温度对高密度聚乙烯波纹管受力性能的影响研究

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作者 刘保东 赵林政 +2 位作者 董寒林 魏超 哈吾儿 《公路交通科技》 北大核心 2025年第10期248-257,共10页

【目标】研究公路工程应用的两种不同类型的高密度聚乙烯(HDPE)波纹管双壁波纹管(HDPE-D)和钢带加强螺旋波纹管(HDPE-R)受力和变形性能随温度的变化规律。【方法】首先通过平行板加载试验对这两种直径0.6 m的HDPE波纹管进行了平行板加... 【目标】研究公路工程应用的两种不同类型的高密度聚乙烯(HDPE)波纹管双壁波纹管(HDPE-D)和钢带加强螺旋波纹管(HDPE-R)受力和变形性能随温度的变化规律。【方法】首先通过平行板加载试验对这两种直径0.6 m的HDPE波纹管进行了平行板加载试验,测量了不同环境温度下(0℃,30℃)两种管的变形和应变;然后通过环刚度的理论,分析了温度变化对两种管道力学性能的影响;最后根据两类HDPE管生产情况和公路常用管径,选择直径为1.0 m和1.5 m的HDPE-R管在不同环境温度下的情况进行数值模拟,分析了温度对公路工程中常用直径的HDPE-R管的影响。【结果】由于HDPE材料具有黏弹性,两种类型HDPE波纹管的荷载-位移曲线的斜率随着竖向变形的增大逐渐减小。两种类型的HDPE波纹管受力性能差异显著,但均具有良好的延性。HDPE-R管的承载力和刚度明显大于HDPE-D管,且由于其以钢带为主要受力构件,其受力性能受温度影响有限。HDPE-D管受力性能受温度影响较为显著,30℃环境中HDPE-D管的承载力比0℃环境中的承载力降低46%,环刚度降低43%。【结论】HDPE-R管更适用于温差较大地区的涵洞;温度对1.0 m和1.5 m直径的HDPE-R管承载力和刚度的影响程度相近。不同类型的HDPE波纹管对温度的敏感性具有显著性的差异,温度对1 m和1.5 m直径的HDPE-R管承载力和刚度的影响程度相近,HDPE-R管更适用于温差较大地区的涵洞。 展开更多

关键词 桥梁工程 受力性能 平行板加载试验 HDPE波纹管 温度 环刚度

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沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力影响研究 被引量：9

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作者 冯忠居 王思琦 +4 位作者 王溪清 王泽国 潘放 成圆梦 李军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期119-130,143,共13页

沟谷地形下高填方涵洞土压力分布规律较为复杂,不同沟谷地形下涵周土压力分布规律与上埋式涵洞差异显著。为探明沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力的影响,采用离心模型试验与数值模拟方法,建立了地形-涵洞-填土的相互作用模型,分析了不同... 沟谷地形下高填方涵洞土压力分布规律较为复杂,不同沟谷地形下涵周土压力分布规律与上埋式涵洞差异显著。为探明沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力的影响,采用离心模型试验与数值模拟方法,建立了地形-涵洞-填土的相互作用模型,分析了不同沟谷宽度B、沟谷坡度α下的拱涵涵周土压力及涵顶土压集中系数K_(s)的分布规律,并与最新涵洞设计规范进行了对比,阐述了沟谷地形下高填方拱涵土压力形成机制。研究表明:(1)沟谷宽度B对涵顶土压力集中系数K_(s)影响显著,沟谷宽度B为4D~6D,D为拱涵的净跨径,涵顶土压力集中系数K_(s)增幅较大;(2)沟谷宽度B小于4D时,可发挥沟谷地形对涵洞的减载作用;(3)沟谷坡度α在45°~60°时,涵顶土压力及其K_(s)变化最显著;(4)填土高度为20m,α>70°时,K_(s)≤1。填土高度为40m,α>50°时,K_(s)≤1;(5)我国最新涵洞设计规范推荐的K_(s)与离心模型试验、数值模拟规律存在一定差异,当α=45°时,沟谷宽度B较小时,规范的涵顶土压力集中系数K_(s)较为保守;(6)沟谷地形下高填方拱涵K_(s)与拱顶压密区、等压面的形成有关。拱顶压密区可引起拱涵涵顶土压力集中,并引起压密区周边土体的竖向土压力呈拱形分布。在接近地表一定深度处,拱形分布逐渐向水平分布过渡,从而形成等压面。等压面上部荷载将分散于沟谷坡体,故可发挥沟谷地形的卸荷效应。 展开更多

