方拱形波纹钢管廊弯矩解析解及断面参数研究

作     者：郑佳艳 兰鹏博 刘海京 陆展 杨莉涓 陈定嘉 ZHENG Jiayan;LAN Pengbo;LIU Haijing;LU Zhan;YANG Lijuan;CHEN Dingjia

作者机构：重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 

基　　金：省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室开放基金项目(SKLBT-19-015) 重庆市研究生导师团队(JDDSTD2022003) 重庆市研究生联合培养基地建设项目(JDLHPYJD2020019) 重庆交通大学研究生科研创新项目(CYS22399) 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2024年第44卷第S1期

页      码：167-178页

摘      要：方拱形结构因空间利用率较高而广泛应用于我国地下综合管廊的建设中,但其结构承载特征、力学机制及相关设计方法研究尚少。为研究方拱形波纹钢管廊结构弯矩的解析计算理论以及合理的断面形式,利用结构力学、土力学基本理论和相关规范,推导方拱形波纹钢综合管廊的弯矩解析解,并用二维平面应变模型对弯矩解析式的正确性进行验证,同时建立不同管顶覆土深度的方拱形波纹钢管廊三维地层-结构有限元数值模型,将数值分析结果与弯矩解析式计算的弯曲应力进行对比,分析弯矩表达式的适用覆土深度,基于弯矩解析表达式对管廊断面参数进行优化分析,并给出推荐断面参数范围。研究表明:1)方拱形波纹钢综合管廊的弯矩解析解与数值解相吻合,理论计算的弯矩与数值解的最大误差为5.79%;2)弯矩解析表达式的适用覆土深度为H≤10 m;3)针对依托工程,计算结果表明管廊断面矢跨比、顶板和侧板跨度比均处于0.6~0.8,管廊结构弯矩分布较合理,有利于保障结构安全。

主 题 词：方拱形波纹钢管廊 弯矩解析解 有限元分析 覆土深度 断面参数优化 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S1.018

馆 藏 号：203138924...