李雪玲, 胡 可, 陶双龙, 张 飞, 王建国

(1.合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009;2.安徽省交通投资集团有限公司,安徽合肥 230088;3.安徽省路桥工程集团有限责任公司,安徽合肥 230088)

在高速公路建设中,装配式管型通道技术具有工程质量好、施工速度快和成本造价低等优点[1-2]。管型通道的走向必须符合高速公路的线形布置,尽量采用正交[3]的形式。实际工程中,由于地形和场地的限制,斜交管型通道不可避免地出现在高速公路的建设中。本文采用有限元数值分析方法对装配式钢筋混凝土斜交管型通道的力学性能进行分析,并探讨装配式钢筋混凝土斜交管型通道的应力和变形随斜交角的变化情况。

1 有限元分析模型

1.1 建立模型

斜交管型通道轴线与其上方路面轴线的垂直线之间的夹角为斜交角,用字母θ表示。管型通道与其上方路线斜交关系如图1所示。本文以某高速公路中装配式钢筋混凝土管型通道为研究背景,利用ANSYS有限元分析软件,研究了不同斜交角度时管型通道的力学性能。该装配式钢筋混凝土管型通道的截面尺寸为6.3 m×4.5 m,净高为3.8 m,管片厚度为0.35 m,每节管型通道纵向长3 m。该装配式钢筋混凝土管型通道由4片管片组成,其中底板现浇,2块边板和顶板由预制厂提前预制。该管型通道的断面形状和尺寸如图2所示。

图1 斜交管型通道及车辆荷载布置

图2 管型通道横截面

管片和回填土均采用ANSYS中的三维实体单元来模拟。其中钢筋混凝土管片采用Solid65单元整体式模型来模拟[4],该单元具有拉裂、压碎、塑性变形和蠕变等功能,通过参数的设定来反映内部钢筋的分布情况,管片采用了 Willam-Warake三参数强度准则[5]。……