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摘要
为了探究高填方大跨钢波纹管涵变形、应力和土压力特征以及土-管共同作用的机理和影响因素，对一座双孔高填方大跨钢波纹管涵进行了试验测试。提出了考虑土体及土-管接触非线性特性的有限元建模方法。综合考虑管涵直径、波形尺寸及多管效应对土-管共同作用及土压力分布的影响，提出了管内对拉钢索控制管涵变形和应力的施工措施，对管顶铺设EPS板的减荷效果进行了数值模拟。结果表明：ANSYS有限元模型充分地考虑了土体与土-管接触的非线性特性，计算结果较为精确，钢波纹管涵变形、应力与径向土压力的计算结果与实测结果相吻合，变化趋势基本一致，径向土压力计算结果与实测值最大误差只有12.48%左右；管涵几何参数(管涵直径、波形尺寸)对钢波纹管涵受力特性影响显著；多管效应对钢波纹管涵土压力分布影响显著；管顶竖向土压力在高填方回填土中受土-管共同作用影响显著，随着填土高度增加，土-管共同作用引起的整体土拱效应经历了先负向增长再正向增长的过程，并在临界高度时达到土拱效应最大负向化；在填土完成后去除管内对拉钢索，变形最大减小46.65%,最大等效应力减小约9%;管顶铺设厚度为0.2 m的EPS板，管涵变形、应力及土压力都显著减小，管顶仅需承担46.85%的上方土体自重。
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