本文選題：公路工程　切入點(diǎn)：鋼波紋管涵洞　出處：《蘭州交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鋼波紋管涵洞以其自身簡(jiǎn)便耐用的特點(diǎn)區(qū)別于其他傳統(tǒng)形式的涵洞,并越來(lái)越多地被應(yīng)用于道路工程建設(shè)中,但到目前為止國(guó)內(nèi)尚未形成一套詳細(xì)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這為鋼波紋管涵洞的推廣使用造成了諸多不便。因此,本文依托湖濱路段鋼波紋管涵洞工程實(shí)例,結(jié)合在實(shí)際工程中遇到的多種技術(shù)問(wèn)題,采用數(shù)值模擬技術(shù),考慮了道路結(jié)構(gòu)、材料性能、接觸狀態(tài)、荷載形式等條件,利用ANSYS建立了鋼波紋管涵洞三維有限元模型,對(duì)其展開(kāi)分析研究。根據(jù)車(chē)輛荷載的作用位置和形式,分別對(duì)不同作用位置、水平荷載、全車(chē)荷載作用下的有限元模型進(jìn)行計(jì)算,對(duì)鋼波紋管涵洞的應(yīng)力與變形特性以及道路結(jié)構(gòu)中土體的豎向位移進(jìn)行分析后,確定了應(yīng)力和變形最不利位置,以及車(chē)輛荷載作用位置、水平荷載和全車(chē)荷載對(duì)鋼波紋管涵洞的影響程度。在重力作用下和車(chē)輛荷載作用下,通過(guò)有限元計(jì)算,分析了鋼波紋管涵洞覆土厚度以及它與土體接觸面摩擦系數(shù)的影響。結(jié)合湖濱路段施工中遇到的問(wèn)題,分析了鋼波紋管涵洞下部?jī)蓚?cè)暗三角部位填筑物及混凝土基礎(chǔ)對(duì)整個(gè)涵洞力學(xué)性能與變形狀態(tài)的影響,得到了鋼波紋管涵洞的應(yīng)變、應(yīng)力、沉降等各項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)律;通過(guò)建立有限元模型,對(duì)鋼波紋管涵洞群進(jìn)行分析,確定了鋼波紋管涵洞之間的相互影響程度和范圍;對(duì)鋼波紋管涵洞縱向連接處螺栓進(jìn)行近似簡(jiǎn)化,采用耦合節(jié)點(diǎn)平動(dòng)位移自由度,釋放節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度進(jìn)行計(jì)算分析,考慮連接處受螺栓布置與數(shù)量的影響,得出了連接處的應(yīng)力和變形規(guī)律。通過(guò)數(shù)值計(jì)算分析得出的結(jié)論,為湖濱路段鋼波紋管涵洞群施工控制參數(shù)的研究提供了理論依據(jù),優(yōu)化了鋼波紋管涵洞施工方法,為補(bǔ)充鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了建議。本文從實(shí)際工程入手,在采用Drucker-Prager準(zhǔn)則模擬土體的彈塑性(材料非線(xiàn)性)和考慮鋼波紋管涵洞與土體相互作用而引入接觸狀態(tài)(狀態(tài)非線(xiàn)性)的基礎(chǔ)上,建立了更為接近工程實(shí)際的有限元模型。在重力作用和車(chē)輛荷載作用下,經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得到了鋼波紋管涵洞在多種情況下的受力和變形規(guī)律,進(jìn)行可行的預(yù)防處理措施和施工控制參數(shù)研究,為鋼波紋管涵洞的設(shè)計(jì)和施工提供合理的指導(dǎo),以控制和預(yù)防病害,有效的保證鋼波紋管涵洞的安全性與耐久性,對(duì)我國(guó)鋼波紋管涵洞的推廣應(yīng)用有一定的促進(jìn)作用。
[Abstract]:The steel corrugated pipe culvert is different from other traditional culverts because of its simplicity and durability, and is more and more used in road engineering construction. But up to now, a set of detailed design and construction technical standards have not been formed in our country.This caused a lot of inconvenience for the popularization and use of steel bellows culvert.Therefore, based on the practical example of the steel corrugated pipe culvert in the Hubin section, combined with the various technical problems encountered in the actual project, the numerical simulation technology is used to consider the road structure, material performance, contact state, load form and so on.The three-dimensional finite element model of steel bellows culvert is established by ANSYS and analyzed.According to the position and form of vehicle load, the finite element model under different action position, horizontal load and whole vehicle load is calculated.After analyzing the stress and deformation characteristics of steel corrugated pipe culvert and the vertical displacement of soil in road structure, the most unfavorable position of stress and deformation and the position of vehicle load are determined.The influence of horizontal load and whole vehicle load on steel bellows culvert.Under the action of gravity and vehicle load, the influence of the thickness of steel corrugated pipe culvert and the friction coefficient of the interface between the culvert and the soil is analyzed by finite element method.Combined with the problems encountered in the construction of the lakeside section of the culvert, the influences of the filling and the concrete foundation on the mechanical properties and deformation state of the culvert in the lower side of the steel corrugated culvert are analyzed, and the strain and stress of the culvert of the steel corrugated pipe are obtained.Through establishing the finite element model, analyzing the steel corrugated pipe culvert group, determining the mutual influence degree and scope of the steel corrugated pipe culvert, simplifying the bolt at the longitudinal joint of the steel corrugated pipe culvert,The coupling joint displacement degree of freedom is calculated and analyzed by releasing the rotational freedom degree of the joint. Considering the influence of bolt arrangement and quantity, the stress and deformation laws of the joint are obtained.The conclusion obtained by numerical calculation and analysis provides a theoretical basis for the study of construction control parameters of steel corrugated pipe culvert group in Hubin section, optimizes the construction method of steel corrugated pipe culvert, and provides suggestions for the structural design of supplementary steel corrugated pipe culvert.In this paper, the Drucker-Prager criterion is used to simulate the elastoplasticity (material nonlinearity) of soil and the contact state (state nonlinearity) is introduced by considering the interaction between steel bellows culvert and soil.A more practical finite element model is established.Under the action of gravity and vehicle load, the stress and deformation law of steel bellows culvert under various conditions are obtained through calculation and analysis, and the feasible preventive treatment measures and construction control parameters are studied.It can provide reasonable guidance for the design and construction of steel corrugated pipe culvert in order to control and prevent the disease, effectively guarantee the safety and durability of steel corrugated pipe culvert, and promote the popularization and application of steel corrugated pipe culvert in China.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U449.83

