装配式涵洞的有限元分析

通过对装配式涵洞的有限元分析,得出涵洞在不同填土高度、不同汽车荷载等级作用下的最大内力,以及每延米主筋配筋面积;并与其它形式的涵洞进行比较,总结出一些装配式涵洞的设计、计算特征,以供参考.     

六武高速公路装配式涵洞结构有限元优化分析

文章通过逐级新增单元的有限元方法,模拟六武高速公路上的装配式涵洞结构分层填土施工过程;通过多方案计算,分析涵洞底板厚度、底板外伸长度以及垫层弹性模茸等因素对装配式涵涧结构内力和应力的影响,得到装配式涵洞结构的优化型式.分析结果表明,有限元施工模拟计算地基、涵洞及填土这一联合体,能较好地反映三者的相互作用和变形协调关系,较客观地揭示涵洞结构内力和涵洞土压力分布规律.     

装配式盖板涵土压力和变形的现场试验研究

介绍了新型的预制装配式盖板涵施工工法,通过选取两个典型断面开展了现场试验,研究了预制装配式盖板涵台背及涵顶土压力的分布规律和土压力随填土荷载的增长规律.对涵洞盖板和侧墙的位移进行了测试,分析了盖板和侧墙构件的挠曲变形规律,并将测试所得的土压力和构件变形结果与数值模拟结果进行了对比.结果表明,预制装配式涵洞侧墙和盖板的挠度均较小,涵周土压力分布和变化规律均呈现明显的非线性,与现行《公路桥涵设计通用规范》中线性土压力理论存在较大的差异.盖板上垂直土压力中间较小,两侧支撑处较大,近似呈"U"形分布.侧墙水平土压力近似呈"3"形分布,最大土压力位于台帽与涵墙搭接处.所得结果为预制装配式涵洞构件的设计计算及搭接强度的确定提供了依据.     

山区涵洞受力影响因素的数值模拟分析

文章通过数值模拟详细讨论了涵洞路段几何条件与地基刚度对涵-土体系受力状态和位移特性的影响,对比分析了不同型式与尺寸的涵洞受力与位移规律.结果表明,沟谷宽小于3倍涵洞宽度时,涵顶压力与涵体位移受沟谷宽度与岸坡角度影响较为显著;较大的地基刚度引起更大涵顶压力;涵洞采用壳体基础与整体式基础时涵顶压力与涵体位移没有显著差异,比采用分离式基础的沉降小,涵顶压力集中程度大;断面高而窄的涵洞比矮而宽涵洞的涵顶压力和竖向位移大.     

高填方涵洞地基承载力与稳定性及确定方法

为探明高填方涵洞地基承载力与稳定性,提出填土-涵洞-地基共同作用下的地基承载力确定方法,通过现场试验分析涵洞基底土压力随填土高度的变化规律,揭示传统涵洞地基承载力确定方法的不足,利用有限元软件研究不同地基土质下高填方涵洞受力特点和地基应力与变形特性,确定高填方涵洞地基的破坏模式,建立地基工后沉降20 cm为控制指标的地基承载力确定方法,将不同填高、地基土质下的基底压力与规范公式计算值及沉降控制值进行对比,验证此方法的可靠性。研究结果表明:传统涵洞地基承载力确定方法低估了高填方涵洞的地基承载力;涵洞和一般路堤的不均匀沉降导致涵顶应力集中,造成跳车现象;涵洞基底压力大于一般路堤,地基土强度越高,涵洞基底压力与一般路堤压力的比值越大;在一般土质与较好土质下,涵洞地基的稳定性要高于一般路堤断面的稳定性,地基土的破坏形式为典型的局部剪切破坏形式;按地基工后沉降20 cm控制地基承载力符合实际情况,规范公式偏于保守。     

沿涵洞纵向涵顶竖向土压力分析

查询研究了大量参考文献,涵顶土压力的研究都是在涵洞横向上对涵洞顶面土压力进行分析,并以此为依据进行涵洞结构设计,而忽略了沿涵洞纵向进行涵顶土压力的研究.通过理论推导得到了涵洞纵向上涵顶不同位置的土压力计算公式,并且通过 ABAQUS 软件模拟进行了验证.     

涵土沉降特征对涵洞外界面受力的影响

通过现场监测涵洞与周围填土的沉降、涵洞外界面受力,研究了涵土沉降特征及其对涵洞外界面受力的影响.结果表明:涵土差异沉降引起盖板涵顶中部和两侧墙顶土压力集中作用,在填土期间变化过程不同,涵顶土压力约为填土自重的1.4~3.0倍;涵土差异沉降使得涵顶对涵顶以上两侧土体竖向力的分担,涵侧竖向受力小于填土自重,涵洞侧墙受力远小于静止侧压力;受地基差异影响,涵洞沿横断面沉降不均,涵土之间发生被动土压力作用,引起涵洞两侧墙土压力和基底压力的非对称状态,以及基底压力骤然减小现象.     

基于分布角法的涵顶竖向土压力试验研究

为了研究沿涵洞纵向不同位置的涵顶竖向土压力的分布规律,基于分布角法推导了距离涵洞口不同位置的涵顶竖向土压力的计算方法。选取图们至珲春高速公路桩号为RK365+510的高填方涵洞作为试验涵洞,在涵顶埋设土压力盒测量当填土高度为12、16和20 m时,距离涵洞口不同位置的涵顶竖向土压力。分析了竖向土压力沿涵洞纵向的分布规律,探讨了拱效应,分析了基于分布角法推导的土压力计算值和实测值的误差。结果表明,基于分布角法的涵顶竖向土压力的计算和试验结果较接近。离涵洞口较近时,压力盒的应力集中使实测值大于计算值;随着纵向长度的增加,涵顶拱效应使实测值小于计算值。采用规范"土柱法"的计算值偏大造成结构设计过于安全而不经济。建议涵洞可分段设计并采用不同的尺寸。     

浅谈涵洞中的水流形态和工作特点

涵洞的水流形态决定于涵洞的断面形状、尺寸、洞长、底坡、洞1：2形式、流量及相应的上下游水位等各种因素。涵洞的水流形态可分为无压、半有压和有压三种。各种水流形态的涵洞，具有不同的工作特点。     

减载式刚性涵洞减载机理与受力特性研究

为了缓解涵顶土压力集中、减少涵洞结构病害,改进了涵洞结构形式.提出一种新型减载式涵洞结构,利用数值模拟分析了减载式涵洞土压力和内力的分布规律.在此基础上建立理论分析模型,推得减载式涵洞涵顶土压力计算式,对比分析结果表明理论计算结果与数值模拟结果一致.此外,通过数值模拟分析了各因素对涵洞结构受力状态的影响.研究结果表明:与一般的减载措施相比,减载式涵洞可以明显降低涵顶垂直土压力,有效减小涵洞侧墙和顶板的最大弯矩,使涵洞结构受力更加合理.