关键词 高填方拱涵 沟谷宽度 沟谷坡度 涵周土压力 受荷机制

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基于MIDAS的波纹钢拱涵受力变形的影响分析

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作者 刘晓光 李振龙 +1 位作者 汪东林 吕秋玲 《工程与建设》 2025年第1期104-107,共4页

为研究波纹钢拱涵在各因素影响下位移影响,基于有限元软件MIDAS GTS NX,分别从四个因素进行分析:回填土高度、结构的壁厚、地基土弹性模量以及回填土弹性模量。计算结果表明:随着回填土高度增加,波纹钢拱涵的变形增大;随着波纹钢壁厚的... 为研究波纹钢拱涵在各因素影响下位移影响,基于有限元软件MIDAS GTS NX,分别从四个因素进行分析:回填土高度、结构的壁厚、地基土弹性模量以及回填土弹性模量。计算结果表明:随着回填土高度增加,波纹钢拱涵的变形增大;随着波纹钢壁厚的增加,波纹钢拱涵的变形减小;随着地基土弹性模量的增加,波纹钢拱涵的变形随之改变,但变化幅度较小;随着回填土弹性模量的增加,波纹钢拱涵的变形随之减小。波纹钢拱涵位移最大值出现在拱肩位置,涵底位置位移变形较小。 展开更多

关键词 波纹板 数值模拟 影响因素 位移

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拱涵有限元应力分析 被引量：5

4

作者 蒯行成 任毕乔 +1 位作者 田建华 刘伟纲 《中南公路工程》 北大核心 2002年第3期38-40,共3页

对两种不同设计尺寸的拱涵 ,取拱涵和周围土体作为整体模型 ,考虑土 -结构相互作用 ,采用有限单元法对拱涵进行应力分析。计算结果定量地揭示了涵台墙身刚度以及填土性质对拱圈应力的影响 。

关键词 拱涵 应力分析 土-结构相互作用 有限单元法 承载力

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预制装配式拱涵应用技术研究 被引量：4

5

作者 姜峰林 王晓谋 侯超群 《铁道建筑》 北大核心 2009年第4期39-42,共4页

新型预制装配式拱涵,由钢筋混凝土预制拱片和现浇基础两部分构成,拱片形状由土压力作用下的悬链线理论确定。采用有限元方法对拱片结构内力进行了静力分析,有限元模拟了回填土分层填筑的影响,并考虑了土体与拱涵的摩擦作用。分析结果表... 新型预制装配式拱涵,由钢筋混凝土预制拱片和现浇基础两部分构成,拱片形状由土压力作用下的悬链线理论确定。采用有限元方法对拱片结构内力进行了静力分析,有限元模拟了回填土分层填筑的影响,并考虑了土体与拱涵的摩擦作用。分析结果表明,在设计填土高度时,拱片主要承受压应力,仅受到很小的拉应力和剪切应力作用。预制拱片结构受力合理,充分发挥了混凝土的受压性能,能够大量节约材料用量;同时拱片安装快速,有效缩短涵洞工期,经济效益显著。 展开更多

关键词 拱涵 预制拱片 悬链线理论 有限元

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交通荷载作用下高填方涵洞动力响应研究 被引量：2

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作者 张军 申俊敏 赵建斌 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期10-14,共5页

通过建立高填方路堤下拱涵数值模型,对拱涵修筑和路堤填筑过程进行了模拟.在道路顶面沿纵向施加循环交通荷载,探究拱涵在交通荷载作用下的受力与变形的动力响应.着重论述了荷载循环次数、荷载大小以及行车速度对拱涵动力响应的影响.结... 通过建立高填方路堤下拱涵数值模型,对拱涵修筑和路堤填筑过程进行了模拟.在道路顶面沿纵向施加循环交通荷载,探究拱涵在交通荷载作用下的受力与变形的动力响应.着重论述了荷载循环次数、荷载大小以及行车速度对拱涵动力响应的影响.结果表明:在交通荷载作用下,拱圈结构受力较大,为拱涵最薄弱的位置;当荷载循环次数大于8次时,路面沉降与涵顶垂直土压力趋于稳定;涵顶土压力随交通荷载的增大而逐渐增加;行车速度对涵顶垂直土压力和基底土压力影响较小. 展开更多

