不锈钢波纹板涵加劲肋受力数值分析与应用研究

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1、公路交通技术2015年10月第5期TechnologyofHighwayandTransportOct．2015No．5DOI：10．13607／j．cnki．gljt．2015．05．014不锈钢波纹板涵加劲肋受力数值分析与应用研究何飞，吴寒亮(1．贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵阳550001；2．交通运输部公路科学研究院，北京100088)摘要：以某带加劲肋的不锈钢波纹板涵洞结构为例，采用有限元来分析加劲肋布设参数对结构变形、应力以及回填土压力的影响。有限元分析结果表明：环向加劲肋能提高不锈钢波纹局部截面的抗弯刚

2、度，但对回填土压力的影响较小；加劲肋会引起波纹板局部应力增大，使用中应予以重视。关键词：加劲肋；宽度；变形；应力；压力；数值分析文章编号：1009—6477(2015)05—0057—07中图分类号：U449．83文献标识码：ANumericalAnalysisandApplicationResearchofStiffeningRibsinStainlessSteelCorrugatedPlateCulvertHEFei．WUHanliang。Abstract：Withsomestainlesssteelcorrugateplat

3、eculvertwithstiffeningribsasanexample，thispaperanalyzesinfluencesofdistributionparametersofstiffeningribsonstructuraldeformation，stressandpressureofbackfillbymeansoffiniteelement．Theresultoffiniteelementanalysisshowsthatringstiffeningribscanimproveflexuralrigidityofst

4、ainlesssteelcorrugatedpartialcrosssection，butshowssmallinfluencesonpressureofbackfill；stiffeningribswillcauseincreaseoflocalstressofcorrugatedplatesandshouldbetakenintoaccountinuse．Keywords：stifeningrib；width；deformation；stress；pressure；numericalanalysis我国于20世纪90年代开始引

5、进了波纹钢板涵性能与材料用量得到优化组合，以充分发挥不锈钢洞技术。该技术具有施工便捷、造型优美、价格低廉波纹板涵在公路工程中的应用优势。等优异性能。传统波纹钢板涵洞采用镀锌波纹板，其制造过程中采用的镀锌工艺耗能大、污染严重，已1理论计算成为制约波纹钢板结构在我国进一步推广应用的瓶1．1计算模型颈之一。近年来，随着我国不锈钢产能的增加，公路本文以某不锈钢波纹板涵为例，分析加劲肋在工程中已出现了许多用不锈钢替代传统钢材的应用设置不同参数情况下的受力性能。在建立有限元数领域，如不锈钢筋、拉索等。采用不锈钢波纹板建造值分析模型时，波纹板涵

6、洞直径为2m，有限元模型涵洞，不仅可继承传统波纹钢板涵洞结构的优点，而中的左、右土体边界按3倍管径设定，即左、右各6且还能最大限度地减少环境污染，延长服役寿命。m。由此可知，整个模型宽度为6+2+6=14m。不但不锈钢相对高的造价却成为影响这类结构推广应锈钢波纹板涵加劲肋的设置用3个参数表示，即纵用的不利因素。向加劲肋宽度、加劲肋净间距及环向加劲肋本文以某不锈钢波纹钢板涵结构为例，通过有布设角0。计算模型如图1、图2所示，计算模型主限元计算来分析加劲肋布设参数对结构变形、应力要结构参数如表1所示。及回填土压力的影响⋯，并对带加劲肋

7、的不锈钢波模型计算中，不锈钢波纹板和回填土分别采用纹板涵结构工程性能进行研究，分析如何在降低波三维板壳单元和三维实体单元的有限元模型_2I4J。纹板厚度的同时增设加劲肋，使波纹板涵洞的力学在净间距(1425mm)和宽度(525mm)一定的情况收稿日期：2015—04—23作者简介：何飞(1980一)，男，四川省达州市人，硕士，高工公路交通技术2015正下，根据不同的布设角组合，拟定4种不同的模型结锈钢冷轧钢板，其力学指标为：弹性模量=220000构，即加劲肋布设角度分别为90。、180。、270。、360。N／mm，屈服强度=20

8、5N／mm，极限抗拉强度=的4种计算模型，相应的编号如表2所示。415N／mm，断后延伸率=0．22。加劲肋2)回填土体采用Mohr—Coulomb塑性模型，其力学指标为：弹性模量=48N／mm，泊松比=0．25，摩擦角：20。，膨胀角=10。，内