加强重型铁路病害涵洞用波纹板的技术 陈树丽、 陈丽、 杨波、 崔春凯、 程莹

《Buildings》:Strengthening Technology of Corrugated Plates for Diseased Culverts in Heavy-Haul Railways Shuli Chen, Chen Li, Bo Yang, Chunkai Cui and Ying Cheng

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年03月10日 来源:Buildings 3.1

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  摘要:针对重型轴载运输条件下,重型铁路涵洞结构损伤加剧、承载能力下降和耐久性减弱的问题,本研究重点探讨了使用组装波纹板来加固受损涵洞的应用。通过工程应用、数值模拟和现场测试,研究了加固技术,分析了参数的影响,并评估了其有效性。结果表明,将波纹板与现有涵洞结合形成了复合结构,通过分

  摘要:针对重型轴载运输条件下,重型铁路涵洞结构损伤加剧、承载能力下降和耐久性减弱的问题,本研究重点探讨了使用组装波纹板来加固受损涵洞的应用。通过工程应用、数值模拟和现场测试,研究了加固技术,分析了参数的影响,并评估了其有效性。结果表明,将波纹板与现有涵洞结合形成了复合结构,通过分担荷载来提高整体刚度。在波纹高度、间距和灌浆层厚度相同的情况下,弧形波纹板相比三角形和矩形波纹板呈现出更小的跨中变形和应力,显示出更好的加固性能。敏感性分析结果显示,波纹形状是影响加固效果的最敏感参数。在波纹形状固定的情况下,波纹高度对加固效果有显著影响,其次是波纹间距,而灌浆层厚度的影响可以忽略不计。对14座不同跨度受损涵洞的现场试验表明,波纹板加固措施使跨中变形和钢筋应变平均减少了40%以上,其中变形的改善略优于应变的减少。这些发现验证了波纹板加固在重型铁路涵洞修复中的显著效果。

1. 引言
涵洞作为铁路基础设施的关键组成部分,占现有重型铁路网络的很大比例。常见的类型包括框架涵洞和板顶涵洞,其截面形状有拱形、圆形和矩形等。由于重型列车的频繁运行(具有重轴载)、高交通密度和长列车编组,涵洞的损伤效应和疲劳响应显著加剧,导致动态荷载增加。现有涵洞中普遍存在的问题,如混凝土剥落、钢筋裸露和腐蚀、屋顶接缝处漏水以及翼墙沉降裂缝(见图1),降低了承载能力,直接威胁到结构安全性和铁路运行的完整性。为了满足重型运输的需求,对涵洞进行结构加固迫在眉睫[1,2],选择科学合理的方法至关重要。
图1. 重型铁路线路沿线涵洞损伤的示意图。(a) 混凝土剥落;(b) 钢筋裸露和腐蚀;(c) 屋顶接缝处漏水;(d) 翼墙沉降裂缝。

在全球范围内,研究者针对重型铁路涵洞的结构加固和改造进行了大量研究,推动了多种加固方法及其实际应用的显著进展。Yang等人[3]提出了钢板粘接、部分框架重建和内部框架衬砌等解决方案,并基于数值模拟对比了加固效果。Li等人[4]证明外部预应力能有效提高板顶涵洞的刚度和强度,同时最小化 clearance 尺寸。Waqas等人[5]研究了拱肩几何形状和额外加固对箱形涵洞承载能力的影响,并提出了设计优化方案。Hassanli等人[6]通过实验研究评估了玻璃纤维增强聚合物(GFRP)钢筋预制混凝土涵洞的性能,证实了GFRP作为钢材替代品的可能性。Davidson等人[7]探讨了使用聚乙烯醇(PVA)纤维增强砂浆喷涂衬里来修复老化金属排水涵洞的方法。新型材料的出现丰富了加固策略,扩大了工程选择。最近,由于波纹板具有优良的几何形状、优异的物理性能、高的抗压强度、易于施工和经过验证的加固效果,它们成为重型铁路受损涵洞的广泛采用的解决方案。

