【摘 要】
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为了探明车辆荷载作用下影响钢制波纹管廊力学特性的各种因素,论文依托实际管廊工程,采用现场载荷试验与数值模拟相结合的方法,系统地分析了钢制波纹管廊在不同的加载位置、不同的车载幅值、不同的埋设深度以及不同的波纹参数影响下的应力与变形分布规律,并给出相应的建议。本文的主要研究成果如下:1.建立实际载荷试验,系统地分析了钢制波纹管廊在1.2m覆土荷载与不同车载施加位置作用下的应力和变形分布规律,找出了钢制
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为了探明车辆荷载作用下影响钢制波纹管廊力学特性的各种因素,论文依托实际管廊工程,采用现场载荷试验与数值模拟相结合的方法,系统地分析了钢制波纹管廊在不同的加载位置、不同的车载幅值、不同的埋设深度以及不同的波纹参数影响下的应力与变形分布规律,并给出相应的建议。本文的主要研究成果如下:1.建立实际载荷试验,系统地分析了钢制波纹管廊在1.2m覆土荷载与不同车载施加位置作用下的应力和变形分布规律,找出了钢制波纹管廊在相应荷载作用下容易发生应力集中的危险点,探明了钢制波纹管廊（覆土1.2m）在运营过程中行车荷载对其的力学特性影响相对较小的现象。2.基于有限元数值模拟方法,控制车载幅值、埋深以及波纹参数为变量,在模拟计算与实际载荷试验的结果对比验证前提下,通过数值模拟计算明确了各种变量因素对车辆荷载作用下钢制波纹管廊受到的附加应力与变形特性的影响,具体如下:（1）在不同的车辆幅值荷载作用下,钢制波纹管廊力学特性呈现不同的变化规律:应力方面,波谷受到的应力要大于波峰;钢制波纹管受到的竖向应力较大值都出现在侧板与顶板的节点处,在此节点容易出现应力集中现象;此外管廊顶板受到mises应力均要高于管廊底板与侧板;变形方面,管廊顶板竖向位移（U3）与侧板横向位移（U2）均随着车辆荷载幅值的增加而逐渐增加,而底板在不同荷载作用下产生的位移形变却未出现较明显的变化;（2）车辆荷载对钢制波纹管廊产生的附加作用效应会随着管廊的埋深增加而逐渐减弱,当管廊埋深大于5.0m后,车辆荷载产生的作用效应已经微乎其微了,此时应以上部覆土荷载作为主要设计荷载;（3）波纹参数的改变会对钢制波纹管廊的受力性能产生不同影响,研究发现钢制波纹管廊的波长越长,越不利于管廊承载;钢制波纹管廊的波高越大,车辆荷载的附加作用效应越弱;廊体壁厚的增加会使廊体的刚度提高,虽能够有效地控制管廊在荷载作用下的形变,但同时也会削弱其的变形适应力。本文的研究成果补充了钢制波纹管廊在车辆荷载作用下其力学特性变化规律的部分空白,具有一定的工程意义,对于未来钢制波纹管廊的施工、设计以及相应规范提供一定的参考建议。
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