基于涵长向的涵顶受力分析.pdf

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1、第27卷第8期2010年8月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．27No．8Aug．2010文章编号：1002-0268【2010)08-0060-(0基于涵长向的涵顶受力分析周世生1．一，孙文龙2，李文华3，肖倩1(1．交通运输部公路科学研究院，北京100088；2．北京市公路桥梁建设集团有限公司，北京100068；3．长春工程学院，吉林长春1300021)摘要：通过对涵洞顶面所受土体荷载的综合研究分析，得到符合涵洞项面的实际受力情况、适合涵洞结构优

2、化设计的土压力计算理论。首先对涵洞顶面所受土体荷载进行假定，然后对涵洞顶面荷载单元体进行简化分析，运用数学微积分手段进行理论推导，以得到涵洞纵向上涵顶不同住置的土压力计算公式，并且运用BAQUS有限元软件对该理论进行验证。通过对比分析传统的土柱计算理论与有限元模拟，证明此计算理论更加符合涵洞项面的实际受力情况，运用此理论对涵洞结构尺寸进行优化。可以降低工程造价。关键词：涵洞工程；微积分理论；BAQUS有限元模拟；顶面受力中图分类号：13449文献标识码：AAnalysisonEarthPressureon"lopofCulvertalongLe

3、ngthwiseOrientationZHOUShishen91”，SUNWenlon92，LIWenhua3，XIAOQianl(1．ResearchInstituteofHighway，MinistryofTransport，Beijing100088，China；2．BeijingRoadand吣ConstructionGroupco．，圳．，Beijing100068，China；3．ChangchunInstituteofTechnology，Cha呼hunJ丑iII130021，China)Pdostraet：Accordingto

4、thecomprehensiveresearchandanalysisaboutthesoilloadonculverttop，thecalculationmethodofearthpressurewhichreflectstheactuals协e鹅ONculvertt叩andsuitableforoptimaldesignofculvertwasobtained．Atfirst，thesoilloadonculverttopwasassumed，andthecalculationformulaofearthpressureatdifferen

5、tpositionsOiltopofculvertwasdeductedbyusingsimplifiedanalysisofloadelementofculverttopandtheo-ryofcalculus．Then，thecalculationmethodWasverifiedbyusingBAQUSfiniteelementsoftware．Comparedwithtraditionalearthcolumncalculationtheoryandfiniteelementsimulation，itshowsthatthiscalcu

6、lationtheoryismoretallywiththeactualsituationofthepressureonthetopofculvert．Theprojectcostcouldbereducedbyusingthistheorytooptimizethestructuresizesofculvert．Keywords：culverte晤neering；theoryofcalculus；BAQUSfiniteelementsimulation；topforce0前言随着公路等级的提高与大量山区高等级公路的修建，为满足公路较高标准的线

7、彤要求，过山沟地带的高填方路基增多，这些矮路堤条件下的涵洞结构已不能满足山区高等级公路路基排水的需要，高路堤涵洞的结构设计问题就显得比较突出，已成为目前我国山区高等级公路建设中的重要研究课题之一。目前对于涵顶土压力的计算都是采用地下填埋式洞窜的土压力计算理论，例如铁路行业采用散体极限平衡法⋯，水利水电行业采用土压力集中系数法[2】2，公路行业采用土柱法⋯3。本文在分析了现行用于涵洞土压力计算的理论和方法，发现都是在涵洞横向上对路中心位置对应的涵收稿H期：2009-12—15基金项日：吉林省交通科技项日[20呕一18]；吉林省教育科技项日[200

8、9—96]作者简介：周f地生(1967一)。男，吉林德惠人，博士，研究方向为道路与铁道工程．(abe670312@163．∞m)第8期周世生，等：基了