不同分塊長度涵墻的受力性能分析

為考慮涵頂填土高度的差異對涵體受力與位移的影響，涵頂填土沿涵洞軸線方向（z軸方向）設(shè)置3%的縱坡，計算長度選取沿涵洞軸線長度4.0 m來預(yù)制涵墻長度，考慮預(yù)制涵墻分塊對涵體受力與位移的影響。采用PLAXIS 3D建立有限元模型，涵洞路段幾何模型建立時坐標(biāo)軸選取如圖1所示。將涵洞側(cè)墻按照2塊1.995 m長分段，2段之間不設(shè)置任何接觸，留取一寬度為1 cm的縫隙，進行數(shù)值模擬建模計算，將其計算結(jié)果與側(cè)墻為整塊4 m段的計算結(jié)果進行對比。

涵洞路段的應(yīng)力和位移云圖如圖2和圖3所示，側(cè)墻按照2 m/段和4 m/段數(shù)值模擬所得涵洞路段基底土壓力的最大值分別為349.1 kPa和348.4 kPa，兩者相差不超過2‰。涵洞路段路堤位移的最大值分別為139.4 mm和139.5 mm，兩者相差不超過0.7‰。

通過考察涵洞洞身及基礎(chǔ)的受力情況，進一步分析側(cè)墻按照2 m/段和4 m/段進行施工后的差異。側(cè)墻內(nèi)部各點沿著涵洞軸向方向最大軸力值為2.5 N，最大剪力值為15.2 N，基本可以忽略不計，因此將涵洞側(cè)墻分節(jié)不會對涵洞內(nèi)力造成不利影響。

結(jié)論

通過數(shù)值模擬研究了預(yù)制蓋板涵的蓋板、側(cè)墻和基底所受土壓力的分布規(guī)律，對蓋板、側(cè)墻和基礎(chǔ)的內(nèi)力進行了分析，可知對涵墻分段情況進行數(shù)值模擬，涵墻按照2 m/段分段后與4 m/段時的受力性能幾乎沒有差別，沉降及水平位移相差不超過2‰。因此，涵墻可以分塊預(yù)制再進行裝配，分塊后涵墻的受力性能基本不會改變。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張發(fā)祥. 拱形涵洞的受力分析和選型. 河海大學(xué)學(xué)報， 1995， 23（3）： 54-63

指導(dǎo)教師：馬強

作者簡介：

1.柳井云（1992-），男，湖北工業(yè)大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院土木工程專業(yè)2012級本科生。

2.朱?。?989-），湖北十堰人，湖北工業(yè)大學(xué)土建學(xué)院 2013級研究生。

指導(dǎo)教師簡介：

馬強（1983-），男，湖北工業(yè)大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，講師。