波紋鋼板在橋涵畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 級 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評閱意見表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究 評閱意見：

2、（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：波紋鋼板在橋涵王益博本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了波紋鋼板結(jié)構(gòu)制作工藝，主要包括結(jié)構(gòu)材料、筋帶、連接件等，在此基礎(chǔ)上對波紋鋼板橋涵結(jié)構(gòu)的三種截面形式進(jìn)行比選，通過數(shù)值模擬分析對比，優(yōu)化波紋鋼板截面選型，確保波紋鋼板橋涵施工的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。鋼波紋板;橋涵結(jié)構(gòu);截面形式比選 波紋鋼板結(jié)構(gòu)作為彌補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的替代品，目前已大量應(yīng)用于我國公路

4、工程當(dāng)中。波紋鋼板是一種新型結(jié)構(gòu)，將4.0 mm8.0 mm厚度的板材通過波紋成型技術(shù)增加強(qiáng)度，再通過一系列的加工組裝最終成型。波紋鋼板結(jié)構(gòu)是一種空間鋼結(jié)構(gòu)，因其具有一定的抵抗變形能力，所以波紋鋼板橋涵擁有一定的適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形能力，能有效避免因地基基礎(chǔ)不均勻沉降而導(dǎo)致橋涵結(jié)構(gòu)的破壞。波紋鋼板因縱向波紋的存在，提高了鋼板的承載能力，縱向和徑向可同時(shí)承擔(dān)因外界荷載引起的變形，很大程度上避免了應(yīng)力集中現(xiàn)象的出現(xiàn)。波紋鋼板作為一種現(xiàn)代的新型建筑材料，具有抗破壞性能強(qiáng)，強(qiáng)重比大，耐火性能好，耐腐蝕，安裝便利，無須養(yǎng)護(hù)和適應(yīng)多種環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。 波紋鋼板橋涵截面形式分為開口和閉口截面，本設(shè)計(jì)屬于小跨度橋涵

5、，通常采用閉口截面形式。閉口形式的涵洞通常用于跨度較小情況，它們不需要混凝土基礎(chǔ)，造價(jià)相對比較低。很多國外的規(guī)范也建議盡量采用閉口截面，以自然形成的河床材料填充，作為車輛、行人以及野生動(dòng)物的通道，以此保護(hù)生態(tài)環(huán)境。常見的閉口線形涵洞有圓形、水平橢圓、豎向橢圓和管拱等。本次設(shè)計(jì)選用6 m跨度覆土波紋鋼板橋涵結(jié)構(gòu)，選擇三種閉口截面形式：圓、水平橢圓和管拱形式。三種截面均依托衡水益通金屬制品有限公司的實(shí)際波紋管的型號建立，使用鋼材種類Q235，波紋鋼板波形為200 mm55 mm。圓形型號為YTHG-6-t，跨度為6 m;橢圓形型號為YTHG-（6.05.0）-t，跨度矢高（m）65;管拱型號為YT

6、MT-6.0-4.5，跨度*矢高（m）64.5。本工程公路為二級公路，設(shè)計(jì)荷載為公路I級，橋跨6 m，路基高度8m。利用ANSYS有限元軟件，比選出圓形、水平橢圓形、管拱形管涵截面在填土高度為8m的條件下結(jié)構(gòu)受力情況最佳的方案。波紋鋼板（面板）結(jié)構(gòu)采用壁厚5.5 mm的Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼或Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制作，長 6000 mm，寬1280 mm，波距 400 mm，波高或波深150 mm。防腐鍍鋅平均厚度84m（ 或 600 g/m ）。采用 CAT30020B 型鋼塑復(fù)合筋帶，寬30 mm，厚2 mm，拉力6 KN，強(qiáng)度 100.0 MPa、伸長率 1.0%。（1）筋帶與波紋鋼板

