出其真實變化，，對進(jìn)一步掌握涵洞破壞機理有著重要作用。2.2 鋼波紋管涵現(xiàn)場施工2.2.1 依托工程概況本章依托工程 G341 延安北過境線改擴建項目，項目位于延安市市區(qū)北部，路線起于延安市寶塔區(qū)碾莊溝口，向西順碾莊溝口而上，路線全長 15.497 公里，鋼波紋管涵洞位于樁號 K12+026 處，涵洞直徑為 4m，波紋參數(shù) 200×55×4mm（波長×波高×厚度），與路基中線斜交角度 70°，涵洞設(shè)計水流速為 7m/s，兩處進(jìn)出水口洞型均為八字墻。涵洞基礎(chǔ)壓實度大于 96％，兩側(cè)及頂部填土壓實度不小于 96％，且涵洞兩側(cè)填土高度差不超過 30cm�；A(chǔ)及管涵兩側(cè)均采用 10%灰土回填，楔形部位采用人工搗實及小機械夯實，鋼波紋管拼裝如圖 2.1

楔形部位采用人工搗實及小機械夯實，鋼波紋管拼裝如圖 2.1圖 2.1 現(xiàn)場鋼波紋管現(xiàn)場拼裝示意圖2.2.2 基礎(chǔ)施工基礎(chǔ)作為鋼波紋管涵最直接的支撐，應(yīng)為其提供均勻的支撐力，所以基礎(chǔ)施工時應(yīng)首先除去下部軟弱層，換填一定級配的天然砂礫，使鋼波紋管底部填料均質(zhì)，其中最大
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U449.83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2622042