关键词 交通荷载 高填方路堤 涵洞 动力响应

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拱涵裂缝处理设计及费用分析 被引量：4

7

作者 李玲 陈政 《中南公路工程》 北大核心 2003年第4期70-72,共3页

近年来高速公路上部分拱涵和拱型通道出现不同程度的裂缝,通过现场调查对拱涵开裂原因进行分析,并根据裂缝类型提出了不同的补强加固方法;对补强加固方法的适用范围和费用进行了详细的分析。

关键词 高速公路 拱涵裂缝 拱型通道 补强加固 费用分析

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预制混凝土拱涵地震响应分析 被引量：1

8

作者 潘玉涛 郑俊杰 +1 位作者 马强 母进伟 《土木工程与管理学报》 2012年第1期30-34,共5页

首先建立拱涵二维有限差分模型,对拱涵的安装与路堤的填筑过程进行模拟,并得到拱涵与填土体系受力的初始状态;然后对拱涵进行时程分析,探究拱涵在地震作用下的位移与应力响应规律;最后着重论述填土高度、地震加速度以及地震波传播角度... 首先建立拱涵二维有限差分模型,对拱涵的安装与路堤的填筑过程进行模拟,并得到拱涵与填土体系受力的初始状态;然后对拱涵进行时程分析,探究拱涵在地震作用下的位移与应力响应规律;最后着重论述填土高度、地震加速度以及地震波传播角度对拱涵地震动力响应的影响,并分析混凝土预制拱涵在地震作用下的薄弱位置。结果表明:随着填土高度的增加,拱顶与基底之间水平相对位移逐渐增大,拱涵各个接触面的内力在静态内力的基础上显著非线性增大;拱涵的各个接触面的内力对峰值加速度的改变较敏感;随着地震波传播角度的增大,拱顶与基底水平相对位移将减小,拱涵的内力响应也逐渐减小。 展开更多

关键词 预制拱涵 地震响应 填土高度 峰值加速度 地震波传播角度

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对混凝土拱涵开裂的几点看法 被引量：1

9

作者 卢永成 《铁道建筑》 北大核心 1993年第1期12-14,共3页

本文通过对大秦二期工程中所建的混凝土拱涵开裂情况进行调查分析,提出加固措施和改进建议。

关键词 混凝土 拱涵 开裂

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高填方下卵形拱涵的土压力分析与结构内力计算 被引量：1

10

作者 黄豪 赵雷鸣 +2 位作者 邹志强 邓琦 林说平 《华中科技大学学报（城市科学版）》 CAS 2008年第2期74-77,共4页

卵形拱涵具有良好的抗压性,适合应用在高填方下承受巨大的土压力。高填方下土柱压力是决定结构断面尺寸的控制因素,但目前仍然没有一个统一的计算理论和方法,这给涵洞的结构设计带来困难。本文结合某高速公路实际建造的卵形拱涵,利用AN... 卵形拱涵具有良好的抗压性,适合应用在高填方下承受巨大的土压力。高填方下土柱压力是决定结构断面尺寸的控制因素,但目前仍然没有一个统一的计算理论和方法,这给涵洞的结构设计带来困难。本文结合某高速公路实际建造的卵形拱涵,利用ANSYS的生死单元功能,对涵洞土体的分层回填施工过程进行数值模拟,分析了卵形拱涵的垂直土压力分布规律,得到的垂直土压力集中系数值远小于圆形拱涵和箱形涵的土压力集中系数。按照现行的公路规范进行结构设计很保守,本文结论对高填方下涵洞设计具有很好的参考价值。 展开更多

关键词 卵形拱涵 土压力集中系数 内力计算

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钢筋混凝土异型管涵的力学性能研究

11

作者 张俊 张谢东 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2013年第6期1305-1309,共5页

通过对钢筋混凝土圆管涵进行结构优化,研发了一种新型的钢筋混凝土异型管涵结构,并对该异型管涵进行相应室内试验和有限元分析.室内静载试验采用分级加压直至钢筋混凝土破坏,得出其极限承载能力、结构力学特性、裂缝发展趋势和结构破坏... 通过对钢筋混凝土圆管涵进行结构优化,研发了一种新型的钢筋混凝土异型管涵结构,并对该异型管涵进行相应室内试验和有限元分析.室内静载试验采用分级加压直至钢筋混凝土破坏,得出其极限承载能力、结构力学特性、裂缝发展趋势和结构破坏形式等.结合ANSYS有限元模型,了解其受力性状和力学性能.对比圆管涵,其极限承载能力大大提高,结构受力更为合理. 展开更多