Ma、Shang、Zhao、Zou、Tian、Li 和 Guo 等人[8,9,10,11,12,13,14,15]通过数值模拟和实际工程应用,对波纹板加固涵洞进行了理论分析和实验研究,研究了不同类型涵洞中波纹板加固对机械性能的影响。Heo等人[16]分析了圆形柔性地下钢波纹管涵洞中垂直土压力的分布。Song等人[17]探讨了钢波纹板与混凝土复合结构之间的粘结-滑动特性。Beben等人[18,19,20,21]通过现场测试和数值模拟验证了钢波纹板在公路桥梁改造中的可靠性,为中小跨度桥梁的修复提供了关键证据。Xia 和 Yu 等人[22,23,24]利用实验和数值方法研究了波纹板加固受损混凝土拱的力学行为。虽然现有研究在铁路涵洞的组装波纹板加固方面取得了显著进展,但大多数研究侧重于工程应用和施工方法。值得注意的是,对于不同截面参数的波纹板的变形和应力分布模式的系统研究仍然有限。此外,在增强运输能力条件下的加固效果实验验证仍处于初步阶段。

因此,本研究在重型铁路背景下,针对维护窗口较短的时间内,研究了波纹板对受损涵洞的加固技术。基于数值模拟和现场测试,系统分析了关键参数(包括波纹形状(例如弧形、三角形、矩形)、波纹间距、波纹高度和灌浆层厚度)对结构性能的影响。现场验证进一步量化了波纹板加固的效果。研究结果旨在为类似基础设施修复项目的参数优化提供实用指导。

2. 使用波纹板加固涵洞的机制
重型铁路涵洞具有多种结构配置,通常跨度为3.0米至6.0米,主要承担运输或排水功能。这些涵洞通常采用横向(垂直于交通方向)分段结构和纵向(平行于交通方向)单单元或多单元布局,横向长度远大于纵向跨度。在持续的重轴载作用下,横向段落之间可能出现差异沉降。此外,铁路涵洞通常按照特定的活载模式设计,但在轴载超过25吨时,其抵抗活载的储备能力会显著下降,伴随着结构变形和应力水平的显著增加。因此,加固的根本原则是提高整体结构刚度。

使用组装波纹板加固铁路涵洞的关键步骤如下:首先在工厂环境中,将不同厚度和材料的金属板沿承力方向加工成指定的几何形状(例如弧形、矩形),然后进行防腐蚀处理。在涵洞位置,将预制的波纹板沿非承力方向组装成承力结构(圆形、拱形或矩形)。通过钢条将板材临时固定在现有涵洞上,之后在波纹板与原有结构之间的界面间隙中灌入灌浆或混凝土,形成两者的复合系统。现有涵洞与波纹板之间的协同作用提高了整体刚度和荷载重新分配,实现了预期的加固效果。与平板结构相比,波纹板显著提高了周向弯曲刚度、抗弯能力、抗剪强度和抗压强度。金属结构的固有延展性进一步允许更大的差异沉降。因此,加固后的涵洞系统形成了由原有涵洞、灌浆填充层和波纹板组成的复合承力结构。波纹板加固涵洞和荷载传递机制如图2所示。

图2. 波纹板加固涵洞及其荷载传递机制示意图。当列车通过涵洞时,动态荷载依次通过轨道、轨枕、道砟和路堤填料传递到涵洞顶板。在此传递过程中,荷载从集中力转变为均匀分布的荷载。顶板承受这一荷载,并通过侧壁传递给基础。经过波纹板加固后,现有涵洞、灌浆填充层和波纹板共同构成了一个复合承力系统。荷载首先从顶板传递到灌浆填充层,再传递到波纹板。这些板材与连接螺栓一起承受径向压缩应力和切向剪切应力,最终将荷载传递给基础。值得注意的是,波纹板结构承担了部分承力责任,有效地在复合系统内部重新分配了应力。

3. 波纹几何形状对重型铁路涵洞加固效果的参数影响
波纹板具有多种几何形状,波纹形状(例如弧形、三角形、矩形)、间距和波纹高度的变化直接影响其加固效果。同时,波纹板与现有涵洞之间的灌浆层厚度等改造参数也显著影响结构性能。为了确定最佳的加固参数,必须系统地分析这些参数对加固效果的影响。常见的波纹板类型如图3所示。

3.1. 数值建模
采用了数值模拟方法系统分析波纹参数和关键改造参数对波纹板和涵洞应力及变形行为的影响。分析使用 ANSYS Mechanical APDL 2021 软件建立有限元模型,考虑了组件之间的接触行为。该研究假设波纹板、灌浆层和现有涵洞之间完美粘结,未考虑潜在的粘结损失或界面分离。这一假设适用于施工质量良好且灌浆有效的理想化条件。波纹板结构使用 SHELL63 壳单元进行模拟,而板顶涵洞和灌浆层分别使用 SOLID45 和 SOLID65 实体单元进行建模。这种多元素公式捕捉了重型荷载条件下波纹板、现有涵洞和灌浆界面之间的复合相互作用。加固模型的材料参数列于表1中。

