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超大跨径管拱形钢波纹管涵洞的受力特性与土压力计算方法
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作者 卞海丁 魏进 王锦涛 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2532-2546,共15页
不同于传统小直径圆形钢波纹管涵洞,大跨径管拱形钢波纹管涵洞在路基工程中的应用与研究较少。依托延安某高速公路工程,详细阐述了现场试验方案,测试了一个少见的9.5 m跨径,6.5 m矢高的管拱形钢波纹管涵洞在路堤回填过程中的受力变形特... 不同于传统小直径圆形钢波纹管涵洞,大跨径管拱形钢波纹管涵洞在路基工程中的应用与研究较少。依托延安某高速公路工程,详细阐述了现场试验方案,测试了一个少见的9.5 m跨径,6.5 m矢高的管拱形钢波纹管涵洞在路堤回填过程中的受力变形特性,采用数值模拟进一步研究了管涵参数对其受力变形特性的影响,引入土拱效应系数Mf,结合正交试验与数值模拟建立了考虑土拱效应的大跨径管拱形钢波纹管涵洞的土压力计算模型,最后通过现场试验结果验证了计算模型的准确性。研究结果表明:回填过程中管涵的竖向变形大于水平变形,同位置处的波谷应力大于波峰,土拱效应的存在使得管顶土压力与沉降均呈V形分布。回填过程中管顶的变形最大,为36.1 mm,满足变形不超过2%跨径的规范要求,但设计人员应重点关注管涵两侧90°处波谷的应力设计。管涵的螺栓拼接位置建议设置在管周顺时针30°、180°、330°附近。增大波纹尺寸与钢板厚度能够一定程度上减小管涵的变形与应力,但设计阶段应综合考虑成本造价与材料特性。所建立的理论模型计算结果与现场试验结果较为吻合,能够有效反映大跨径管拱形钢波纹管涵洞上部的土压力分布。研究成果可为大跨径管拱形钢波纹管涵洞的设计、施工与理论分析提供参考。 展开更多
关键词 钢波纹管涵洞 大跨径 管拱形 受力特性 土压力计算
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钢波纹管涵洞受力与变形特性模拟试验研究 被引量:72
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作者 冯忠居 乌延玲 +2 位作者 贾彦武 熊山铭 王彦志 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期187-192,共6页
通过室内模拟试验,选取钢波纹管涵洞中间断面,在特征点布设应变片、土压力盒及变形测量仪器,对钢波纹管涵洞的力学特性、管周土压力及涵管变形规律进行了研究,分析了应变与应力、管周土压力及涵管变形的变化规律。研究结果表明:钢波纹... 通过室内模拟试验,选取钢波纹管涵洞中间断面,在特征点布设应变片、土压力盒及变形测量仪器,对钢波纹管涵洞的力学特性、管周土压力及涵管变形规律进行了研究,分析了应变与应力、管周土压力及涵管变形的变化规律。研究结果表明:钢波纹管内、外部波峰与波谷环向拉、压变化规律一致;在最高填土高度为18.0 m时,内部涵顶测点1位置环向拉、压应变与应力值最大为1146,-930με与308,-243 MPa;涵顶竖向土压力最大值为551 kPa;变形量最大为13 mm;在高填土情况下以涵顶土压力值作为涵洞设计的设计参数。 展开更多
关键词 路基工程钢波纹管涵洞 模拟试验 受力与变形特性 设计参数
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钢波纹管涵洞受力与变形特性现场试验分析 被引量:31
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作者 乌延玲 冯忠居 +2 位作者 王彦志 贾彦武 熊山铭 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2011年第4期513-516,共4页