关键词 钢筋混凝土 异型管 力学性能

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三圆拱涵断面尺寸设计

12

作者 曹生龙 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2004年第2期23-25,共3页

随着城市建设的快速发展 ,一些大城市开始研制异形拱涵作为电力、热力等管道的套管 ,以解决地下布管空间小、布管难的问题。本文通过对各种类型拱涵的受力及有效使用面积分析 ,指出用三圆拱涵作为地下电力。

关键词 拱涵 三圆拱涵 断面设计 热力管道 套管 城市建设

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大运公路某拱涵软基灰土挤密桩监测分析

13

作者 韩王平 陈军武 毛新虎 《山西建筑》 2002年第10期28-29,共2页

对大运高速公路某拱涵软基灰土挤密桩复合地基的桩孔质量、挤密效果、填夯质量和容许承载力等检测结果进行了分析评价 ,采用随机抽样开剖取样和载荷试验方法 ,所得数据可靠。经分析判定 。

关键词 公路 拱涵 软基 挤密桩 监测 载荷试验

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大跨径钢波纹板拱涵设计方法研究

14

作者 张俊英 闫少伟 乔涌 《山西建筑》 2025年第4期149-152,共4页

针对大跨径钢波纹板拱涵设计方法不完善的问题,结合工程设计实例,总结钢波纹板结构的特点,分析钢波纹板拱涵与钢筋混凝土拱涵的受力区别,对比规范计算方法和有限元模型计算方法,提出对于跨径为8 m的高填土钢波纹板拱涵,采用规范计算方... 针对大跨径钢波纹板拱涵设计方法不完善的问题,结合工程设计实例,总结钢波纹板结构的特点,分析钢波纹板拱涵与钢筋混凝土拱涵的受力区别,对比规范计算方法和有限元模型计算方法,提出对于跨径为8 m的高填土钢波纹板拱涵,采用规范计算方法计算应力偏小,应采用考虑土拱相互作用的有限元分析方法。 展开更多

关键词 钢波纹板拱涵 土拱相互作用 规范方法 有限元方法

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山区铁路高填方弯曲拱涵的设想及其应用前景

15

作者 项育德 《高速铁路技术》 2015年第6期55-59,共5页

铁路涵洞一般采用平顶的矩形涵或盖板涵,并且基本采用直线涵洞。但是在山区铁路中,往往需要跨越沟槽弯曲、填土较高的"V"型深沟。此时,采用桥梁跨越不仅增加投资而且容易对边坡造成破坏;采用直线涵洞时需要对弯曲沟槽进行取直... 铁路涵洞一般采用平顶的矩形涵或盖板涵,并且基本采用直线涵洞。但是在山区铁路中,往往需要跨越沟槽弯曲、填土较高的"V"型深沟。此时,采用桥梁跨越不仅增加投资而且容易对边坡造成破坏;采用直线涵洞时需要对弯曲沟槽进行取直,将产生过大的刷方工程并且也将破坏山体边坡。为此,设想了一种弯曲拱涵:此种结构形式的涵洞,不仅顺应弯曲沟槽形状设置,不会对沟槽两侧山体产生破坏,而且适用于山区高填方的地段。即施工方便、环境友好,又节约了资源和投资,契合山区铁路的需求,有广阔的应用前景。文章拟通过介绍拱涵的计算理论、初步计算结果及其新型的施工方法等,得出弯曲拱涵的技术可行性,以及在山区高填方地段的适应性和经济性,为弯曲拱涵在铁路上的应用提供一定的参考。 展开更多

关键词 高填方 弯曲拱涵 等沉陷 拱涵施工

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路堤下涵洞沉降监测及有限元计算 被引量：7

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作者 刘晓曦 岑国平 +1 位作者 王旭 刘一通 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2009年第3期507-510,共4页

为研究路堤下涵洞的沉降特性,对某路堤下涵洞的沉降进行现场监测,并建立有限元计算模型,得出涵洞断面的沉降分布情况,计算结果与工程实测吻合较好.涵洞基础的弹性模量对涵顶沉降的影响最大,当弹性模量从40 MPa降至5 MPa时,涵顶沉降值增... 为研究路堤下涵洞的沉降特性,对某路堤下涵洞的沉降进行现场监测,并建立有限元计算模型,得出涵洞断面的沉降分布情况,计算结果与工程实测吻合较好.涵洞基础的弹性模量对涵顶沉降的影响最大,当弹性模量从40 MPa降至5 MPa时,涵顶沉降值增大4.39倍,其他材料的弹性模量对涵顶沉降不敏感.回填土和地基土的泊松比对涵顶沉降值的影响较大. 展开更多