表1. 加固模型的材料参数。多点约束(MPC)耦合算法用于在波纹板和灌浆层之间建立接触对(CONTA174 和 TARGE170),在模拟弹性基础的同时实现力的传递。边界条件根据改造后的板顶涵洞的结构配置进行定义:
- 波纹板约束:柱端完全固定支撑(UX = UY = UZ = 0),涵洞入口处增加 UZ 方向的位移约束。
- 改造后涵洞约束:涵洞底部的竖直位移约束(UY = 0);两侧壁的纵向约束(UX = UY = UZ = 0);涵洞入口处的完全平移约束(UX = UY = UZ = 0)。

3.2. 荷载工况
在数值计算中,主要考虑以下荷载组合:结构恒载 + 静态垂直列车荷载 + 动态垂直列车荷载。
(1) 结构恒载:波纹钢板结构的自重密度为78.5 kN/m3,由有限元软件自动计算得出。
(2) 静态垂直列车荷载:重型铁路应采用ZH荷载图。考虑到未来可能出现更高的轴载,列车荷载按30吨的轴重计算,荷载系数z取1.3。ZH活载图如图5所示。
(3) 动态垂直列车荷载:分析桥梁和涵洞结构时,必须考虑列车的垂直活载。由于动态系数公式与涵洞跨度相关,且涵洞上方的填筑高度h≤3米,动态系数使用以下公式计算:
1+??=1+???(630+??)
不同跨度板顶涵洞的计算动态系数和垂直/水平压力见表3。图6显示了模型的荷载应用图。

为了确保后续分析的更准确结果,根据波纹板的实际受力条件,使用 CSCIR 和 SFGRAD 命令对波纹板施加了表面梯度荷载。模型验证
波纹板的中间跨度动态挠度和动态应变是评估加固效果的关键指标,因为它们的大小在某种程度上反映了结构的整体刚度和稳定性。对于四个跨度在3.0-6.0米之间的涵洞,模拟的中间跨度动态挠度范围为0.2至0.7毫米,平均动态挠度为0.473毫米,挠度与跨度比为9.46×10^-5。相应地,从动态测试中测量得到的中间跨度垂直动态挠度范围为0.25至0.75毫米,平均动态挠度为0.439毫米,挠度与跨度比为8.78×10^-5。这两个值都小于1/4000,且模拟的动态挠度大约比实测动态挠度高7.2%。模拟的平均中间跨度动态应变为14.82微米,而实测的平均中间跨度动态应变为15.92微米,模拟的动态应变比实测的低约6.91%。这些结果表明有限元模型和分析方法具有相当的准确性。

3.4. 波形影响分析
波纹板具有多种几何形状,其中矩形、三角形和弧形配置最为常见。分析重点关注这三种波形类型。假设波纹板和涵洞的变形是一致的,这意味着它们的中间跨度挠度会同步变化。对不同波形的波纹板进行了网格映射,从而得到了如图7所示的有限元模型。(a)三角形;(b)矩形;(c)弧形。为了与实际应用保持一致,波纹板被建模为均匀厚度为8.0毫米,且坡度与高度比统一为200×55毫米。在主要荷载组合下,不同波形和跨度的波纹板的中间跨度挠度和应力如图8所示。(a)中间跨度挠度;(b)中间跨度应力。研究表明,在相同的坡度和高度条件下,弧形波纹板的中间跨度挠度和应力值最低,其次是三角形和矩形配置。这一模式表明,与相应配置相比,弧形波纹板在加固不同跨度的高速公路盖板涵洞方面更有效。
如图8所示,波纹板的中间跨度垂直挠度从弧形逐渐增加到三角形,再到矩形配置,突显了它们在变形特性上的显著差异。在相同的荷载条件下,6米跨度下矩形、三角形和弧形波纹板的最大中间跨度挠度分别为1.5毫米、0.61毫米和0.53毫米。这意味着从矩形到三角形的挠度减少了59.3%,从三角形到弧形的挠度减少了13.1%。值得注意的是,矩形波纹板的垂直挠度是弧形波纹板的2.81-3.06倍,这凸显了其较低的刚度和承载能力。随着跨度的增加,所有波纹板配置的中间跨度挠度和应力都会升高。在主要荷载组合下,与三角形波纹板相比,3米、4米、5米和6米跨度的弧形波纹板的中间跨度挠度分别减少了32.6%、18.8%、14.0%和13.1%。同样,中间跨度应力也分别减少了10.6%、20.4%、13.1%和28.2%。这些发现强调了弧形波纹板在抗变形能力和承载能力方面的优越性。

