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鋼波紋管涵洞受力和變形特性離心模型試驗研究

隨著(zhù)我國公路交通事業(yè)的快速發(fā)展,橫穿高速公路的涵洞數量日益增多,各式各樣的涵洞結構型式也不斷涌現，在眾多涵洞結構形式中，近年來(lái)在涵洞工程中迅速得到發(fā)展和廣泛應用的鋼波紋管涵洞由于其自身的柔性、高強度、優(yōu)良的適應地基與基礎變形的能力且具有自重輕、運輸方便、施工簡(jiǎn)單且施工工期短、造價(jià)低、對地基擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)正日益受到工程研究人員的廣泛關(guān)注。但國內對其在工程中的受力與變形特性的研究相對起步較晚，在行業(yè)內還未形成系統成熟的理論，在此背景之下，本文依托山西龍城高速公路在晉中市榆次區為高填方路基汛期排水而設的鋼波紋管涵洞工程，對鋼波紋管涵洞進(jìn)行了室內試驗研究,鑒于離心模型試驗相對其他模型試驗較能真實(shí)反映原型的應力狀態(tài)，將鋼波紋管模型置于離心應力場(chǎng)中，利用傳感器測量其在不同工況下的應力應變，并結合有限元分析軟件ANSYS對涵管模型進(jìn)行數值模擬，得出在不同試驗工況下其應力應變的變化規律，結果表明:鋼波紋管涵洞的管頂、管側沿著(zhù)波形(斷面)方向呈現出不同的應力應變變化趨勢,波峰和波谷處以及內側和外側、切向和軸向的應力應變呈現出管頂與管側相反的拉壓變化規律，另外，鋼波紋管的受力在涵管與路基主線(xiàn)夾角、填土高度，涵管直徑變化時(shí)呈現出不同的變化規律，最終經(jīng)分析確定其最佳施工方案，將理論研究成果綜合應用到所依托工程中，對鋼波紋管施工技術(shù)的應用和推廣起到一定的理論和實(shí)踐指導作用。