高填方路堤下考虑涵洞与土体共同作用的基础结构设计方法研究.pdf

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1、第37卷第12期Vo1．37。No．122010年12月Dec．20l0高填方路堤下考虑涵洞与土体共同作用的基础结构设计方法研究赵圆圆(郑州市交通规划勘察设计研究院，郑州450009)[摘要]国内的现行规范关于涵洞结构设计方法忽略了结构与土的相对压缩变形，人为将涵管结构与土分开计算，涵建洞的实际内力与设计计算值有差距从而导致了涵洞在运营期间的大量病害，为减少因结构设计方法不当而筑e导致的涵洞病害，提出了考虑涵洞与土体共同作用的计算模型，并基于此模型进行了考虑变形协调的涵洞基础结构计算，计算结果表明，所提模型考虑更加全面，计算结果更趋于合理。技_耋[关键词]高填方；涵洞；共同作用；变形

2、协调；结构设计术[中图分类号]TU47[文献标志码]A[文章编号]l001—523X(2010)l2-0014-04开_，詈至FoUNDATIoNCoNSTRUCTIoNDESIGNMETHoDoN发THEINTERACTIoNoFCULVERTANDSoIL『Abstract1Tocutdownculvertdiseasewhichwasowcdtounproperconstructiondesignmethod．Putforwardthecalculationmodelwhichthinkoftheinteractionbetweenconstructionandsoil．Bas

3、edonthemodel，goonwiththefoundationc0nstrueti0ncalculationwhichthinkofdistortioncoordinationbetweenculvertandsoil．TheresultsshowthatthenewmodelismoreallFound，andthecalculationresultsaremorereasonable．[Keywords]high—stackedsoil；culvert；interaction；distortioncoordination；constructiondesign目前，国内的现行

4、规范关于涵洞结构设计方法都采用荷承受的土荷载与填土沉降、地基变形以及土与涵管的相对压载结构法分析，即先把涵洞结构从周围填土隔离出来，把土缩等多种因素密切相关，山于对管道上竖向土压力认识不作为外荷载加在结构上。然后用常规结构力学或材料力学同，计算方法差别较大，国内外学术界提出的关于涵顶土压方法计算涵洞结构的内力。这种设计方法忽略了结构与力的计算公式有二十几种公式，工程使用情况也不统土的相对压缩变形，人为将涵管结构与土分开计算，实践证一计算值与实际受力出入较大，导致因设计强度不足，涵洲，明涵洞的实际内力与设计计算值有差距从而导致了涵洞在出现了不同程度的开裂破坏。针对涵洞结构的受力特性，将

5、运营期间的大量病害，顾安全教授最早对涵洞的病害进行涌结构与周围填土作为一共同作用体系，采用充分考虑涵洞了调研和分析，在调研的303座涵洞中，管道开裂破坏者占与土体共同作用的结构设计方法，进而减少涵洞的开裂63．5％，其中70％属纵向开裂(设计土压力小于实际土压破坏。力)。魏红卫在文献[3]中指出：2000～2001年在湖南两条1涵洞与土体共同工作的机理公路圆管涌裂缝的调研中，填土高于6m的圆管涵裂缝较普涵洞埋设在土体中，它与其周围填土、地基共同作用，构遍、个别涵洞发生坍塌。赵立岩在文献[4]中指出：多数混凝成一个变形、受力相互协调，彼此间相互关联、相互影响的统土结构涵洞在使用3个月至

6、2年后即出现程度不同的各种一结构体系。涵洞周围填土的变形特性决定和影响着涵洞病害，其中约有8％的涵洞需要进行大、中修或改建。娄亦的受力特性。如图1所示的分析模型见，很好的说明了涵洞红、王秉勇在文献[5]中指出：在广东、湖南、湖北等地的某与土体共同工作的机理。高速公路项目建设过程中，相继发现已完上的圆管涵工程在图l所示是一个涵洞、填土体、地基及基础共同工作机道路末通车之前就出现开裂、受挤压变形等现象。rrf于涵洞理的示意图。图中m，表示涵洞的质量(密度与体积的函数)，m．表示填土体的质量(密度和单位面积厚度的函数)，收稿日期：2010-09一l5m，和m⋯m表示涵洞地基和基础与原状地基

7、的质量(密度作者简介：赵圆圆(1977一)，女，河南获嘉人，毕业于郑州工业大学，本和单位面积深度的函数)，K表示填土体的刚度(K=P／s，科，工程师，现从事公路与桥梁的勘察设计丁作。14第37卷赵圆圆：高填方路堤下考虑涵洞与土体共同作用的基础结构设计方法研究第12期q(∞图2弹性地基下基础的计算简图有无穷多个支点和未知反力，基础板与地基同时变形，计算时必须同时考虑地基的变形，一方面，基础给地基以压力，使之沉陷；另一方面，地基则给基础以反力，限制基础的位移。