高填方大直径钢波纹管涵洞加固力学特性

随着我国公路建设的日益增加，公路路基中 涵洞结构物所占的比重越来越大，涵洞工程采用 的形式大多为钢筋混凝土涵洞和圬工砌体涵 洞[1]，其设计和施工工艺已基本成熟，但在工程 应用中所出现的缺点也比较明显，主要在于设计 施工要求高、工期较长、涵体易破坏、出现跳车等 现象. 钢波纹管涵加固代传统涵洞结构的应用很好地 解决了上述涵洞施工以及后期所呈现的缺陷. 它 具有施工简单、快捷，结构稳定，有利环保等优点. 自1 8 9 6 年美国首次将波纹板应用于涵洞施工，至 第二次世界大战波纹板应用的迅速发展，钢波纹管涵加固各国众 多学者对其进行了研究. 国内对波纹管的研究起 步较晚，2 0 世纪9 0 年代才逐渐出现了钢波纹管 的应用及研究[2-3]. 自此国内各学者对钢波纹管 的受力特性、疲劳寿命、力学性能、土压力等方面 有了更全面更深入的研究[4]. 由于钢波纹管中波纹的存在，相比平滑圆管， 其拥有更好的强度，但钢波纹管的力学性质就变 得更加复杂.Liu等[5]根据钢波纹管的不同参数， 采用ansys软件进行模拟比较，提出了柔性和刚 性钢波纹管的分类. K a n g 等[6-7]分别对沟槽式、 路堤式中柔性和刚性钢波纹管的土压力进行了研 究.Y e a u 等[8]、Sezenl等[9]对钢波纹管涵洞进行 了现场试验，钢波纹管涵加固研究了钢波纹管涵洞在静态和动态 荷载下的挠度变化情况. 李祝龙[3]、冯忠居等[10]、 乌延玲[4]从现场测试、室内试验以及数值模拟着 手分析了钢波纹管的应力应变特性. 王艳丽等[11] 从旋转对称壳基本理论着手，研究了钢波纹管的 大应变与小应变问题. 目前对钢波纹管涵洞的研究大部分集中在小 管径低填方的情况下，且填土均匀，不能完全反应 钢波纹管在现实应用中的具体特性. 本文结合具 体工程，通过现场测试以及数值模拟进行对比，钢波纹管涵加固对 高填方大直径钢波纹管涵洞进行力学分析，为钢 波纹管涵洞的应用提供借鉴.

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