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衡水弘祥工程材料有限公司

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山区公路存在地形起伏较大、地质情况复杂、施工工期紧等问题,而

2022-12-31   浏览(4997)次
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1 钢波纹管涵受力计算

1.1 钢波纹管力学性能

钢波纹管的力学性能是由钢波纹管的材料决定的,本文采用Q235A热轧钢板制作,钢板屈服强度不应小于235MPa,抗拉强度不应小于375MPa。钢波纹管是一种柔性结构,它建成后与周围土体形成一种组合结构,共同受力。当波纹管的柔度达到一定的数值后,稳定问题成为起控制性的因素。可以采用如ANSYS等大型通用有限元程序建立数值模型进行分析[1]

1.2 钢波纹管涵受力分析

一般来说,斜坡上的涵洞涵底纵坡不宜大于5%,圆管涵的纵坡不宜大于3%[2]。基于以上规定设计的钢波纹管涵投入使用后,会受到两种垂直压力及一种水平力,垂直压力分别为填土对钢波纹管涵的垂直压力,以及车辆荷载对钢波纹管涵的垂直压力;水平力一般由车辆荷载引起,可忽略不计[3]

即涵洞受力为:

F=F1+F2 1

式中:F为垂直压力;

F1为土压力;

F2为车辆荷载压力。

但在山区,很多冲沟或涵洞布设位置断面横坡远大于5%。这就导致涵洞下滑力”——F'随着坡度的增加而增大,当坡度增加到一定值时,F'大于涵体本身重力G与垂直压力F所形成的摩擦力,涵洞就会向下滑移。所以一般规定:当涵底纵坡大于5%时,涵底宜采用齿状基础,或者出口设置为扶壁式。当涵底纵坡大于10%时,洞身及基础应分段做成阶梯形[2]。但钢波纹管涵由于其结构形式及材料的特殊性,涵底不能采用齿装基础,那么,如何解决山区涵底大纵坡情况下的涵洞防滑问题呢?

涵洞下滑受力分析:

所以,根据以上公式就可以算出钢波纹管涵在不同管径、波形及不同地质情况下产生滑移的临界坡度i0

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