钢波纹管涵洞受力与变形特性现场试验分析
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自治 区各 等 级公 路 中． 国 内外对 该类 型涵 洞 的工程 适用 性 、 但 受填 土荷 载 以及行 车荷 载 作用 下受 力与 变 形特 性 系统性 研究 较 少． 过 现场试 验 ， 通 探讨 分析 钢 波纹 管涵 洞在 不 同填土 荷 载作用 下 的受力 与 变形 特 性， 为工 程使 用提 供科 学依 据 ．
泊松 比 一Ｏ ３ ．．
１ ２ 试 验 测 试 方 案 ．
１ ２ １ 试 验 断 面 选 取 及 测 点 布 设 ． ．
试 验 涵洞测 试 断面 Ａ—Ａ 断面设 置 在距 路基 中心 线 ８ ０ｍ 处 ， 图 １所示 ． 验断wk.baidu.com面设 置 １ ． 如 试 ５个 测
试点 ， 涵洞 内侧 设置 ８ 点 ， 个 外侧 设置 ７ 点 （ 于现场 条件 ， 侧涵 底位 置未 布设 ） 每 个测 点共 粘贴 四 个 限 外 ；
第４ ３卷
第 ４期
Ｖ０ ． ３ ＮＯ ４ １４ ．
Ａ ｕｇ ２０１ ． １
２１ ０ １年 ８月
钢 波 纹 管 涵 洞 受 力 与 变形 特 性 现 场 试 验 分 析
乌 延 玲 ， 忠居 王彦 志 贾彦 武 熊 山铭 冯 ， ， ，
（． 安 大 学 公 路 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ；． 峰 市 公 路 管 理 处 ， １长 陕 １０ ４２ 赤 内蒙 古 赤 峰 ０ ４０ ） ２ ０ ０
中图 分 类 号 ： ４ ． ３ Ｕ４ ９ ８ 文 献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ；０ ６７ ３ （ ０ １０ —５ ３０ １ ０—９ ０ ２ １） ４０ １—４
公 路工 程建 设 中 ， 洞工 程 多采用 的形 式 为钢 筋混凝 土 涵洞 和圬 工砌 体涵 洞 ， 计 方法及 施 工技术 涵 设
摘
要： 为搞 清公 路路基钢波 纹管涵洞在填 土荷载作用下 的受力与变形特 性 ， 合工程实 际， 结 通过现场 试验 ，
研 究 其 在 路 基 填筑 过 程 中的 工 作 性 能 ． 验 结 果 表 明 ： 波 纹 管 涵 洞 内侧 主 要 承 受 压 应 力 ， 侧 主要 承受 拉 应 试 钢 外 力 ； 大 填 土 高 度 时 ， 、 应 力 均 在 ３ ａ左 右 ； 面 内 、 侧 的 应 变 应 力 出 现 相 反 的 拉 压 变 化 规 律 ， 涵 最 拉 压 ０ＭＰ 断 外 且
顶 两 侧 ４ 。 置 为 受 力 薄 弱 点 ． 明 实 际 钢 波 纹 管 涵 洞 设 计 与 施 工 中应 给 予 关 注 ， 别 是 在 高 填 土 荷 载 作 用 ５位 说 特
下 ， 对 相应的部位进行加强或从施 工工艺上采取措施． 应 关 键 词 ： 基 工 程 ； 波 纹 管 涵 洞 ； 场试 验 ； 力 与 变形 特性 路 钢 现 受
个 应变 片 ， 别设 置 在 波 峰和 波 谷处 ， 处 按 “ 形 轴 向和环 向布设 ． 验 断 面 内侧 测 点位 置 及 编号 如 分 每 Ｔ” 试
图 ２所 示 ， 外侧 与 内侧相 同 （ 外侧 管底 未布 设测 点 ） ．
收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ １ ２ ２ ｌ一２２
修 改 稿 日期 ： Ｏ １０ 一 ７ ２ ｌ － ６ｏ
作， 钢板 屈服 强度 不小 于 ２ ５ＭＰ ， 拉 强度 不小 于 ３ ５ＭＰ ． ３ ａ抗 ７ ａ 材料 防腐 采用 表 面热浸 镀锌 ， 镀锌 量 大于
６ ０ｇ ｍ ， ０ ／ 平均 厚度 不小 于 ６ ｍ． ３ｐ 连接 方式 采用 螺栓 法兰 轴 向连接 ， 场安 装前 内外 涂涮 两遍 沥青 ． 现
