东北季冻区大孔径钢波纹管涵洞受力特征分析摘要：针对东北季冻区大孔径钢波纹管涵内壁切向应变及外壁土压力现场测试，得出波峰、波谷、波侧应变变化规律：填土初期均为拉应变，随着填土高度的增加，一些测点由拉应变转化为压应变（均在管周120°出现变化），且有增大趋势；管壁外侧土压力随着填土高度增加，且0°垂直土压力大于其他角度径向土压力；综合分析管内壁应变及管外土压力可得出管周90°处受力最不均匀，在钢波纹管生产、安装时采取一定的加固措施。关键词：季冻区；土压力；钢波纹管涵洞；受力分析：U449.83文献标志码：BAbstract：Thechangeruleofstrainatwavepeak，troughandlateralwasobtainedbyrunningfieldtestsonthetangentialstrainontheinnerwallandearthpressureontheouterwallofsteelcorrugatedculvertwithlargeapertureinnortheasternseasonalfrostregion.Itissaidthatatsomegaugingpoints（at120°aroundthesteelpipe），tensilestrainturnsintocompressivestrainfollowingtheincreaseoftheheightoffill；earthpressureontheouterwallincreasesalongwiththeheightoffill，withearthpressureattheangleof0°beingthebiggest；at90°aroundthesteelpipe，theunevenforceisatitspeak，soreinforcementmeasuresshouldbetakenduringthemounting.Keywords：seasonalfrostregion；earthpressure；steelcorrugatedculvert；forceanalysis0引言鹤岗至大连高速公路季节性冻土区修建的常规钢筋混凝土结构涵洞，通道施工时经常遇到多雨等气候环境，直接影响工程质量和施工进度。钢波纹管涵是采用波纹状管或波纹状弧形板通过连接、拼装形成的一种桥涵形式。采用钢波纹管涵、通道，不仅可以解决多雨等气候环境影响工程质量和施工进度的技术难题，而且可以适应地基变形，减少不均匀沉降[13]。考虑地基处理、基础工程等费用，钢波纹管结构涵洞的造价比钢筋混凝土结构更低，且具有施工速度快、省略养生、不受气温影响等优势[45]。从这些优点出发，鹤岗至大连高速公路对钢波纹管结构应用的需求极为迫切。目前中国已经对小孔径钢波纹管涵洞（直径小于3m）进行了大量研究及应用，但对大孔径钢波纹管涵洞研究较少，且其多在中国中部、南方等平原地区应用[67]。国内对季冻区大孔径钢波纹管涵洞尚未开展研究，为拓展其应用范围和研究领域，很有必要开展季冻区高速公路大孔径钢波纹管涵洞的技术研究。为更好地解决季冻区混凝土涵洞出现的不均匀沉降、裂缝、冻胀疲劳破坏等病害，鹤大高速利用钢波纹管涵洞代替混凝土涵洞，取得了很好的效果。本文依托现场试验工程，探讨季冻区大孔径钢波纹管涵洞受力特征，包括管内应变及管外土压力变化规律[811]，对东北季冻区大孔径钢波纹管涵洞的力学性能作出阐述。1试验方案1.1测试涵洞基本情况以鹤大高速公路9标桩号K694+633直径4m的钢波纹管涵洞为依托项目，钢波纹管波高55mm、波长200mm，采用Q235A热轧钢板制成，防腐工艺采用表面热浸镀锌，且现场安装前管壁内外均匀涂刷沥青进行二次防腐[1213]。进出口为八字墙结构。1.2试验仪器布置1.2.1应变片布置通过对钢波纹管涵洞管周内壁不同角度粘贴应变片，测定钢波纹管涵洞随填土高度变化的应变规律。应变片分别布置在路中心0°、15°、30°、45°、60°、90°、120°、150°、180°的波峰、波谷、波侧，这3个测试断面沿管周径向布设，共计27个测点。具体布设如图1、2所示。1.2.2土压力盒布置通过对钢波纹管涵洞管周外壁不同角度布置土压力盒，测定钢波纹管涵洞随填土高度变化的土压力变化规律。管周外壁土压力盒分别布置在路中心0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°位置，管壁与压力盒之间距离为6cm，并采用细砂填充，分层填筑压实，共计7个测点，如图3所示。1.3测试工况管内应变及管外土压力测试工况相同，具体如表1所示。2测试结果及分析2.1路中管内壁切向应变测试结果分析2.1.1路中波峰随填土高度增加的切向应变变化由图4可以看出：当填土至管顶上0.2m时，整体为拉应变；随着填土高度的增加，管顶0°、管侧15°、管侧150°、管底180°拉应变值逐渐增大，图4路中波峰随填土高度增加切向应...