為探明高填方路堤下鋼波紋管涵結(jié)構(gòu)的受力性狀與變形規(guī)律,采用離心模型試驗(yàn)的方法,研究了不同路堤填筑高度、與路堤主線夾角及涵管直徑對(duì)鋼波紋管涵軸向、環(huán)向受力及變形特征的影響。研究結(jié)果表明:在鋼波紋管涵涵頂、涵側(cè)及涵底不同測(cè)點(diǎn)位置處,波峰（或波谷）的軸向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力呈拉、壓相反的變化規(guī)律,波峰的軸向應(yīng)力（或環(huán)向應(yīng)力）和波谷的軸向應(yīng)力（或環(huán)向應(yīng)力）亦呈拉、壓相反的變化規(guī)律,原型工況下鋼波紋管涵的最大拉、壓應(yīng)力分別為59.85 MPa和-59.06 MPa,涵管尚處于彈性受力階段,滿足設(shè)計(jì)使用要求;鋼波紋管涵各測(cè)點(diǎn)的軸向、環(huán)向應(yīng)力均隨其與路堤主線夾角的增大呈緩慢增大的趨勢(shì),夾角從30°增大到90°時(shí),最大拉、壓應(yīng)力分別增長(zhǎng)了25.90%和30.57%;涵管直徑的變化對(duì)鋼波紋管涵各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力影響非常明顯,當(dāng)涵管直徑由3.0 m增大到4.4 m時(shí),最大拉、壓應(yīng)力分別增長(zhǎng)了55.05%和63.49%;各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力隨路堤填筑高度的增加呈線性變化趨勢(shì),當(dāng)路堤填筑高度由14 m增加到16,20 m時(shí),鋼波紋管涵各測(cè)點(diǎn)最大拉應(yīng)力分別是原型工況下的1.21倍、1.40倍,最大壓應(yīng)力分別是原型工況下的1.08倍、1... 

【文章來(lái)源】：公路交通科技. 2020,37(10)北大核心CSCD

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應(yīng)變片的粘貼與防護(hù)處理

通過(guò)對(duì)工況1模擬里程樁號(hào)K2+510.5路段原型工況下的離心模型試驗(yàn)結(jié)果整理可知,當(dāng)離心加速度達(dá)到40g后,鋼波紋管涵受力特性隨時(shí)間變化曲線如圖6～圖7所示。可以看出,在原型路堤填筑高度為14 m時(shí),鋼波紋管涵各測(cè)點(diǎn)軸向、環(huán)向應(yīng)力隨時(shí)間增加大致呈線性增加的趨勢(shì),增大趨勢(shì)逐漸變緩。涵頂、涵側(cè)及涵底不同位置處變化規(guī)律基本一致,同一位置處波峰和波谷的軸向應(yīng)力(或環(huán)向應(yīng)力)呈拉、壓相反的變化規(guī)律,波峰(或波谷)的軸向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力亦呈拉、壓相反的變化規(guī)律。圖7 路肩處各測(cè)點(diǎn)軸向、環(huán)向應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線

圖6 路堤中部各測(cè)點(diǎn)軸向、環(huán)向應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線由表3可知,路堤中部鋼波紋管涵的軸向和環(huán)向最大拉應(yīng)力、拉應(yīng)變分別為45.51 MPa,216.71 με(涵底波峰)和59.85 MPa,285.00 με(涵底波谷);軸向和環(huán)向最大壓應(yīng)力、壓應(yīng)變分別為-45.97 MPa,-218.90 με(涵底波谷)和-59.06 MPa,-281.24 με(涵底波峰)。由于路肩處的路堤填筑高度較小,路肩處的最大環(huán)向拉、壓應(yīng)力應(yīng)變小于路堤中部的環(huán)向拉、壓應(yīng)力應(yīng)變,拉、壓應(yīng)力應(yīng)變最大值分別為51.85 MPa,246.90 με和-52.16 MPa,-248.38 με;路肩處的最大軸向拉、壓應(yīng)力應(yīng)變值比路堤中部對(duì)應(yīng)值略大,分別為57.26 MPa,272.67 με 和-52.82 MPa,-251.52 με,分布位置與路堤中部一致,表明縱波的存在可以使上覆荷載分布更加均勻。鋼波紋管涵拉、壓應(yīng)力大小相當(dāng),波峰波谷應(yīng)力相互協(xié)調(diào),共同承擔(dān)上覆荷載,能充分發(fā)揮鋼材的力學(xué)性能。且涵管各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼材的屈服強(qiáng)度235 MPa,因此原型鋼波紋管涵結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)使用要求。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[2]斜交低填大孔徑鋼波紋管涵土壓力分析[D]. 竇艷寧.西安工業(yè)大學(xué) 2017
[3]高填土大跨徑鋼波紋管涵的力學(xué)性能與設(shè)計(jì)方法研究[D]. 廖鑫.湖南大學(xué) 2014
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[5]高填方路堤下鋼波紋管涵洞受力與變形特性研究[D]. 劉剛.長(zhǎng)安大學(xué) 2012



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