装配式涵洞构件搭接强度及结构优化分析

论文摘要

涵洞工程进度直接影响着高速公路工程的整体进度。装配式混凝土涵洞施工质量易于控制，施工效率高，可加速高速公路的建设进度，因而有着良好的应用前景。本文针对装配式涵洞的结构稳定性和构件搭接强度进行分析研究。首先，依托贵州省惠(水)兴(仁)高速公路第七合同段涵洞工程，依据装配方案的不同，将涵洞分为小跨度盖板涵、大跨度盖板涵和拱涵三类。通过与现浇涵洞的对比，分析了装配式涵洞的结构特点，明确了装配式涵洞分析的三个重点：装配式涵洞结构整体稳定性、构件搭接强度、构件(或局部)强度；然后，建立了小跨度盖板涵、大跨度盖板涵及拱涵有限元分析模型。通过考察涵台的位移分析了涵洞结构的稳定性；依据第三强度理论分析了台帽与涵台的搭接强度；依据第一强度理论分析了涵台搁置凹槽的局部强度及拱圈的强度。提出基础顶部不设凹槽的装配方案，并进行了相应的分析研究。研究得出了一些有益的结论。盖板涵涵台与基础之间的搭接强度、台帽与涵台之间的搭接强度均满足要求，涵洞结构也是稳定性的。无论基础顶部是否设置涵台搁置凹槽，涵台均满足稳定性要求。拱涵涵台与基础之间的搭接强度、拱圈与涵台之间的搭接强度也均满足要求，涵洞结构也是稳定性的。基础顶部可不设涵台搁置凹槽，如设凹槽，其深度宜大于5cm。将涵洞梯形涵台优化成矩形涵台之后，涵洞结构仍满足强度和稳定性的要求，优化方案是可行的。本文的研究结果可为装配式涵洞的设计和施工提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 选题背景及意义
• 1.3 涵洞研究现状
• 1.4 本文分析的主要内容
• 2 小跨度装配式盖板涵构件搭接强度及结构稳定性分析
• 2.1 概述
• 2.2 模型建立
• 2.3 计算结果分析
• 2.4 本章小结
• 3 大跨度装配式盖板涵构件搭接强度及结构稳定性分析
• 3.1 概述
• 3.2 模型建立
• 3.3 计算结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 装配式拱涵构件搭接强度及结构稳定性分析
• 4.1 概述
• 4.2 模型建立
• 4.3 计算结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 装配式涵洞结构优化分析
• 5.1 装配式拱涵涵台优化
• 5.2 装配式盖板涵涵台优化
• 5.3 装配式拱涵拱圈优化
• 5.4 基于拱涵受荷特征分析的结构优化
• 5.5 本章小结
• 6 结论与建议
• 6.1 装配式涵洞构件搭接强度及稳定性分析结论
• 6.2 装配式涵洞结构优化分析结论
• 6.3 进一步研究的建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 作者攻读学位期间发表学术论文目录
• 附录 2 作者攻读学位期间参与的科研项目