已基本 完善 ， 其也 存在 弊端 ： 础条件 要 求高 ， 工周 期 长 ， 工工 艺 控 制 不 当易 发 生开 裂 和 跳 车 ， 但 基 施 施 寒
冷 地 区冻胀 病 害严重 ， 期运 营及 养护 成本 高 等． 后 近年 来 ， 波纹 管 涵洞 由于 具 有结 构 简 单 、 输 方便 、 钢 运 施工 工艺 易 控制 且对 基础 承载 力要 求不 高 、 施工 工期 短 、 境 影 响范 围 小 等特 点 ， 环 已普 遍应 用 于 内蒙古
基 金 项 目 ： 蒙 古 自治 区 赤 峰 市 交 通 建 设 科 技 基 金 资 助 项 目（ ０ ９ＫＹ０ ９ 内 ２０一 １） 作 者 简 介 ： 延 玲 （ ９ １）女 ， 乌 １ ７一 ， 内蒙 古 赤 峰人 ， 级 工 程 师 ， 士 研 究 生 ． 事 公 路 建 设 管 理 和 岩 土 工 程 问 题 的研 究 高 博 从
１ 试 验 方 案 及 测 试
１ １ 试 验 概 况 ．
试验 涵 洞为 内蒙 古 自治 区赤峰 市克 什克 腾旗 热水 镇 至 经棚 镇 一级 公 路 的钢 波 纹管 涵 洞 ， 洞基 础 涵
采用 ３ ｍ 厚 级配 良好 的砂 砾 ， ０ｃ 砂垫 层 的压 实度 不 小 于 ９ ． 波 纹 管 涵洞 采 用 Ｑ２ ５ 热 轧 钢板 制 ７ 钢 ３Ａ
第 ４期
乌 延 玲 等 ： 波 纹 管 涵 洞 受 力 与 变形 特 性 现 场 试 验 分 析 钢
５５ １
值 为 １ ６ ｅ 波 峰测 点 ２和 测 点 ３的压 应 变 量 较 大 ， ０ ； 且 应力 值 出现 最 大值 ２ ａ 波 峰处 测点 应 力 大 于 ８ＭＰ ，
波 谷处 ． Ａ 断面 内侧 轴 向波峰 与波 谷处 应变 以压 应 Ａ—
试 验 涵洞 桩号 Ｋ１ ３ ＋４ ３ ９ ７ 涵 底 纵坡 ５ ， ０７ ５ ． １ ， 内径 １ ０１ ， 度 ３ 涵 顶 设 计 路 基 填 土 高 度 ． １ 长 ＂ ３ ０ ｍ，
２ ６１． 纹参 数 为 ： 度 ３ ５ｍｍ， 距 １ ５ｍｍ， 高 ２ ． ２波 ＂ １ 厚 ． 波 ２ 波 ５ｍｍ． 料 参 数 ： 性模 量 Ｅ一２ １ ０ Ｐ ， 材 弹 ． ×１ ８ｋ ａ
泊松 比 一Ｏ ３ ．．
１ ２ 试 验 测 试 方 案 ．
１ ２ １ 试 验 断 面 选 取 及 测 点 布 设 ． ．
试 验 涵洞测 试 断面 Ａ—Ａ 断面设 置 在距 路基 中心 线 ８ ０ｍ 处 ， 图 １所示 ． 验断wk.baidu.com面设 置 １ ． 如 试 ５个 测
试点 ， 涵洞 内侧 设置 ８ 点 ， 个 外侧 设置 ７ 点 （ 于现场 条件 ， 侧涵 底位 置未 布设 ） 每 个测 点共 粘贴 四 个 限 外 ；
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第 ４期
Ｖ０ ． ３ ＮＯ ４ １４ ．
Ａ ｕｇ ２０１ ． １
２１ ０ １年 ８月
钢 波 纹 管 涵 洞 受 力 与 变形 特 性 现 场 试 验 分 析
乌 延 玲 ， 忠居 王彦 志 贾彦 武 熊 山铭 冯 ， ， ，
（． 安 大 学 公 路 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ；． 峰 市 公 路 管 理 处 ， １长 陕 １０ ４２ 赤 内蒙 古 赤 峰 ０ ４０ ） ２ ０ ０
中图 分 类 号 ： ４ ． ３ Ｕ４ ９ ８ 文 献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ；０ ６７ ３ （ ０ １０ —５ ３０ １ ０—９ ０ ２ １） ４０ １—４
公 路工 程建 设 中 ， 洞工 程 多采用 的形 式 为钢 筋混凝 土 涵洞 和圬 工砌 体涵 洞 ， 计 方法及 施 工技术 涵 设
摘
要： 为搞 清公 路路基钢波 纹管涵洞在填 土荷载作用下 的受力与变形特 性 ， 合工程实 际， 结 通过现场 试验 ，