3.5. 坡度影响分析
基于波形计算结果,建立了弧形波纹板加固涵洞的有限元模型。固定了波形、波纹高度和灌浆厚度参数,然后计算了波纹坡度变化对涵洞中间跨度挠度的影响。结果如图9所示,其中波纹坡度为零表示未采取任何加固措施。如图9所示,对于坡度为200毫米的波纹板,3.0米、4.0米、5.0米和6.0米跨度的涵洞,中间跨度挠度分别减少了24.3%、40.0%、36.5%和39.2%。对于相同跨度、相同波形和灌浆厚度条件的涵洞,随着波纹坡度的增加,中间跨度挠度值呈逐渐减小趋势。对于6.0米跨度的涵洞,相邻波纹坡度之间的中间跨度挠度减少率分别为9.1%、10.0%、7.9%和8.6%。从减少率来看,这种趋势并不显著。
随着涵洞跨度的增加,在相同波纹坡度条件下,中间跨度挠度呈现增加趋势,表明跨度是影响挠度的关键因素。比较不同跨度涵洞的变形数据,3.0-6.0米跨度范围内,波纹坡度变化对中间跨度挠度的影响是一致的,且增加波纹坡度对挠度减小的效果较小。这表明使用波纹板是提高现有涵洞刚度的关键因素,可以采用较小的波纹坡度(通常为200毫米)。

3.6. 波纹高度影响分析
在固定波纹波形、坡度和灌浆厚度参数的情况下,计算了波纹高度变化对弧形波纹板加固涵洞中间跨度挠度的影响。波纹高度分别设置为30毫米、45毫米、55毫米和85毫米,共五种情况。结果如图10所示,其中波纹高度为零表示未采取任何加固措施。如图10所示,对于3.0米、4.0米、5.0米和6.0米跨度的涵洞,波纹高度为30毫米时,中间跨度挠度分别减少了23.4%、31.2%、33.4%和36.2%。对于相同跨度、相同波形和灌浆厚度条件的涵洞,随着波纹高度的增加,中间跨度挠度逐渐减小。对于6.0米跨度的涵洞,相邻波纹高度之间的中间跨度挠度减少率分别为10.09%至14.3%,表明波纹高度对挠度减少的影响更为显著。与波纹坡度相比,波纹高度对中间跨度挠度的影响更为敏感。
在相同波纹高度条件下,涵洞的中间跨度挠度随着跨度的增加而增加。比较不同跨度涵洞的数据,3.0-6.0米跨度范围内,波纹高度变化对中间跨度挠度的影响呈现一致模式。对于6.0米跨度的涵洞,波纹高度为30毫米、55毫米和85毫米时,中间跨度挠度减少率分别为36.2%、52.4%、54.7%和59.3%。当波纹高度达到一定水平后,其对涵洞中间跨度挠度的影响趋于稳定,进一步增加波纹高度对挠度减少的效果有限。因此,在实际工程应用中,建议采用常规的55毫米波纹高度来满足重型铁路涵洞的加固要求。

3.7. 灌浆层厚度影响分析
灌浆厚度代表现有涵洞与波纹板之间的混凝土厚度。理论上,较大的灌浆厚度可以改善加固效果,但由于需要保持一定的间隙,因此不应过大。在计算中,固定了波形、波纹坡度和波纹高度,并调整了现有涵洞中心线与波纹板之间的距离,以研究灌浆厚度对涵洞中间跨度挠度的影响。结果如图11所示,其中灌浆厚度为零表示未采取任何加固措施。如图11所示,使用波纹板加固后,3.0米、4.0米、5.0米和6.0米跨度的涵洞,中间跨度挠度分别减少了20.5%、19.4%、19.7%和22.7%。对于相同跨度的涵洞,随着灌浆厚度的增加,中间跨度挠度逐渐减小。对于6.0米跨度的涵洞,相邻灌浆厚度之间的中间跨度挠度减少率分别为4.2%、3.4%、2.0%和3.1%。中间跨度挠度的减少率并不显著,且低于波纹坡度和波纹高度对挠度的影响。灌浆厚度对挠度变化的影响相对较小。在相同灌浆厚度条件下,不同跨度涵洞的挠度减少模式和变化率是一致的。结果表明,波纹板结构是影响涵洞加固效果的主要因素,而灌浆厚度对加固效果的影响相对较小。在实际加固应用中,可以根据施工和耐久性要求选择适当的灌浆厚度。

