本文關(guān)鍵詞：山區(qū)公路大管徑鋼波紋管涵洞受力特征分析與工程應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)涵洞一般是由石材、混凝土或混凝土與鋼筋結(jié)合而成,在工程建設(shè)過程中,由于石材承載力和耐久性不足、混凝土收縮與徐變、鋼材腐蝕等問題一直存加之不同涵洞類型存在各自缺點(diǎn)和適用條件,導(dǎo)致在施工過程和后期運(yùn)營(yíng)方面帶來一系列不必要的問題。面對(duì)這些實(shí)際工程問題,迫切需要一種施工工期短、造價(jià)低、便于養(yǎng)護(hù)與維修、能夠適應(yīng)復(fù)雜水文地質(zhì)的新型涵洞形式出現(xiàn)。在此背景下,對(duì)波紋管涵這種新的結(jié)構(gòu)形式的研究就顯得尤為重要了。本文從國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用情況出發(fā),結(jié)合重慶13道新修鋼波紋管涵洞,以大型有限元軟件ANSYS為基礎(chǔ),分析鋼波紋管涵洞受力與變形在不同影響因素下的變化特性,得出下述主要結(jié)論:(1)本文對(duì)國(guó)內(nèi)外流行的四種荷載計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)的表格對(duì)比分析得出:在設(shè)計(jì)階段、施工階段利用CHBDC法計(jì)算恒載更接近實(shí)際情況;在驗(yàn)算管壁壓力當(dāng)回填材料高度小于2m時(shí),要選AISI法,當(dāng)回填材料高度大于2m時(shí),要選CHBDC法。計(jì)算活載時(shí)應(yīng)該選擇各自國(guó)家的規(guī)范計(jì)算,實(shí)用性更強(qiáng)。通過工程實(shí)例提出壓實(shí)度對(duì)彈性模量影響很大,壓實(shí)度為96%的彈性模量是85%的1.66倍。(2)介紹Q235鋼材優(yōu)點(diǎn)與致命缺點(diǎn),并對(duì)防腐措施進(jìn)行了探討,在項(xiàng)目建設(shè)中用韌性陶瓷膜做第二道防腐措施時(shí),理論使用年數(shù)最高可達(dá)100年;針對(duì)薄殼理論的基本假設(shè),分析了波紋管涵能夠運(yùn)用此理論的條件。得出數(shù)值法適用波紋管涵洞分析。(3)本文分析了填土高度對(duì)波紋管內(nèi)外壁波峰、波谷受力與變形的規(guī)律,得出在大于7m時(shí)填土高度占主導(dǎo)位置并得出對(duì)應(yīng)關(guān)系式。對(duì)于7個(gè)特征位置受力與變形規(guī)律進(jìn)行分析,波頂受力最大,右90度受力最小。對(duì)于波紋管涵洞來說波峰所有特征位置的等效應(yīng)力增長(zhǎng)速率大于波谷,其中波頂增長(zhǎng)速率最快。柔性材料的回填厚度應(yīng)該是填土高度的0.25~0.4倍,其中0.4倍最符合土拱效應(yīng)。(4)將主要結(jié)論運(yùn)用到設(shè)計(jì)與施工中,總結(jié)出適用國(guó)情的恒載和活載計(jì)算方法并進(jìn)行荷載組合。對(duì)回填材料與壓實(shí)度關(guān)鍵因素進(jìn)行單獨(dú)分析,回填材料的最大顆粒應(yīng)該控制在50mm以內(nèi),分層厚度在150mm~250mm范圍內(nèi)。當(dāng)波紋管上方回填材料高度小于50cm,不可以在其上行走或者利用8t的壓路機(jī)以及相關(guān)荷載;當(dāng)回填材料高度大于50cm時(shí),可以先采用小型振動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。
【關(guān)鍵詞】：涵洞工程 鋼波紋管 大管徑 模型分析 受力特性
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U449.83
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 選題背景和研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況17-18
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線18-20
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.5.2 技術(shù)路線19-20
• 第二章 山區(qū)公路波紋管涵的作用計(jì)算方法20-35
• 2.1 概述20
• 2.2 國(guó)內(nèi)外作用流行計(jì)算方式20-30
• 2.2.1 加拿大公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范20-24
• 2.2.2 美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)規(guī)范24-26
• 2.2.3 國(guó)內(nèi)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范26-29
• 2.2.4 國(guó)內(nèi)鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范29-30
• 2.3 規(guī)范方法對(duì)比30-32
• 2.4 壓實(shí)度對(duì)彈性模量的影響32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 鋼波紋管材料力學(xué)性能分析35-42
• 3.1 鋼波紋管力學(xué)性能35-36
• 3.2 鋼波紋管防腐措施36-37
• 3.3 力學(xué)性能分析理論與方程37-40
• 3.3.1 薄殼理論37-39
• 3.3.2 殼體的平衡方程39-40
• 3.4 力學(xué)性能分析方法40
• 3.5 波形參數(shù)對(duì)受力影響40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 山區(qū)公路波紋管涵的受力與變形有限元分析42-88
• 4.1 有限元軟件選用及硬件需求42
• 4.2 模型建立及分析過程42-50
• 4.2.1 工程概況42-44
• 4.2.2 定義單元類型44
• 4.2.3 確定本構(gòu)模型44-49
• 4.2.4 實(shí)常數(shù)49
• 4.2.5 材料屬性49
• 4.2.6 幾何模型49
• 4.2.7 網(wǎng)格劃分49
• 4.2.8 施加荷載49-50
• 4.3 計(jì)算結(jié)果與分析50-87
• 4.3.1 填土高度對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析50-59
• 4.3.2 波距對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析59-62
• 4.3.3 波高對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析62-67
• 4.3.4 壁厚對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析67-68
• 4.3.5 管徑對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析68-72
• 4.3.6 填土高度、波距、波高、壁厚、管徑之間關(guān)系分析72
• 4.3.7 材料性質(zhì)對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析72-76
• 4.3.8 不同位置回填材料對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析76-83
• 4.3.9 不同厚度的回填材料對(duì)鋼波紋管受力與變形影響分析83-87
• 4.4 本章小結(jié)87-88
• 第五章 山區(qū)公路波紋管涵的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用88-93
• 5.1 波形優(yōu)化設(shè)計(jì)88-89
• 5.2 施工技術(shù)設(shè)計(jì)89-91
• 5.2.1 回填材料90-91
• 5.2.2 壓實(shí)度91
• 5.3 工程應(yīng)用91-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 第六章 結(jié)論與建議93-96
• 6.1 主要結(jié)論93-94
• 6.2 建議94-96
• 致謝96-97
• 參考文獻(xiàn)97-100
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目100

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