波纹钢箱涵回填过程受力特性试验研究

作     者：刘保东 武飞 韦佳明 孙海波 张顺 LIU Bao-dong;WU Fei;WEI Jia-ming;SUN Hai-bo;ZHANG Shun

作者机构：北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 山东省交通规划设计院集团有限公司山东济南250031 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2024年第41卷第12期

页      面：108-115页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：山东省交通规划设计院集团有限公司项目(KJ-2020-SJY-07) 

主　　题：桥梁工程 受力特性 模型试验 波纹钢箱涵 回填施工 

摘      要：波纹钢箱涵相较于圆形、拱形和管拱形波纹钢涵洞截面利用率更高,要求的最小覆土厚度较小,因此更适用于路基高度受限的城市地下通道、平原区以及跨线的桥涵工程。然而目前缺少针对中国净空要求的波纹钢箱涵试验研究,国外规范内力计算公式的适用性丞待研究。为此对一座跨径6.6 m,矢高3.7 m的波纹钢箱涵开展全尺寸模型试验,对回填过程中的位移、内力和土压力进行测试和分析,并将恒载作用下结构的弯矩与Duncan的计算公式进行对比。结果表明:回填至拱肩之前结构侧面持续向内变形,顶面持续向上变形;回填至拱肩以后变形开始反向变化,最终拱顶位置的下挠为矢高的0.84%。回填至拱肩和回填结束是关键施工阶段,两阶段均是拱顶外侧的应力最大,分别为36 MPa(受拉)和―100 MPa(受压);回填完成后拱顶和拱肩测点的弯矩产生的应力在总应力中的比例位于76%和100%之间;回填完成后结构顶面的土压力大于土柱法计算出的土压力,侧面的土压力小于静止土压力;Duncan提出的公式可有效预测本研究全尺寸模型在恒载作用下的弯矩,误差在11%以内。本研究成果可为后续的波纹钢箱涵规范制订和结构设计提供参考。