4. 波纹板的加固应用
4.1. 组装的波纹板结构设计
在设计波纹板结构之前,使用高精度3D激光扫描仪对涵洞进行详细测量,以确定需要加固的损坏涵洞的实际跨度和间隙高度。然后根据涵洞的实际条件设计组装的波纹板结构,指定关键参数,如波纹坡度、波纹高度、波形、灌浆厚度和预钻孔尺寸。技术人员提供波纹板面板的制造图纸,这些面板在工厂预制。预制的波纹板面板必须符合相关标准,确保没有裂纹、腐蚀或其他缺陷,并采取适当的防腐措施,例如金属涂层、聚合物涂层或复合防腐材料。
设计采用了标准化的组装波纹板结构方法,其中波纹板系统由多个通过螺栓连接的波纹板面板组成,形成纵向整体结构。沿涵洞的横截面,结构分为三个宽度为1.20米的段。设计了三种类型的面板:一块2.50米×1.20米×0.08米的平板,以及两块L形垂直板,尺寸分别为5.00米×1.20米×0.08米和5.50米×1.20米×0.08米。波纹板的上层在1/4和7/8跨度处重叠,重叠长度为0.30米。重叠位置交错超过0.50米,各段通过双排螺栓连接。如图12所示,为损坏的重型铁路涵洞设计的波纹板加固示意图。(a)加固的立面图;(b)螺栓拼接图;(c)波纹板段图。

4.2. 施工工艺流程
为了明确加固过程,我们制定了现场施工程序。如图13所示,波纹板加固涵洞的施工工艺流程概述主要包括六个关键阶段:涵洞主体清理及准备 → 基础施工 → 防水及排水施工 → 波纹板施工 → 灌浆施工 → 防腐处理,每个阶段均严格控制质量。
1. 涵洞主体清理及准备:清理并凿除加固涵洞内部的混凝土表面,去除剥落、软化、蜂窝状和腐蚀等损坏部分。1. 清理沉降缝中的杂物,并使用沥青、木板或快速膨胀止水条等材料密封这些缝隙,完成现有沉降缝的处理。

2. 基础施工:在涵洞侧墙的底部边缘挖掘沟槽式基坑。后续步骤包括植入钢筋、安装预埋螺栓和角铁,然后安装模板并浇筑混凝土以完成基础施工。

3. 防水及排水施工:将凸壳防水板粘贴到沉降缝上,并采取密封措施以确保排水。沿着涵洞的纵向方向,在侧墙的顶部或底部铺设包有土工布的PVC排水管,用夹具固定,并将其延伸到涵洞结构之外。这完成了防水和排水施工。

4. 波纹板施工:在涵洞的一端搭设脚手架和顶盖。从一端开始按顺时针方向依次组装波纹板。波纹板逐步向内安装,到位后用螺栓固定在角铁上。确认波纹板对齐后,拧紧螺栓以完成安装。

5. 注浆施工:波纹板安装后立即进行注浆。使用微膨胀水泥浆,注浆顺序为先从底部到顶部:先浇筑侧墙,然后是拱板。拱板的注浆必须在维护窗口时间内完成。注浆后进行结构雷达检测,以发现波纹板结构中的空洞。

6. 防腐蚀处理:对完成的波纹板的暴露表面涂刷氟碳漆。特别要注意高强度螺栓、波纹板重叠区域以及受损的防腐层,以确保二次防腐效果。图14展示了不同跨度加固与未加固涵洞的现场对比。

5. 波纹板加固对涵洞效果的检查
基于加固方法和影响参数的分析结果,为了确保组装好的波纹板与现有涵洞紧密接触并形成统一的承载结构,对多个受损的重载铁路涵洞在加固前后进行了动态性能测试,以评估波纹板加固的有效性。

