多孔大直径钢波纹管涵填筑施工过程模拟优化

多孔大直径钢波纹管涵填筑施工过程模拟优化
李文华1，王光明1，曹更任2，何少春3
(1.北京市市政工程研究院，北京100037；2.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067；3.北京建工路桥工程建设有限责任公司，北100123)
[摘要]利用有限元软件针对武安营玉公路多孔大直径钢波纹管填筑施工过程进行数值模拟，分别考虑分层均匀填筑和一次性填筑、对称分层填筑和一侧一次填筑到顶对管壁切向应力的影响，对类似工程项目的填筑施工提供了必要的理论支持。

内容摘抄：

1多孔钢波纹管方案模型
根据武安营玉公路崇义中桥采用波纹管涵的初步设计进行有限元数值模型的计算研究。模型分析首先从二维人手，重点研究路基填筑对于波纹管变形、受力等的影响规律，同时分析各种参数影响下的结构响应。

2施工过程的影响研究
2.1无模拟施工过程的区别
基本模型已经考虑了分层均衡填筑的施工过程，为研究其重要性，建立模型完全不考虑施工过程，直接一次性加载所有的结构与荷载，以示考虑施工过程的重要性[4]。

3结语
1)通过模拟施工对比分析，可以看到不同施工过程对于管涵应力结果影响较为显著。如果采取瞬间填筑形式，其应力水平有所增大，特别是在侧边管外侧楔形部位。由此，路基的填筑过程对于结构的受力较为重要。
2)波纹管在均衡分层填筑时，整体应力和位移以中间管的中心垂线为对称轴左右对称。但是侧边管的切向应力呈现不对称性，其中靠外侧楔形部积聚了较大应力。除此之外，中间管与侧边管应力水平基本相同。由此可见，多孔波纹管方案代替小桥涵时，需要重点验算侧边管的受力与变形。
3)通过不均衡施工的对比模拟可见，单侧填筑可给波纹管带来较为明显的不平衡力。该不平衡土压力极易引起波纹管的侧向刚性位移，使结构失稳。另外，波纹管中的不平衡应力在管侧填料填筑完成后仍没有恢复。故其影响了路堤填筑后的波纹管应力。不平衡施工引起的波纹管切向应力明显大于均衡施工所引起的应力水平。由此，可看到平衡施工对于波纹管路堤的重要性。

（略）

投稿会员：可爱莹