柔性波紋涵管的受力特征

　　1.涵洞剛度
　　①埋地柔性管
　　柔性波紋涵管分析和設計中意的三項參數(shù):荷載、土勁性、管勁性。
　　土勁性通常以E~(土模量)表示。它是土性質(zhì)如如土密度、土類型及含水量等的函數(shù)。經(jīng)驗證明，土密度是影響土勁性的重要參數(shù)。
　　②涵洞剛度
　　《公路橋涵設計手冊——涵洞》根據(jù)涵洞的受力和變形情況，可劃分為柔性管和剛性管。
　　2.埋地管的受力
　　施壓在埋地管上的荷載取決于管機構(gòu)及周圍土的勁性。這導致結(jié)構(gòu)物收到土壓力，產(chǎn)生撓曲又決定土壓力。
　　剛性管(混泥土或陶試管)通常假設管主要承受土和車輛垂直壓力；水平方向壓力可以認為不存在或可忽略不計。對柔性管，當垂直荷載造成管撓曲時，它反過來形成水平支撐土壓力。
　　一般。Marston荷載理論可用于分析埋地剛性管的受力。
　　Marston假設
　　①在溝槽內(nèi)為一棱柱土體;
　　②回填土和管的沉降，在槽幫上產(chǎn)生剪切力或磨擦力;
　　③黏聚力可忽略不計，研究得出剛性埋地管的受力公式。
　　垂直壓力N有多少施壓在管上，要依據(jù)相關的管和土的壓縮性(勁度)而定。對高剛性管(陶土、混泥土、厚壁鑄鐵和其他)側(cè)幫回填土想對于管有很大壓縮性時，管將在承擔全部荷載N。對榮幸管，施壓荷載實際上將小于N，因為柔性管的剛性小于側(cè)幫回填土。
　　3.柔性涵管上的受力
　　涵洞除承受填土自重外，還承受經(jīng)路堤傳遞下來的車輛荷重；當路堤涵頂填土高度在0.5m以上時，填土減弱了車輛荷載對涵洞的動力影響，故《公路橋涵設計手冊——涵洞》中不計沖擊力。
　　涵洞上的荷載還與涵洞施工方法(填土法、開槽法、頂推法等)有關，在計算中予以考慮。高填土路堤增建涵洞時，可采用頂推法施工。新建和改建路基施工中，常采用填土法、開槽法修建涵洞。
　　采用頂推法修建涵洞時，由于土拱作用而只須考慮土拱范圍內(nèi)的土對涵洞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力。采用填土法修建涵洞時，涵洞安裝后，分層修筑路基，涵洞上的垂直壓力和水平推力逐漸增加，涵洞的實際壓力與填土沉降、地基變形以及涵管本身的變形有關。
　　4.柔性管的變形
　　對于柔性管，豎向撓度是安裝設計控制的關鍵。
　　①Spangler的衣阿華公式
　　②撓曲延遲及蠕變
　　③Watkins的土應變理論
　　5.管的破壞方式
　　①性能
　　對于地埋管同多數(shù)結(jié)構(gòu)物一樣，在設計中常考慮以下性能：管壁破壞(應力)、管壁壓屈、撓曲、曲率反向(超撓曲)、應變界限、剪切荷載、疲勞、成分分離。
　　②柔性管的系數(shù)
　　柔性管的性能通常與撓度相關。系數(shù)往往是根據(jù)撓度，二不是根據(jù)荷載。舉例來說，如果水泥內(nèi)襯管在3%撓度時出現(xiàn)有害裂縫，設計撓度2%時系數(shù)就是1.5.設計工程有責任在設計安裝工程(管道、彎曲、回填等等)時，使計算的設計撓度不超過2%。
　　每種產(chǎn)品會顯示不同的性能，通常系數(shù)為1.5，或更大一些。對于柔性管，只以撓度作為性能，設計撓度為7.5%系數(shù)即為4或更大些。
　　③鋼波紋管
　　鋼波紋管的波紋狀管壁可產(chǎn)生較大的慣性矩二獲得較大的勁性。已經(jīng)有許多簡化的理論用于埋設波紋鋼管的設計。每種理論都，但也有局限性。