关键词 道路工程 涵洞 沉降 有限元

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上埋式拱涵应变分布特性及有限元分析 被引量：2

17

作者 王旭 岑国平 +1 位作者 刘一通 刘晓曦 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期81-84,115,共5页

为研究高填路堤下涵洞的病害机理,对上埋式拱涵的应变分布特性进行了研究。通过对现场某实际拱涵应变的观测和有限元分析,在计算结果与工程实测吻合较好的条件下,得到了拱涵的应变分布特性。结果表明,在拱涵涵顶下部的拉应变最大,侧墙... 为研究高填路堤下涵洞的病害机理,对上埋式拱涵的应变分布特性进行了研究。通过对现场某实际拱涵应变的观测和有限元分析,在计算结果与工程实测吻合较好的条件下,得到了拱涵的应变分布特性。结果表明,在拱涵涵顶下部的拉应变最大,侧墙上部的应变较大,上拱45°位置的应变较小;填土荷载产生的混凝土裂缝最易在涵洞顶端下部出现,需补强。埋入EPS不仅能减小涵顶的最大竖向土压力,而且能全面改善涵拱结构的应变分布状况,从而改善涵洞断面混凝土的受力,能大幅降低涵洞混凝土的应变状态。 展开更多

关键词 道路工程 上埋式拱涵 性能试验 有限元 应变分布

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混凝土拱涵的优化设计 被引量：4

18

作者 黄豪 谢来发 +3 位作者 邝宏柱 王昭椿 徐世田 朱美琪 《交通科技》 2008年第1期13-15,共3页

针对常规混凝土拱涵材料用量大的问题,介绍了新颖的拱涵结构形式,应用遗传算法对拱涵的轴线进行了优化设计,得到受力合理的拱轴线坐标,拱圈各截面弯矩均比较小,使涵洞结构简单,施工方便,达到节省材料、加快施工速度、降低工程造价的目的。

关键词 混凝土拱涵 遗传算法 优化

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公路低改高工程大容量拱涵接长差异沉降影响因素研究 被引量：4

19

作者 汪雄 李友云 +2 位作者 李懿 安钢 何敏 《湖南交通科技》 2021年第4期27-34,共8页

以有限元方法为核心,对公路低改高工程中拱涵接长差异沉降特性、新旧拱涵的自身稳定性以及新旧路堤之间的差异沉降进行研究。研究结果表明:影响新旧路基以及新旧结构物沉降因素的大小关系为:路基自重>湿度场变化>行车荷载;过渡段... 以有限元方法为核心,对公路低改高工程中拱涵接长差异沉降特性、新旧拱涵的自身稳定性以及新旧路堤之间的差异沉降进行研究。研究结果表明:影响新旧路基以及新旧结构物沉降因素的大小关系为:路基自重>湿度场变化>行车荷载;过渡段越长,最大应力越小、沉降越小;拱圈跨径越小,新旧拱涵整体沉降量越小;涵台净高越大,新旧拱涵整体沉降量越大。 展开更多

关键词 公路 低改高工程 大容量拱涵 接长 高路堤

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六武高速公路装配式涵洞结构有限元优化分析 被引量：2

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作者 任银飞 王建国 逄焕平 《工程与建设》 2009年第3期296-298,共3页

文章通过逐级新增单元的有限元方法,模拟六武高速公路上的装配式涵洞结构分层填土施工过程;通过多方案计算,分析涵洞底板厚度、底板外伸长度以及垫层弹性模量等因素对装配式涵洞结构内力和应力的影响,得到装配式涵洞结构的优化型式。分... 文章通过逐级新增单元的有限元方法,模拟六武高速公路上的装配式涵洞结构分层填土施工过程;通过多方案计算,分析涵洞底板厚度、底板外伸长度以及垫层弹性模量等因素对装配式涵洞结构内力和应力的影响,得到装配式涵洞结构的优化型式。分析结果表明,有限元施工模拟计算地基、涵洞及填土这一联合体,能较好地反映三者的相互作用和变形协调关系,较客观地揭示涵洞结构内力和涵洞土压力分布规律。 展开更多

关键词 装配式涵洞 有限元法 结构优化 分层填筑

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