公路鋼波紋管涵洞受力與變形特性及應用研究

針對鋼波紋管涵洞在公路工程使用中設計理論與方法存在的問題，結合工程實際，采用理論分析、現場試驗和室內模擬試驗，研究了鋼波紋管涵洞的受力與變形特性及其設計計算方法、施工技術與質量控製標準。主要成果如下：

1. 通過現場試驗，研究了鋼波紋管涵洞的受力與變特性，分析了鋼波紋管涵洞在不同填土高度和行車荷作用下的受力與變形規律；探明了鋼波紋管涵洞在不同填土高作用下管頂及其正交位置為受力與變形最不利；提出高填士情況下以涵洞頂部土壓力控製設計。

2. 采用自主研發的與實際路基涵洞埋設條件相似的大型室內模擬試驗平台，研究了管徑、填土高度等因素變化時鋼波紋管涵洞受力與變形特性；弄清了相同鋼波紋管設計參數情況下直徑小於75cm和大於75cm在填土荷載作用下受力與變形的本質區別；推斷了不同管徑隨填土荷載增加最先發生破壞的可能性位置。

3. 基於數值仿真方法，分析了填土高度、管徑、地基土模量及波紋參數變化時的受力與變形特性及其變化規律；地基土模量變化時涵頂豎向土壓力變化大；管頂填土高度大於5m時可忽略車輛荷載。數值計算結果分別與室內模擬試驗和現場試驗成果進行了對比分析，確定了埋設條件、地形條件、填土土性和施工方法等因素對鋼波紋管受力與變形特性的影響。

4. 采用彈性理論，考慮涵同的埋設條件波紋壁厚等因素，建立了鋼波紋管涵在填土荷載作用下的變形計算公式，分析討論了公式的工程應用，並與室內模擬試驗、現場試驗、數值計算等分析成果進行了對比分析，結果表明與數值計算成果吻合較好，該公式為鋼波紋管涵同設計提供了理論依據。

5. 提出了鋼波紋管涵同的設計計算方法以及可供實際工程參考的波紋設計技術參數，克服了現有鋼波紋管涵洞單一尺寸於任何工程條件存在的技術缺陷；建立了公路鋼波紋管涵洞的施工質量控製標準並提出合理的施工工藝，為該技術的相關技術規範的製定與廣泛應用莫定了基礎。研究成果解決了目前公路建設中鋼波紋管涵同工程應用中的技術點，具有重要的理論與工程實用價值，推廣應用前景廣闊。