回填施工对钢带增强聚乙烯螺旋波纹管涵受力性能影响研究

钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（简称钢带增强PE管）结合了高密度聚乙烯和钢的优点,获得了良好的耐腐蚀性能和较高的承载能力.为明确其施工回填过程结构受力特性及其影响因素,采用等效模量法（Equivalent Modulus Method,EMM）对管壁截面进行等效,采用有限元软件Abaqus对管体进行数值模拟,采用附加荷载法对管涵的回填施工过程进行数值模拟,并通过试验验证了有限元模型的有效性,研究了沟槽宽度、压实压力大小和回填土摩擦角对钢带增强PE管涵回填施工过程中受力性能的影响.计算结果表明：管道在回填过程中的水平相对变形值均大于竖向相对变形值,峰值挠度随沟槽宽度和压实压力的增大而增大,回填材料摩擦角对管道变形的影响不显著;管涵顶部竖向土拱率均大于1.0,说明管涵在回填施工过程中为负土拱效应;回填施工过程中最大弯矩的位置和大小随回填高度的变化而变化,最大弯矩在回填至距管底0.75～1倍管涵直径之间.     

圆形截面覆土波纹钢桥涵长期受力性能试验研究

以山东某多孔圆形截面波纹钢桥涵为依托,对其土压力和应力进行了长期监测和分析,发现温度和基础沉降对波纹钢桥涵长期受力性能有着较大影响.通过有限元模型具体分析了温度和基础沉降的影响,并对实测数据进行了修正,得出了波纹钢桥涵在填土施工完成后应力和土压力的长期发展规律.结果表明:在施工结束后长期作用阶段,管涵所受土压力变化主要受土体沉降密实的影响,土体沉降密实总体有利于土体与结构相互作用的发挥,而温度对光纤光栅传感器长期测试数据影响较大,去除该影响后各测点应力有所增长,但增长缓慢,且在一段时间以后,甚至有减小趋势,这与土压力长期变化趋势相互印证,说明波纹钢板桥涵长期受力性能将逐渐趋向对结构有利方向发展;基础沉降对管涵应力有一定影响,随沉降值逐渐增加,管中趋于受压,水平土压力也逐渐增加;而管顶趋于受拉,竖向土压力也逐渐减小,说明波纹钢桥涵对于基础沉降有较好的适应性.