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉百來(lái);李祝龍;汪雙杰;;鋼波紋管涵洞力學(xué)性能的有限元分析[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

2 張宇明;隋東;滑福晶;;鋼波紋管涵洞的推廣應(yīng)用[J];交通世界;2006年11期

3 趙衛(wèi)國(guó);李祝龍;李創(chuàng)軍;;公路鋼波紋管涵洞的研究與應(yīng)用展望[J];公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版);2007年08期

4 韓曉強(qiáng);;鐵路鋼波紋管涵洞的計(jì)算分析[J];工程建設(shè)與設(shè)計(jì);2007年11期

5 吳霞;尹紅娣;;淺談波紋管涵的設(shè)計(jì)[J];黑龍江交通科技;2008年05期

6 符進(jìn);陳建兵;馬君毅;;金屬波紋管涵力學(xué)性能數(shù)值模擬[J];公路;2008年09期

7 王軍剛;劉強(qiáng);;鋼波紋管涵在山區(qū)高速公路中的應(yīng)用[J];中外公路;2009年02期

8 劉成志;;鋼波紋管涵洞在公路建設(shè)中應(yīng)用技術(shù)分析[J];公路交通技術(shù);2009年04期

9 宋繼峰;;淺談鋼波紋管涵施工工藝的質(zhì)量控制[J];山西建筑;2010年01期

10 付鋒艷;;鋼波紋管涵在公路工程中應(yīng)用技術(shù)研究[J];山西建筑;2010年24期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 魏亞輝;季文玉;李立增;;波紋管涵洞的力學(xué)性能試驗(yàn)研究[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

2 魏亞輝;季文玉;李立增;;波紋管涵洞的力學(xué)性能試驗(yàn)研究[A];快速提升鐵路建設(shè)與裝備現(xiàn)代化技術(shù)促進(jìn)鐵路跨越式發(fā)展——中國(guó)科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)第九分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2004年

3 魏亞輝;季文玉;李立增;;波紋管涵洞的力學(xué)性能試驗(yàn)研究[A];中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)——2004年度學(xué)術(shù)活動(dòng)優(yōu)秀論文評(píng)獎(jiǎng)?wù)撐募痆C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 本報(bào)記者 李健 通訊員 逯亮;用波紋管涵代替橋梁能省六成資金[N];鶴壁日?qǐng)?bào);2012年

2 柴毅忠 翁心木;鋼質(zhì)波紋管的制造和應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2013年

3 柴毅忠 翁心木;我國(guó)鋼質(zhì)波紋管市場(chǎng)可期[N];中國(guó)冶金報(bào);2014年

4 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 李博含;波紋鋼未來(lái)或?qū)ⅰ按箫@身手”[N];中國(guó)冶金報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李祝龍;公路鋼波紋管涵洞設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張毅;公路鋼波紋管涵洞橫截面變形及預(yù)拱設(shè)置研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

2 王金輝;低路堤重載交通下鋼波紋管涵洞力學(xué)性能及其與路基變形協(xié)同性理論研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

3 姜濤;高填方鋼波紋管涵洞的成拱效應(yīng)及結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

4 聶驍雋;多年凍土地區(qū)鋼波紋管涵洞溫度場(chǎng)及受力分析研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

5 郭虎強(qiáng);湖濱路段鋼波紋管涵洞群力學(xué)特性及施工控制參數(shù)研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

6 郝磊;公路大孔徑鋼波紋管應(yīng)用技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2010年

7 熊山銘;公路路基鋼波紋管涵洞受力與變形特性分析及設(shè)計(jì)與計(jì)算方法[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

8 賈彥武;公路路基鋼波紋管涵洞受力與變形特性室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

9 方天云;高填方段鋼波紋管涵垂直土壓力試驗(yàn)與計(jì)算研究[D];湖南大學(xué);2014年

10 錢(qián)海濤;涵洞鋼波紋管力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：1717081