大直径钢波纹管涵群结构与土相互作用及设计方法研究

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涵洞是一种满足排水、通道重要和常见的结构设施。在一些特殊的岩土(如冻土、膨胀土、软土、黄土等)地区,会出现地基和基础的不均匀沉降等问题,使用常规钢筋混凝土涵管会发生不同程度的损坏,而采用钢波纹管涵代替钢筋混凝土涵管是解决上述问题可行的办法,可以解决地基变形导致的涵洞破坏,同时也可以减少因地基的沉降而引起的应力集中,故钢波纹管涵洞有广阔的应用前景。  目前,在国内的一些公路涵洞工程中,采用了钢波纹管涵替换了钢筋混凝土涵,没有从根本上分析钢波纹管与周围的土体的相互作用。有时会导致涵管结构的破坏,或者会造成资源的浪费。所以为了避免上述问题的出现,对于研究钢波纹管涵与周围填土的土压力计算十分重要。  本文主要内容包括:针对现有国内外有关土压力的不同计算方法进行分析,结合现场波纹管群监测,进行土压力计算方法研究;基于现有研究基础,根据钢波纹管和土压力的变形协调关系,采用有限元方法,进行结构内力分析;根据现场钢波纹管所监测的数据,对不同的施工阶段应力和应变进行对比分析;基于国内外钢波纹管设计规范、现场监测、数值模拟分析等,对钢波纹管选型、优化设计以及典型路基条件下波纹钢管涵群的设计进行研究,并提出合理的施工方法和施工工艺。
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