大孔径钢波纹管涵洞设计中不同计算方法比较研究

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1、第39卷，第6期公路工程Vo1．39，No．62014年12月HighwayEngineeringDec．，2014大孔径钢波纹管涵洞设计中不同计算方法比较研究穆程(湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008)[摘要】目前国内大跨径钢波纹管涵洞设计无规范可依，设计方法存在盲目性，研究了国外典型设计计算方法和特点以指导工程设计，分别采用CHBDC、AASHTO和AISI3种设计方法对湖南某波纹管涵洞进行了波形和板厚的优化设计，对比分析了管壁压应力和接缝强度的差异。研究结果表明：CHBDC对管壁压应力控制最严、其次是AASHTO，最后是AISI。AASHTO对接缝强度要求最严、而

2、CHBDC与AISI基本相当，结构设计时应采用多种设计计算方法进行校核。[关键词]钢波纹管；设计方法；比较分析[中图分类号】U449．1[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2014)06'0114—05ComparativeStudyofLong-spanCorrugatedSteelCulvertbyDiferentDesignMethodMUCheng(HunanProvincialCommunicationsSurvey＆DesignInstitute，Changsha，Hunan410008，China)[Abstract]Atpresent，thereisn

3、ocodeinthedesignofcorrugatedsteelculvertinchina，therefore，thereisblindnessforengineeringmethod．Inordertoguidethedesign，Thispaperresearchestypicalde—signmethodinforeigncountry，ThedesignmethodincludesCHBDC，AASHTOandAISI．Thispaper0p·timizesthewaveformandthicknessofthecorrugatedsteelculvertinhuna

4、nprovincial，andanalyzethedifferencesofwallstressandseamstrength．ResearchshowsthatCHBDCismostrestrictiveinthede—mandsofwallstress，followedbyAASHTO，thelastisAISI．ButAASHTOismostrestrictiveinthede—mandsofseamstrength，andCHBDCandAISIisalmostthesame，Engineershalladoptvariousdesignmethodtocheck．[Ke

5、ywords]corrugatedsteelculvert；designmethod；comparativestudy集中生产、可回收利用等优势，近年来在我国的应用1前言越来越广泛。湖南地区如大浏高速、洞新高速和龙高速公路建设中需要设置大量的通道、涵洞等永高速等均有应用。相对传统混凝土涵洞而言，钢构造物川。目前，国内公路涵洞绝大部分仍采用钢波纹管涵洞是典型的柔性结构．，与管周填土共同受筋混凝土或圬工材料，修建在软土、冻土等地基基础力，理想的结构是管周填土承担更多的荷载，管壁受上的管涵在路基自身压缩变形和地基沉降变形过程力受填土类型、压实度影响较大，结构受力性能较复中非常容易导致涵

6、管的破坏。如果采用柔性、高强杂。目前，国内技术力量薄弱，尚无设计标准和规范的钢质波纹管涵则可大大改善其对地基及基础变形可依，通过对国内现役钢波纹管涵洞的调研，发现国的适应能力，解决因地基基础不均匀沉降导致的涵内现有设计存在盲目性，设计时主要参照国外常洞破坏问题。用的计算方法，如加拿大公路桥梁设计规范(以下钢波纹管涵洞是由波纹状管或波纹状弧形板通简称CHBDC)设计方法、美国公路桥梁规范(以过连接、拼装形成的一种涵洞形式，以其施工速下简称AASHTO)设计方法、美国钢铁协会(以下度快、耐久性好、适应地基变形能力强、造价低、工厂简称AISI)设计方法和有限元理论等。其结构计[收稿日期

7、】2013一l2一l3[基金项目]湖南省交通科技项目(2O1l24)[作者简介]穆程(1970一)，女．湖南岳阳人，高级工程师，主要从事公路桥梁设计工作。第6期穆程：大孔径钢波纹管涵洞设计中不同计算方法比较研究l15算内容主要包括管壁压应力和接缝强度等。因此，对于波纹管管壁压应力和接缝强度，设计应力研究常用设计计算方法和特点对于工程设计具有重或强度不大于系数抗力。要指导意义。本文介绍了三种常用计算理论，以湖2．3AISI设计方法南某高速钢波纹管涵洞设计为依托，分析各设计方AISI