5.1. 项目概述
中国的一条重载铁路线是重要的煤炭运输通道,涵洞跨度从3.0米到6.0米不等。因此,对14座不同跨度的板顶涵洞(3米、4米、5米和6米)进行了加固施工和动态测试。在加固过程中,选择了波纹间距为200毫米、高度为55毫米、具有弧形波形的波纹板。材料采用Q345钢,板厚为8毫米。波纹板使用M20纳米复合粉末镀锌高强度螺栓连接,并通过纳米复合粉末镀锌进行防腐处理。在波纹板和板顶涵洞之间注入了10厘米厚的微膨胀水泥浆,预装了直径50毫米的镀锌注浆和排气管。新的波纹板基础使用C30混凝土建造,在与现有涵洞基础结合时使用了HRB400纳米复合粉末镀锌钢筋进行锚固。

5.2. 测试设计
在加固前后,对现有涵洞的荷载条件和变形行为进行了动态性能测试。测试点布置在上线轨道下方的板(或顶板)的中跨位置,其中四个部分用于测量加固应变,两个部分用于测量中跨挠度。加固后,测试了垂直位移、加固应变和波纹板应变。测试点位于上线轨道下方的板(或顶板)的中跨位置,加固应变与之前相同位置测量,两个部分用于测量中跨挠度,波纹板应变则在中跨和顶板与侧墙的连接处测量。每座涵洞在加固前共有六个测量点,加固后共有十个测量点。在列车通过时,分别进行了涵洞动态中跨挠度、板(或顶板)加固应变和波纹板应变的测试。具体的测量点布置如图15所示。

5.3. 测试结果与分析
为了分析波纹板加固对涵洞动态响应的影响,在现场测试后首先检查了14座涵洞的所有测试参数的时间历史曲线。然后使用德国IMC系列数据采集和处理系统收集、分析和处理测试数据。对所有测试参数的时间历史曲线进行了振幅统计、异常数据去除和频谱分析,随后进行数据整理和分析。

5.3.1. 中跨动态挠度
中跨动态挠度是涵洞竖向刚度的重要指标,与列车运行速度、轴荷载和结构本身密切相关。在重载铁路中,其数值的大小可以在一定程度上反映涵洞在列车荷载下的竖向刚度和整体稳定性。图17展示了3.0米和6.0米板顶涵洞在两种不同速度下加固前后中跨动态挠度时间历史曲线的对比。

5.3.2. 动态加固应变
动态应变在一定程度上反映了涵洞所承受的荷载大小。图19展示了3.0米和6.0米板顶涵洞在两种不同速度下加固前后加固钢筋的动态应变时间历史曲线的对比。

5.3.3. 波纹板应变
在板顶涵洞加固波纹板后,需要对波纹板进行性能测试,因为动态应变是评估其变形和承载性能的关键指标。图21展示了加固后波纹板测量点的动态应变统计。

5.4. 结论
研究表明,波纹板加固可以显著提高涵洞的动态响应。表5展示了14座不同跨度受损涵洞在加固前后中跨动态挠度和加固钢筋动态应变的变化情况。数据显示,波纹板加固后涵洞的中跨动态挠度和加固钢筋的动态应变显著降低,平均值和最大值均反映了这一趋势。对比挠度和应变测试数据,挠度值的降低幅度略大于应变值的降低幅度。挠度作为结构整体刚度的指标,而应变反映了局部强度。波纹板加固显著减少了涵洞的动态挠度,表明其效果良好,有效控制了涵洞的竖向变形。然而,应变值的变化较为分散,降低幅度相对较小。

在C80敞式货车载荷下,正式测试阶段使用正常运行的C80敞车作为测试列车,所有货车均处于满载状态。测试车辆和运行条件见表4。

6. 结论
本研究重点关注重载铁路中受损涵洞的普遍问题,通过数值模拟和实际工程应用对组装波纹板的加固技术进行了关键研究。主要结论如下:
(1) 用波纹板加固受损涵洞后,波纹板通过注浆与现有涵洞结合,形成共同承受荷载的复合结构。波纹板系统承担了部分列车荷载,从而提高了涵洞结构的整体刚度。
(2) 在相同尺寸条件下,与矩形和三角形波纹板相比,弧形波纹板显示出更优越的加固效果,其中波形是影响加固效果的最敏感参数。在波形固定的情况下,波纹的高度对加固效果有较为显著的影响,其次是波纹的间距,而灌浆层厚度的影响可以忽略不计。(3) 使用波纹板加固后,涵洞的中跨挠度和加固应变的测量参数相比加固前有了显著下降,平均降低率超过了40%。波纹板还承担了一部分载荷。可以得出结论,波纹板加固提高了结构的整体刚度,显示出显著的加固效果。
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