为搞清公路路基钢波纹管涵洞在填土荷载作用下的受力与变形特性,结合工程实际,通过现场试验,研究其在路基填筑过程中的工作性能.试验结果表明:钢波纹管涵洞内侧主要承受压应力,外侧主要承受拉应力;最大填土高度时,拉、压应力均在30 MPa... 为搞清公路路基钢波纹管涵洞在填土荷载作用下的受力与变形特性,结合工程实际,通过现场试验,研究其在路基填筑过程中的工作性能.试验结果表明:钢波纹管涵洞内侧主要承受压应力,外侧主要承受拉应力;最大填土高度时,拉、压应力均在30 MPa左右;断面内、外侧的应变应力出现相反的拉压变化规律,且涵顶两侧45°位置为受力薄弱点.说明实际钢波纹管涵洞设计与施工中应给予关注,特别是在高填土荷载作用下,应对相应的部位进行加强或从施工工艺上采取措施. 展开更多
关键词 路基工程 钢波纹管涵洞 现场试验 受力与变形特性
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偏压荷载对钢波纹管涵洞受力变形特性的影响 被引量:2
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作者 张树明 蒋关鲁 +1 位作者 罗斌 高柏松 《铁道建筑》 北大核心 2017年第8期18-23,共6页
采用有限元软件构建三维实体模型,对偏压及对称荷载作用下钢波纹管涵洞的受力变形及管周土压力进行对比分析。结果表明:偏压荷载作用时,管顶两侧承受较大的环向应力,最大轴向压应力分布于左侧中部;von Mises应力的2个极大值分别出现在... 采用有限元软件构建三维实体模型,对偏压及对称荷载作用下钢波纹管涵洞的受力变形及管周土压力进行对比分析。结果表明:偏压荷载作用时,管顶两侧承受较大的环向应力,最大轴向压应力分布于左侧中部;von Mises应力的2个极大值分别出现在波谷环向位置右上部17°处和左下部45°处。通过变形分析,明确了偏压荷载作用时波纹管水平变形和竖直变形的最值及形态。管周土压力在偏压荷载作用下沿环向位置呈波动变化,左半部数值总体大于右半部,最大值位于管涵左下部62°处。 展开更多
关键词 钢波纹管涵洞 有限元分析 偏压荷载 受力与变形特性 土压力
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低填方钢波纹管涵洞受力变形特性及垂直土压力计算 被引量:3
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作者 吴冠庆 魏进 +1 位作者 岳夏冰 阴增亮 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1337-1345,共9页
分析了填筑施工动态过程中钢波纹管涵洞的受力变形特性及管涵周围土压力分布规律,基于马斯顿理论,构建了一种垂直土压力的计算公式,结合试验数据和有限元计算对其进行验证.结果表明:应变随填土高度呈波动增长态势,在管侧填土高度为3.6 m... 分析了填筑施工动态过程中钢波纹管涵洞的受力变形特性及管涵周围土压力分布规律,基于马斯顿理论,构建了一种垂直土压力的计算公式,结合试验数据和有限元计算对其进行验证.结果表明:应变随填土高度呈波动增长态势,在管侧填土高度为3.6 m时,内外部测点应变出现最大值;填土完成后,内部测点存在受拉或受压状态,而外部测点以受拉为主;水平向和竖向变形随管侧填土高度的增加而增加,呈竖向椭圆形;管涵顶部的垂直土压力最大,垂直土压力系数随倾角的增大而增加. 展开更多
关键词 道路工程 钢波纹管涵洞 力学特性 现场试验 垂直土压力 有限元计算
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高速公路钢波纹管涵洞工程应用及其应变光测技术研究 被引量:3
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作者 程钢 方萍 《中国工程科学》 北大核心 2013年第8期108-112,共5页
主要介绍了钢波纹管涵洞在南京长江第四大桥北接线高速公路路基工程中的首次应用。现场实际应用结果表明,钢波纹管涵洞具有良好的路用结构适应性,施工简便,工期短;现场应变光测测试结果表明,在软土地基路段修筑钢波纹管涵洞充分利用了... 主要介绍了钢波纹管涵洞在南京长江第四大桥北接线高速公路路基工程中的首次应用。现场实际应用结果表明,钢波纹管涵洞具有良好的路用结构适应性,施工简便,工期短;现场应变光测测试结果表明,在软土地基路段修筑钢波纹管涵洞充分利用了钢材的延展性,能够解决不均匀沉降问题。 展开更多
关键词 钢波纹管涵洞 高速公路 软土地基 现场试验 光纤测试
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