浅论高填路堤下涵洞结构型式研究

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1、978076分类号U449．1学号10710-230姻长安大学硕士学位论文高填路堤下涵洞结构型式研究申请学位级别硕士学科名称岩土工程论文提交日期2006．1论文答辩日期2006．3．，9学位授予单位和日期长安大学摘要西部地区特殊的地理条件使得高填路堤涵洞在西部公路建设中大量存在，其功能与小桥类似，而造价和施工条件要求又低得多，故得到设计和施工人员的优先选择。同时，在涵洞设计、施工过程中，如何能够克服现行《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》中关于高填路堤下涵洞计算的不足，在保证工程质量的前提下，不断提高设计效率，并且从各

2、种因素的角度出发进行涵洞断面设计，是一个十分重要的课题。本文运用有限元仿真数值分析方法对高填路堤下涵洞的典型断面型式问题进行了分析研究，得出一些有意义的结论。1．阐述了高填路堤下涵洞的荷载特征，总结了不同结构型式的涵顶土压力集中系数并与铁路规范进行了比较；分析讨论了地形对涵洞受荷的影响及较为常用的涵洞减荷措施；介绍了上埋式管道垂直土压力的几种主要计算公式，指出了各种公式的局限性及其适用范围，同时还简要介绍了上埋式涵洞水平土压力的一般公式。2．论述了高填路堤下涵洞有限元分析的原理、方法和步骤。采用有限元方法分别对常用

3、几何尺寸不同填土高度下的拱涵、圆管涵、箱涵、盖板涵进行了建模计算，得出了不同工况下各种结构型式涵洞的受力性状。3．结合有限元应力云图及有限元计算结果对不同工况下不同结构型式涵洞的控制断面环向应力及控制设计的弯矩进行了分析，绘制了弯矩图。计算结果表明：采用有限单元法计算、分析涵洞结构受力性状可以合理地反映出土体和结构的共同作用，因此计算结果比一般方法更接近实际。4．论述了不同结构形式涵洞的结构简化计算方法并对有限元方法计算结果进行了验算比较，两种方法计算结果相近，验证了本文有限元建模的合理性以及计算的准确性。5．运用

4、涵洞设计软件对圆管涵的有限元计算结果进行了验算补充。并以甘肃兰临高速公路上某涵洞实体工程为例对有限元计算推导出的结果进行了验证，充分说明了运用本文有限元计算结果与传统设计方法结合推导出涵洞典型断面参考数值表是可行的。6．运用有限元结果并结合结构简化计算方法与涵洞设计软件论述了高填路堤下涵洞的典型断面型式，给出了参考数值表，为设计提供服务。关键词：高填路堤涵洞涵洞土压力涵洞结构有限元典型断面型式AbstractTherearemanyhigh·stakedsoilembankmentculvertinthewesth

5、ighwayconstruction，whichcausedbythespecialgeographycondition．Thefunctionofculvertissimilartobridge’S．Comparedtobridge，theconstructioncostofculvertislessandtheconditionofconstructionrequestedislower．Soitisthefirstchoiceofdesignerandconstructor．Atthesametime，dur

6、ingtheculvertdesignandconstruction，howtoovercometheshortageincalculationabouthighfillstheembankmentoftheculvertcalculationwriteinthepresent”RoadBricksAndStonesAndConcreteArchofBridgesDesignStandard”andafterthinkingfromeachfactorandangleandensuringtheconstructi

7、onqualityhowtoenhancetheratedcapacityendtoend，areveryimportanttopics．Thisarticleisaboutanalysisandresearchofhighfillsintheembankmentculverttypicalsectionpattern．Themeasureusedinanalysisandresearchisfinite—elementmethod．AndsomesignificanceconclusionsCanbeobtain

8、edfromthat．Themaincontentincludesfollowingseveralaspects：1．Elaboratingloadcharacteristicsofhighfillsintheculvertembankment；Summarizingearthpressurecoefficientofthedifferentstructur