7、面板采用 M16 規(guī)格的高強(qiáng)度（8.8 s 或10.9 s）螺栓連接。螺栓與筋帶連接處為三角形構(gòu)造，三角形底邊長（內(nèi)）大于筋帶寬度 30mm。螺栓用高強(qiáng)度鋼墊片，其外形為與波紋鋼板波形一致具有凸凹形鋼墊片。（2）基礎(chǔ)預(yù)埋鍍鋅冷彎不等邊槽，底寬 185 mm 高邊180 mm 低邊 50 mm 厚度 5.0 mm。槽鋼底部采用 M20 螺栓預(yù)埋于混凝土中連接槽鋼，螺栓（孔）間距為每一波距 400mm。槽鋼高邊與波紋鋼板面板外側(cè)（波峰）連接，采用 M20 規(guī)格的高強(qiáng)度（8.8 s）兩排螺栓連接，橫向螺栓（孔）間距為 400 mm，豎向螺栓（孔）間距為 50 mm。（3）“L”形波紋鋼板斜拉加強(qiáng)筋采

8、用厚 6.0 mm，寬 50mm 的鍍鋅鋼條。（4）波紋鋼板面板上封板采用 165 mm155 mm5 mm 角鋼，與波紋鋼板面板外側(cè)（波峰）連接采用上下兩排（層）M16 規(guī)格的普通螺栓連接，橫向螺栓（孔）間距為400 mm，豎向螺栓（孔）間距為50 mm。（5）螺栓與鋼墊片均采用大于 50m（ 350 g/m）的鍍鋅防腐層。槽鋼、鋼條、封板角鋼采用平均大于 84m（ 600g/m ） 的鍍鋅層防腐鍍鋅。 利用ANSYS有限元軟件，將三維模型簡化為二維模型，采用環(huán)向抗彎剛度等效方法。首先要計(jì)算出波紋鋼板截面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，然后按照抗彎剛度等效原則，即EI相等，將波紋板等效成轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I相同的普通平板進(jìn)

9、行分析。分別建立6m跨徑的圓形、水平橢圓形、管拱形的二維模型，通過對比分析不同線形覆土波紋鋼板橋涵結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，選出最佳方案。采用軟土地基，結(jié)構(gòu)土體的左右邊界應(yīng)采用可豎向滑移的水平支座，結(jié)構(gòu)土體的下邊界應(yīng)采用可豎向鉸支座。波紋鋼板采用鍍鋅Q235A鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa，容許應(yīng)力為140MPa，彈性模量為2.06105MPa。選用200mm55mm的波形，厚度取5mm。根據(jù)內(nèi)蒙古地方標(biāo)準(zhǔn)公路波紋鋼管（板）橋涵設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，波紋鋼板截面特性如表1所示。 模型中波紋鋼板由beam3梁單元模擬，實(shí)常數(shù)選取5mm板厚、20055 mm波形的等效截面特性：慣性矩I=2080.43mm4，面積A=5

10、.43mm2，彈性模量E1=2.06105MPa，密度7.8kN/m3，泊松比0.3;土體采用plane82二維平板單元，填土層為砂土，彈性模量E2=15MPa，泊松比取0.3，重度為20kN/m。相同路基高度結(jié)構(gòu)線型的比較。針對路基高度為8m的情況，分別建立三種線形結(jié)構(gòu)模型，對比分析其受力變形特點(diǎn)，選出最適合的結(jié)構(gòu)線形。路基高度即為管底至回填土頂部的距離，則路基填土高度為8m時(shí)，圓形覆土厚度為2m，水平橢圓覆土厚度為3m，管拱形覆土厚度為3.5m?，F(xiàn)將三種線形的結(jié)構(gòu)沿跨徑方向的軸力圖、彎矩圖、等效應(yīng)力圖和變形圖列出，并在表2中比較分析。 由表2所示，圓形截面只受到軸向壓力作用，底部所受軸向壓

