混凝土—波纹钢串联式综合管廊结构的协同工作机理

发布时间：2021-01-25 08:16

　　目前国内综合管廊主要采用混凝土结构,沿纵向刚度大,当地基不均匀沉降时容易发生破坏,因此需要设置很多变形缝。波纹钢管廊具有双向异性的特点,沿纵向较柔,适应变形能力强,无需设缝。为发挥上述两种不同材料结构的性能优势,本课题组提出将混凝土管廊与波纹钢管廊间隔设置,形成混凝土—波纹钢串联式综合管廊,属于串联式混合结构。为研究该种新型管廊结构的性能,本文采用ABAQUS有限元软件展开了一系列的研究分析。首先,针对工程实例建立波纹钢结构的有限元模型并进行数值分析,通过与工程实测值以及美国AISI规范计算值的对比,验证有限元模型的合理性,为下一步进行复杂荷载作用下波纹钢综合管廊结构的模拟分析奠定基础。然后,针对无地基沉降和有地基沉降的波纹钢管廊进行了有限元分析,结果表明:当地基无沉降时,随填土高度的增加,波纹钢管廊应力增长趋势逐渐变缓,当填土达到一定高度后,管廊应力不再增长,且未达到屈服强度,这说明结构可以与土体形成土拱效应共同承担外部荷载;当地基有沉降时,波纹钢管廊随地基沉降斜率为1:80时,管廊应力增加23%左右,这是因为波纹钢管廊通过自身双向异性的特点,在地基沉降过程中与土体产生应力重分布,重... 

【文章来源】：山东建筑大学山东省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

现浇及装配式混凝土管廊

为防止管廊发生破坏，也需要设置变形缝。现浇及装配式混凝土管廊如，预制装配式管廊虽然不需要刻意设置变形缝，但拼接接头过多，容易发生渗图 1-1 现浇及装配式混凝土管廊混凝土管廊在地震作用下，特别是在软土、膨胀土、多年冻土、湿陷性黄土等较差地区，由于路基自身压缩变形和地基沉降变形使得管廊很容易出现纵向挤横向剪切变形（如图 1-2 所示），而修建在多年冻土地区的管廊则易因冻土的不造成土体沉降不均匀，使得管轴线上凸下凹或伸长，继而造成混凝土管体断裂管体脱节与开裂漏水，从而影响管廊使用性能。

山东建筑大学硕士学位论文大程度上解决由于地基不均匀沉降对管廊造成的破坏，大大改善结构对土体变形的适应能力。但是，单纯的平板类管体刚性较差，抵抗失稳变形破坏能力弱，往往需要增大板厚来抵抗破坏，而采取管轴向波纹化处理的波纹钢管（如图 1-3 所示）可大大提高管体的径向刚度和轴向变形补偿能力。

【参考文献】：
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本文编号：2998894