进行资料收集和整理,螺旋波纹钢方铝管涵洞受力对比分析及应用研究 本文对正在广泛推广应用的钢波纹管中的一种主要结构形式—螺旋钢波纹方铝管.大量的环形波纹钢方铝管的研究基础上进行总结、归纳、类比出螺旋钢波纹方铝管涵的研究方法和分析方法。针对螺旋波纹方铝管的波形特点,及其在公路工程应用中存在问题进行研究,通过大型有限元软件ANSYS进行数值模拟同时结合一道具体螺旋波纹钢方铝管涵洞工程,充分利用软件对工程中的模拟优势,研究了螺旋波纹钢方铝管的应力,挠度以及关键部位等问题,得出以下结果:1结合现有有限元建模方式对螺旋波纹钢方铝管涵洞与环形波纹钢方铝管涵洞模型建立进行了区别,得到两者建模过程的差异,找到需要控制的变量,并成功的完成了螺旋波节的网格划分。2运用有限元软件对实际螺旋波纹钢方铝管涵洞工况进行模拟,同时,模拟相同环境下的环形波纹钢方铝管涵,得到螺旋波纹钢方铝管与环形波纹钢方铝管周围土压力和管周等效应力的分布规律;还得到,2.6m填土高度下随着车辆荷载的移动不同车辆位置对应的两种管型的等效应力变化规律,以及两者横向和竖向挠度的对比分析。3通过螺旋波纹钢方铝管涵与环形波纹钢方铝管涵的模拟对比分析,得到两者管径为1.0m1.5m2.0m2.5m时分别对应填土高度2.6m3.6m4.6m5.6m下管周应力以及管径的横向挠度、竖向挠度变化规律。4一道试验涵洞中研究了车辆分别在路肩、行车道、超车道移动时螺旋波纹钢方铝管的管周受力变化规律,同时研究了车辆荷载在不同车道行驶时,沿着管轴线管顶应力变化规律。

5对螺旋波纹钢方铝管的关键部位进行了研究,包括:环向刚度的实验,咬口部位的有限元模拟,以及拼装、施工工艺的总结。本文的研究主要是对螺旋波纹钢16mn无缝钢管涵与环形波纹钢方铝管涵进行了对比分析,研究两者在受力、变形、加工工艺和施工工艺的优劣,归纳出了两者应用于道路涵洞中各自的优缺点,为钢波纹管体系的发展进行补充、为能源的节约做出选择、为造价的降低做出依据也为公路和市政道路管涵的发展都做出一定的贡献,对完善我国公路钢波纹管涵洞设计规范也有一定的参考价值。考虑土—结相互作用的覆土波纹钢板方铝管涵的力学性能分析 覆土波纹钢方铝管涵由于受到土体有利的约束作用,从而提高了承载力,国外已被广泛地应用于公路工程。而我国对这种管涵的设计主要参考国外规范,因此对该类型结构进行受力性能分析的研究具有重要意义。本文针对我国覆土波纹钢桥涵研究中关注的热点问题—土与结构相互作用展开了研究。有限元分析中,为全面考虑土体的非线性特性,引入了接触单元,建立了考虑土—结相互作用的有限元分析模型,由此充分研究了土体的泊松比、土体的弹性模量、土体的内摩擦角、土体的压实度、波纹钢板的截面性质及方铝管涵的直径大小等各种因素对土—结相互作用的影响。首先,系统分析土与结构相互作用的基础上,分别从土拱效应、土的非线性和土压力的计算方法展开了研究,提出了考虑土-结相互作用的土压力计算方法并进行了验证；然后,基于土-结相互作用分析的基础上,综合考虑多种影响土与波纹钢板结构相互作用的因素,提出覆土波纹钢板方铝管涵的刚柔性定量区分标准并进行了验证；最后,前人研究的基础上,运用弹性力学与结构力学相结合的方法,根据波纹钢板方铝管涵与土体的变形协调关系推算出了结构的内力计算公式；基于有限元中对土—结相互作用的各种影响因素的分析,进一步提出了考虑土-结相互作用的内力算公式,并通过有限元计算结果进行了对比验证。