11、力較大;管拱形截面也只受軸向壓力作用，且受力較均勻;橢圓形上部出現(xiàn)了較大的軸向拉力，下部受到壓力作用且數(shù)值較大。 在剪力比較中，橢圓形所受剪力最大，其次是圓形，管拱形所受剪力較小。在彎矩比較中，圓形截面所受彎矩最小，其次是橢圓形，管拱在拱腳處所受彎矩很大，出現(xiàn)了應(yīng)力集中的情況。由表2變形比較中可以看出，管拱形在管頂處出現(xiàn)最大位移;其次是橢圓形在管頂處的變形;圓形管頂處的變形最小。總之，本文對覆土波紋鋼板橋涵的設(shè)計(jì)進(jìn)行選型分析，利用ANSYS有限元軟件建立有限元模型比較了圓形、水平橢圓形、管拱形三種線形結(jié)構(gòu)在相同路基高度下的軸力、彎矩、剪力和變形，圖1-圖9所示，得出以下結(jié)論：（1）在路基高度相

12、同的情況下，管拱形出現(xiàn)了受力集中的情況，這是由于圓形和橢圓形都是由一段圓弧線組成的，所以受力比較均勻，而管拱是由不同半徑的弧線組成的，而拱腳處曲率半徑較小，變化較多，所以在拱腳處所受彎矩較大。 （2）相同路基高度下，管拱變形最大，其次是橢圓形，最后是圓形，這與結(jié)構(gòu)的線形及矢高有關(guān)，結(jié)構(gòu)矢高越大，相同路基填土高度結(jié)構(gòu)的拱頂覆土厚度越小，結(jié)構(gòu)受力越小，變形也越小。 （3）經(jīng)濟(jì)方面：管拱用鋼量最少，其次是橢圓形，最后是圓形，因此管拱最為經(jīng)濟(jì)。根據(jù)以上分析，管拱形截面拱腳處產(chǎn)生應(yīng)力集中，覆土較大，且凈空較小，不宜采用。相比橢圓形，圓形矢跨比大，覆土高度較小，變形小，受力合理，因此圓形截面是較為合理的選

13、擇。波紋鋼板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、自重低、施工工期短、造價(jià)低、養(yǎng)護(hù)成本較低、有利于環(huán)境保護(hù)，并且該結(jié)構(gòu)在軟土、濕陷性黃土、多年凍土、膨脹土等不良地質(zhì)條件地區(qū)已經(jīng)得到一定應(yīng)用。由波紋鋼板在橋涵中的應(yīng)用可知，管拱變形最大，其次是橢圓形，最后是圓形，另外在經(jīng)濟(jì)方面，管拱用鋼量最少，其次是橢圓形，最后是圓形。因此，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，選擇最為科學(xué)合理的波紋鋼板結(jié)構(gòu)。1李百建，符鋅砂，朱良生.基于車-橋耦合的鋼波紋板動(dòng)力分析方法對比研究J.公路工程，2019，44（6）：1-8+32.2李俊儒，王李斌，王雪來，等.季凍區(qū)既有隧道保溫鋼波紋板套襯保溫效果分析J.高速鐵路技術(shù)，2019，10（6）：45-48+8

14、1.3雷進(jìn)，胡濱，李祝龍，等.鋼波紋板小橋在安徽省高速公路中應(yīng)用研究J.山東交通科技，2014（1）：33.4唐項(xiàng)亮.淺析公路鋼波紋板橋涵應(yīng)用與發(fā)展J.工程與建設(shè)，2014，28（5）：605-606+669.5郭力源，李祝龍，梁養(yǎng)輝.荷載作用下鋼波紋板小橋土壓力分析J.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2013（11）：56-62.This paper analyzes the manufacturing process of corrugated steel plate structure with engineering examples， mainly including structural materials， ribs， connectors， etc. On this basis， the three cross-sectional forms of corrugated steel bridge and culvert structures are compared and compared through numerical simulation analysis. Optimizing the selection o