研 究 其 在 路 基 填筑 过 程 中的 工 作 性 能 ． 验 结 果 表 明 ： 波 纹 管 涵 洞 内侧 主 要 承 受 压 应 力 ， 侧 主要 承受 拉 应 试 钢 外 力 ； 大 填 土 高 度 时 ， 、 应 力 均 在 ３ ａ左 右 ； 面 内 、 侧 的 应 变 应 力 出 现 相 反 的 拉 压 变 化 规 律 ， 涵 最 拉 压 ０ＭＰ 断 外 且
顶 两 侧 ４ 。 置 为 受 力 薄 弱 点 ． 明 实 际 钢 波 纹 管 涵 洞 设 计 与 施 工 中应 给 予 关 注 ， 别 是 在 高 填 土 荷 载 作 用 ５位 说 特
下 ， 对 相应的部位进行加强或从施 工工艺上采取措施． 应 关 键 词 ： 基 工 程 ； 波 纹 管 涵 洞 ； 场试 验 ； 力 与 变形 特性 路 钢 现 受
个 应变 片 ， 别设 置 在 波 峰和 波 谷处 ， 处 按 “ 形 轴 向和环 向布设 ． 验 断 面 内侧 测 点位 置 及 编号 如 分 每 Ｔ” 试
图 ２所 示 ， 外侧 与 内侧相 同 （ 外侧 管底 未布 设测 点 ） ．
收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ １ ２ ２ ｌ一２２
修 改 稿 日期 ： Ｏ １０ 一 ７ ２ ｌ － ６ｏ
作， 钢板 屈服 强度 不小 于 ２ ５ＭＰ ， 拉 强度 不小 于 ３ ５ＭＰ ． ３ ａ抗 ７ ａ 材料 防腐 采用 表 面热浸 镀锌 ， 镀锌 量 大于
６ ０ｇ ｍ ， ０ ／ 平均 厚度 不小 于 ６ ｍ． ３ｐ 连接 方式 采用 螺栓 法兰 轴 向连接 ， 场安 装前 内外 涂涮 两遍 沥青 ． 现
已基本 完善 ， 其也 存在 弊端 ： 础条件 要 求高 ， 工周 期 长 ， 工工 艺 控 制 不 当易 发 生开 裂 和 跳 车 ， 但 基 施 施 寒
冷 地 区冻胀 病 害严重 ， 期运 营及 养护 成本 高 等． 后 近年 来 ， 波纹 管 涵洞 由于 具 有结 构 简 单 、 输 方便 、 钢 运 施工 工艺 易 控制 且对 基础 承载 力要 求不 高 、 施工 工期 短 、 境 影 响范 围 小 等特 点 ， 环 已普 遍应 用 于 内蒙古
基 金 项 目 ： 蒙 古 自治 区 赤 峰 市 交 通 建 设 科 技 基 金 资 助 项 目（ ０ ９ＫＹ０ ９ 内 ２０一 １） 作 者 简 介 ： 延 玲 （ ９ １）女 ， 乌 １ ７一 ， 内蒙 古 赤 峰人 ， 级 工 程 师 ， 士 研 究 生 ． 事 公 路 建 设 管 理 和 岩 土 工 程 问 题 的研 究 高 博 从
１ 试 验 方 案 及 测 试
１ １ 试 验 概 况 ．
试验 涵 洞为 内蒙 古 自治 区赤峰 市克 什克 腾旗 热水 镇 至 经棚 镇 一级 公 路 的钢 波 纹管 涵 洞 ， 洞基 础 涵
采用 ３ ｍ 厚 级配 良好 的砂 砾 ， ０ｃ 砂垫 层 的压 实度 不 小 于 ９ ． 波 纹 管 涵洞 采 用 Ｑ２ ５ 热 轧 钢板 制 ７ 钢 ３Ａ
第 ４期
乌 延 玲 等 ： 波 纹 管 涵 洞 受 力 与 变形 特 性 现 场 试 验 分 析 钢
５５ １
值 为 １ ６ ｅ 波 峰测 点 ２和 测 点 ３的压 应 变 量 较 大 ， ０ ； 且 应力 值 出现 最 大值 ２ ａ 波 峰处 测点 应 力 大 于 ８ＭＰ ，
波 谷处 ． Ａ 断面 内侧 轴 向波峰 与波 谷处 应变 以压 应 Ａ—
试 验 涵洞 桩号 Ｋ１ ３ ＋４ ３ ９ ７ 涵 底 纵坡 ５ ， ０７ ５ ． １ ， 内径 １ ０１ ， 度 ３ 涵 顶 设 计 路 基 填 土 高 度 ． １ 长 ＂ ３ ０ ｍ，
２ ６１． 纹参 数 为 ： 度 ３ ５ｍｍ， 距 １ ５ｍｍ， 高 ２ ． ２波 ＂ １ 厚 ． 波 ２ 波 ５ｍｍ． 料 参 数 ： 性模 量 Ｅ一２ １ ０ Ｐ ， 材 弹 ． ×１ ８ｋ ａ