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進(jìn)行資料收集和整理,螺旋波紋鋼方鋁管涵洞受力對比分析及應(yīng)用研究 本文對正在廣泛推廣應(yīng)用的鋼波紋管中的一種主要結(jié)構(gòu)形式—螺旋鋼波紋方鋁管.大量的環(huán)形波紋鋼方鋁管的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)、歸納、類比出螺旋鋼波紋方鋁管涵的研究方法和分析方法。針對螺旋波紋方鋁管的波形特點,及其在公路工程應(yīng)用中存在問題進(jìn)行研究,通過大型有限元軟件ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬同時結(jié)合一道具體螺旋波紋鋼方鋁管涵洞工程,充分利用軟件對工程中的模擬優(yōu)勢,研究了螺旋波紋鋼方鋁管的應(yīng)力,撓度以及關(guān)鍵部位等問題,得出以下結(jié)果:1結(jié)合現(xiàn)有有限元建模方式對螺旋波紋鋼方鋁管涵洞與環(huán)形波紋鋼方鋁管涵洞模型建立進(jìn)行了區(qū)別,得到兩者建模過程的差異,找到需要控制的變量,并成功的完成了螺旋波節(jié)的網(wǎng)格劃分。2運用有限元軟件對實際螺旋波紋鋼方鋁管涵洞工況進(jìn)行模擬,同時,模擬相同環(huán)境下的環(huán)形波紋鋼方鋁管涵,得到螺旋波紋鋼方鋁管與環(huán)形波紋鋼方鋁管周圍土壓力和管周等效應(yīng)力的分布規(guī)律;還得到,2.6m填土高度下隨著車輛荷載的移動不同車輛位置對應(yīng)的兩種管型的等效應(yīng)力變化規(guī)律,以及兩者橫向和豎向撓度的對比分析。3通過螺旋波紋鋼方鋁管涵與環(huán)形波紋鋼方鋁管涵的模擬對比分析,得到兩者管徑為1.0m1.5m2.0m2.5m時分別對應(yīng)填土高度2.6m3.6m4.6m5.6m下管周應(yīng)力以及管徑的橫向撓度、豎向撓度變化規(guī)律。4一道試驗涵洞中研究了車輛分別在路肩、行車道、超車道移動時螺旋波紋鋼方鋁管的管周受力變化規(guī)律,同時研究了車輛荷載在不同車道行駛時,沿著管軸線管頂應(yīng)力變化規(guī)律。

5對螺旋波紋鋼方鋁管的關(guān)鍵部位進(jìn)行了研究,包括:環(huán)向剛度的實驗,咬口部位的有限元模擬,以及拼裝、施工工藝的總結(jié)。本文的研究主要是對螺旋波紋鋼16mn無縫鋼管涵與環(huán)形波紋鋼方鋁管涵進(jìn)行了對比分析,研究兩者在受力、變形、加工工藝和施工工藝的優(yōu)劣,歸納出了兩者應(yīng)用于道路涵洞中各自的優(yōu)缺點,為鋼波紋管體系的發(fā)展進(jìn)行補充、為能源的節(jié)約做出選擇、為造價的降低做出依據(jù)也為公路和市政道路管涵的發(fā)展都做出一定的貢獻(xiàn),對完善我國公路鋼波紋管涵洞設(shè)計規(guī)范也有一定的參考價值�？紤]土—結(jié)相互作用的覆土波紋鋼板方鋁管涵的力學(xué)性能分析 覆土波紋鋼方鋁管涵由于受到土體有利的約束作用,從而提高了承載力,國外已被廣泛地應(yīng)用于公路工程。而我國對這種管涵的設(shè)計主要參考國外規(guī)范,因此對該類型結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力性能分析的研究具有重要意義。本文針對我國覆土波紋鋼橋涵研究中關(guān)注的熱點問題—土與結(jié)構(gòu)相互作用展開了研究。有限元分析中,為全面考慮土體的非線性特性,引入了接觸單元,建立了考慮土—結(jié)相互作用的有限元分析模型,由此充分研究了土體的泊松比、土體的彈性模量、土體的內(nèi)摩擦角、土體的壓實度、波紋鋼板的截面性質(zhì)及方鋁管涵的直徑大小等各種因素對土—結(jié)相互作用的影響。首先,系統(tǒng)分析土與結(jié)構(gòu)相互作用的基礎(chǔ)上,分別從土拱效應(yīng)、土的非線性和土壓力的計算方法展開了研究,提出了考慮土-結(jié)相互作用的土壓力計算方法并進(jìn)行了驗證；然后,基于土-結(jié)相互作用分析的基礎(chǔ)上,綜合考慮多種影響土與波紋鋼板結(jié)構(gòu)相互作用的因素,提出覆土波紋鋼板方鋁管涵的剛?cè)嵝远�量區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行了驗證；最后,前人研究的基礎(chǔ)上,運用彈性力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)相結(jié)合的方法,根據(jù)波紋鋼板方鋁管涵與土體的變形協(xié)調(diào)關(guān)系推算出了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算公式；基于有限元中對土—結(jié)相互作用的各種影響因素的分析,進(jìn)一步提出了考慮土-結(jié)相互作用的內(nèi)力算公式,并通過有限元計算結(jié)果進(jìn)行了對比驗證。